2015土木前沿考核

1、2015级硕士研究生土木工程学科前沿考核内容对以下两个工程概况进行分析，给出优化的加固方案，要详细写出确定加 固方案的依据、优点、加固流程及注意事项等。一、桥梁(50分)工程概况后桥沟桥是位于国道308线的一座小桥，它始建于1989年。上部结构是简 支空心、板，下部结构是桩柱盖梁式墩台。桥跨组合为3X10米，桥宽组合 0.5+17+0.5,由于G308线是“西煤东输”的重要干线，载重量大，交通量很大， 为解决日益严竣的交通问题，该线在2002年得以改建，路面由10m加宽到15m, 桥面由11m加宽到17m。限于资金问题，该桥的旧桥部分仍使用旧桥板。随着时 间的推移，该桥的病害日益显露出来。20

2、07年省桥检中心把它鉴定为三类桥。 存在的主要病害是旧桥面板板底大多出现了横向裂缝、纵向裂缝，尤其第3孔的 第9号板出现了 一条较为严重的纵向裂缝，长3m，缝宽2mm。病害产生的原因裂缝的产生主要是由于板底混凝土保护层薄，钢筋锈蚀，胀裂混凝土。桥龄长，桥板混凝土出现累积损伤裂缝，混凝土开裂，钢筋锈蚀，钢 筋锈蚀又加剧了混凝土开裂。加固方案依据及优点碳纤维是一种新型建材，具有轻质高强、耐腐蚀、施工简便，能适应各种复 杂形状结构的特点，且不影响结构的尺寸和外观，并且加固后的碳纤维布几乎不 需要什么维护工作，可降低后期养护费用，因此采用外贴碳纤维布加固法对后桥 沟桥进行加固处理，以满足承载力要求，保

3、证行车安全。加固流程4.1施工工艺施工准备工作一结构混凝土表而处理一配制涂刷底胶一用找平材料对表而 进行修补一配制涂刷浸渍树脂一粘贴碳纤维布一涂刷浸渍树脂一表而防护处理4.2混凝土表而缺陷处理用磨光机或砂轮对混凝土的表而如蜂窝、麻面、腐蚀、剥落、风化、浮浆、 不洁物等清除干净至密实面。检查外露钢筋，若有锈蚀需除锈，再刷油漆。修补 裂缝对缝宽小于0.2mm的裂缝采用环氧树脂进行封闭，对缝宽大于0.2mm的裂缝， 则用环氧树脂胶进行灌缝处理。粘贴碳纤维布范围的定位划线应按设计要求进 行。构件表而因施工原因造成的凸出部位，用磨光机或砂轮磨平，高差不得大于 1mm。对构件表而存在的棱角，用磨光机磨成圆

4、角，圆角半径宜大于30mm。不得 小于20mm。对混凝土表而残缺部分，剔除松散混凝土后用高于原构件混凝土强 度的砂浆修补至表而平整。用高压水或压缩空气除净构件表而的粉尘，并使其充 分干燥。4.3涂刷底胶把按比例调配好的底胶主剂和固化剂称量准确后放入容器内，拌和均匀，一 次调和量应以在可使用时间内用完为准，超过可使用时间的不得使用。用滚筒刷 均匀地涂抹底胶，需要涂刷2层时，应在第一层指触干燥后再涂刷第2层。指触 干燥时间因气温不同而在3小时至1天之间变化。底胶硬化后，在构件表而有凸 起时，要用磨光机或砂纸磨平。根据施工部位的温度、湿度选择适当的底胶在气 温5笆以下，相对湿度大于85%,混凝土表而

5、含水率在8%以上，雨天或有结露可 能而无有效保障措施时，不得施工。4.4刮找平胶碳纤维布只有与所加固补强的混凝土表而紧密接触，才能产生良好的补强效 果构件表而如蜂窝、麻而、小孔等的存在是碳纤维布材料粘贴不严密而造成起鼓 的原因，应用找平胶填平，修复至表而平整。找平胶涂刮后，表而上的糙纹，应 用砂纸打磨平整。4.5粘贴碳纤维布为防止碳纤维受损，在纤维布运输、储存、裁切和粘贴过程中，都不得使它 受到过度弯折因此，粘贴碳纤维布前用夹子切断器按规定尺寸切断碳纤维布，每 段长度以不超过6m为宜。碳纤维布裁切时应预先在裁切位置粘贴宽胶带，在宽 胶带正中位置进行裁切，以保证裁切后碳纤维布的切口整齐。粘贴纤维

6、布前要确 认施工而的树脂胶和找平胶等修补材料已达到指触干燥。把浸渍树脂的主剂和固 化剂按规定的比例称量准确，装入容器，搅拌均匀一次调和量应以在可使用时间 内用完为准，超过可使用时间的不得使用。纤维布纵向接头必须塔接10cm以上， 该部位应多涂浸渍树脂，横向不需要搭接。粘贴时应依设计位置由上而下，由左 至右有秩序地粘贴，碳纤维布内不应留有空隙为此可用滚筒沿纤维力向在碳纤维 布上滚压多次，以使浸渍树脂充分渗浸入纤维中，同时以压板去除气泡即时观察 贴片是否粘结密实，若发现有间隙或气泡，应及时处理。碳纤维布粘贴30-60 分钟（根据干燥程度）后，再用滚筒在碳纤维布表而均匀涂抹浸渍树脂称为上涂上 涂时滚

7、筒沿纤维力向滚动，注意不能将已贴好的纤维布粘起。上涂后3- 4小时 进行空鼓检查，参照碳纤维片材加固修复混凝土结构技术规程检查纤维布空 鼓率、拉拔强度、粘结剂厚度等项目。若纤维布表而出现空鼓，需进行修补，方法如下：注入浸渍树脂法：在纤维布上打开2个以上的孔，使用注射器注入浸渍 树脂，此类力法用于初期硬化后；补修补法：当浸渍树脂完全固化后，无法用割刀切开或注入树脂后，或 纤维布表而出现褶皱或松驰时，应采用此法割去不良部分，重新粘贴碳纤维布。4.6养护粘贴碳纤维布后，需自然养护24小时达到初期固化，并保证固化期间不受 干扰。碳纤维布粘贴后达到设计强度所需自然养护的时间：当平均气温在20笆以 上时需

8、要1周。4.7涂装涂装应在树脂初期固化后进行，并应遵守所用涂料的相关标准和施工规定涂 装材料应根据需要选用耐候性材料、耐火材料并与加固构件外观颜色一致。3注意事项1对原材料与施工机具的要求 所有施工材料，包括碳纤维布和胶结材 料都必须符合设计要求，这是保证工程质量的前提。成卷材料在运输、储存中不 得平放、不得挤压以免碳纤维布受损.也不得日晒和雨淋。胶结材料必须原装未 开封。容器、搅拌设各、刷子、滚筒等工具必须及时清洗干净，不得残留胶凝物。2施工质量检验标准下涂和上涂树脂胶渗浸入碳纤维束良好。碳纤维布下全面积内无气泡、空鼓、褶皱、松脱、翘起等现象。纤维布纵向搭接长度 不小于10cm，各幅及各层之

9、间搭接部位不得位于同一断面处，必须错开至少 20cm。纤维布规格、粘贴位置、长度、宽度、层数符合设计规定。养护需要严格 遵守自然养护的时间要求。3作业区封闭交通 在作业区上游200米处设置施工警告标志，用锥标 隔离出工作区，工作区宽度为10m。在警告区内设置施工标志，限速标志，在上 游过渡区起点至下游过渡区终点之间放置锥标。二、框架剪力墙结构(50分)工程概况某工程，地上主楼20层，框架-剪力墙结构，柱网为8400X8400mm，层高为3950 mm、4800mm、5100mm。柱截面尺寸为1100X1100mm，主梁截面尺寸为400X700mm，板厚为130mm，柱混凝土标号为C60，梁板混

10、凝土强度等级为C35。现状分析经观察，现场二层结构某边柱在2.5m高度下出现表面起砂、细微裂纹现象， 经现场回弹、取芯，下部混凝土强度仅为C20，此时上部结构施工至5层部位。下文均以“缺陷柱”描述此柱，“缺陷柱”位置如图所示。经观察、取样后认为: 产生混凝土强度低的原因为施工人员误将润泵砂浆倒入到此柱底部，导致该柱底 部混凝土内掺加过多砂浆，致使混凝土强度不足。图1缺陷柱位置示意图加固方案依据和优点本实例不宜采用增大截面法对柱子进行加固处理，因为该方法以提高其承 重力和满足正常使用的一种加固方法。我们对混凝土强度等级C20作为该工程 混凝土构件加固与不加固的分界线，并要求尽量降低工程加固经费。

11、因此采用工 程柱的加固施工方法“螺旋筋约束柱法”，该方法施工工艺简单易行事、处理 费用低。为提高混凝土立柱的承载力，提高混凝土的强度和保证工程质量，该 方法起到一定的加固作用。4 .加固流程被加固柱的混凝土表面应凿毛，柱子棱角处要凿成半圆状，但柱核心、不 允许破坏。凿毛后的混凝土柱表面灰尘用钢刷刷净.再用清水冲洗干净。由上向下将钢筋紧紧地缠绕在拄核心上，缠绕时必须用夹具拉紧钢筋绕 柱核心慢慢向一个方向旋转.绕上几圈后，将钢筋点焊在纵向绑筋上，点焊时不 能将钢筋烧熔或削弱其截面.螺距必须符合加固设计要求。检查缠绕螺旋钢筋是否紧固.如发现有部分区域不紧固时须用钢楔楔紧。为了增强细石混凝土与柱核心的粘结力.可在柱核心、与螺旋筋表面先抹 上一层高标号水泥浆。随后自下向上按螺距填塞高强度等级的细石混凝土，边填塞边捣实，填 塞捣实混凝土必须密实可靠。检查合格后，再用水泥浆抹光柱表面作保护层，并压实抹加固前后柱截 面如图所示。11001(a)(b)图