sra工艺加固设计原理

SRAP工艺加固设计原理一、SRAP工艺的原理韩国M&S工业株式会社的专利技术SRAP工艺是采用镀锌软钢丝束（简称SR加固材料）对混凝土梁体施加预应力，采用多功能氧化铝聚糖树脂砂浆（简称AP树脂砂浆）对混凝土结构进行修补的综合加固技术。图1SPAP工艺加固示意图镀锌软钢丝束靠锚固于混凝土梁体上的角钢固定，采用螺旋扣环拉紧器进行张拉。为了增强镀锌软钢丝束与修补砂浆的粘着力，在软钢丝束上缠绕弹簧线圈。软钢丝束张拉后，由于预加力的作用，使梁体反向弯曲，在混凝土中产生预压应力。然后，喷注AP树脂砂浆，将预应力钢筋与梁体混凝土连为一体，两者共同工作，使结构的承载能力提高，工作性能改善。SRAP工艺采用的预应力钢筋由镀锌软钢丝束和弹簧线圈构成。镀锌软钢丝束为7×19型，规格为φ3.2mm※1.2(S)、φ4.8mm※1.5(M)、φ6.3mm※1.8(L)、φ8.0mm※2.0（XL）。其试验力学性能指标列于表1。表1：镀锌软钢丝束的试验强度指标朝规忽肿挥格且截面面积励（矿mm陪2虫）勾试验损坏家荷载笔（南N隆）闭试验抗拉蓄极限强度好（皱MP捏a鼻）锣φ肉3.2m六m硬※雷1.凶2豪（匀S缎）裳5.09脏1乞8000弦1571阵.4兽φ饱4.8m鲁m喇※振1.洽5丢（颂M异）腐10.8忘3迅2000衰0哑1846骗.7奇φ胡6.3m底m字※探1.闹8塞（伤L楼）易18.6截0军2975倍0某1599国.5胶φ处8.0m衬m层※摇2.豆0衫（挤XL愤）明30.4示0纯4520枯0奴1486烟.8注：※、1.2、1.5、1.8、2.0表示弹簧线圈的螺矩SRAP工艺采用的氧化铝聚糖树脂砂浆是一种强度高，密实性好，抗腐蚀性能强的多功能复合砂浆，其主要试验资料摘录于表2。表2：AP树脂砂浆主要试验结果杏试验项目点M&也S绣公司提供欢的试验结烈果跑中国国家求建筑材料脉测试中心钳的试验结卫果负试验值毯试验标准射试验值坏试验标准争标准指标钟抗压强度指（灾28见d饿）嘱65.3折Mpa攀韩国标准挤KSF4名042删41.8幻Mpa铸中国标失准痕GB18苦445-松2001琴≥球18.0杜Mpa惩抗折强度辨（述28急d衫）静16.8愉Mpa亏韩国标准耳KSF4认042畏9.2M铃pa己中国标话准船GB18像445-话2001已≥般3.5M级pa泄粘结强度盐（俊28远d浆）肝3.16淋Mpa交韩国标准崖KSF4俘042壶1.2M乖pa票中国标寺准弹GB18挥445-熊2001烘≥舰1.0M奉pa鸡收缩率熔0.01踩3%月韩国标准根KSF4惰042鼓0.3%某中国标准鸭JC/T厉547武-199贿4案＜贿0.5%远抗碳化能权力栽1.4m占m(CO捐2趋5%28勺d)猪韩国标准态KSF4信042从表2给出的试验数据可以看出，AP树脂砂浆的突出优点是：（1）AP树脂砂浆具有较高的抗压强度和弯折强度，特别是其弯折强度约为一般砂浆2~3倍。弯折强度高，即抗拉强度高，表明AP树脂砂浆具有较高的抗裂能力。（2）AP树脂砂浆密实性能好，抗化学腐蚀能力能，抗碳化（中性化）能力强。采用AP树脂砂浆修补和表层保护的混凝土结构的耐久性大大提高。SRAP工艺中，为了进步提高被加固混凝土结构的耐久性，在AP树脂砂浆表面还可再涂一层AP陶瓷保护漆（MS-AP1201），AP陶瓷保护漆是利用粉末状树脂制成的混凝土表面保护阻燃型涂料，具有极强的抗化学腐蚀能力，可以起到防水、耐化学腐蚀和抗气候环境侵蚀等作用，可以极大地提高混凝土结构的耐久性。（3）AP树脂砂浆的粘结强度高，采用喷注方法施工的AP树脂砂浆与被加固梁体混凝土具有较高粘结强度，为两者共同工作提供了可靠的保证。SRAP工艺中，在喷注AP树脂砂浆之前，先在补加固梁体混凝土表面喷洒一层AP底漆（MS-AP1011），底漆渗入梁体混凝土中，即可修补裂缝，又可提高AP树脂砂浆与混凝土之间的粘着力。二、SRAP工艺在桥梁加固工程中的应用SRAP工艺在韩国的桥梁和建筑工程加固中已广泛应用。韩国M&S公司将SRAP工艺引进中国后，受到中国土木工程界同行的广泛关注。SRAP工艺采用先进的预应力加固原理，以其预应力张拉方便，锚固构造简单和结构耐久性高的技术优势，很快打进中国市场，在修建了试验工程，SRAP工艺在中国的推广有了一个良好的开端。但是，SRAP工艺在中国的进一步推广，还应解决SRAP工艺加固工程的科学设计问题，在进一步试验研究的基础上，给出与中国有关设计规范设计可靠度相适应的材料强度指标和设计参数，建立与中国规范相适应的加固设计方法。三、SRAP工艺所用材料的强度指标新修订的<公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范>（JTGD62-2004）[以下简称<桥规>（JTGD62）]采用可靠度设计法，用于结构的极限状态设计又称为概率极限状态设计法。与其相对应的材料强度指标分为强度标准值和强度设计值两种概念。强度标准值取其概率分布的0.05分位值确定，其保证率为95%；强度设计值由材料的标准值除以材料分项系数确定。售SRA齿P遇工艺所用贞的镀锌软扯钢丝净和撕A笋P暂树脂砂浆泳的强度指错标应在对己试验资料扔统计分析搞的基础，泉按中国有素关规范的丈可靠指标石确定。在似当前试验撑资料不足寨的情况，板采锅用夹SRA泊P爷工艺进行赴桥梁加固送设计时，美镀锌软钢呼丝哗和疫A故P钟树脂砂浆风的强度指恭标，建议捐暂按下规谅定采用：众镀锌软钢苗丝：愧 防抗拉强度逐标准值尸 坑f省pk兴=147耽0Mpa寻业巾诸 装抗拉强度羞设计值测 扎f演pd洞=100耽0Mpa隐呢笋标 事弹性模返量踢斤获 缠E振p丙=1.9疼5×10封5话Mpa跟AP张树脂砂浆粥：抗压强章度标准值女 际f醒ck.A糟P摄=26.梢8Mpa卵抗压强度裂设计值贵 胀f宿cd.A泼P础=18.魂4Mpa倾抗拉强度授标准值垫 帆f焰tk.A悼P延=8Mp类a揉抗拉强度案设计值拥 业f辰td.A慎P侨=5.5暑Mpa企弹性模拢量做那板 套E掉c.AP壮=3.2揉5少×娘10嘴4蔬Mpa冠四堂、想SRA亿P妈工艺加固代钢筋混凝充土受弯构眉件正截面殖承载能力捕极限状态完计算复采乓用贵SRA非P俭工艺加固谜的钢筋混喉凝土受弯怖构件一般帽以正截面座承载力控魄制设计，炼加固构件蛙的正截面未承载能力嫩极限状态咏计算是加壳固设计的授核心内容沈。代SRA渔P再工艺加固免钢筋混凝四土受弯构堪件正截面歪承载力计村算公式，粮与一般有掠粘结预应边力混凝土锁构件具有待大致相同甚的表达形知式，其主脸要特点是瞎：周（守1京）桥梁加狂固应考虑烟分阶段受者力的影响醉；盒（盖2捷）加固构晶件承载力蹈一般以原伟梁受拉钢钟筋屈服控浇制设计；龄残社（誉3爬）对极限童状态下后姻加预应力偿钢筋的应束力不加严颗格限制，牌可以小于婆其抗拉强垂度设计值肆。注1久展承载力计此算的基本笼方程式亚SRA烟P子加固钢筋榜混凝土受衡弯构件正恢截面承载绘力计算图志式如盆图乔2底所示。养图偷2聚族正截面抗香弯承载能扯力计算图愈式越承载力计杨算基本方摆程由力的腊平衡条件奉求得：宵由蜡Σ解X看=解0舒得栽卖犹惠责（弓1煮）拣由骡Σ床M污=当0奔得帽黄缸辅（福2雀）踩公式适用够条件是若掠胁仰姻池昂（借3壤）洲式嗓中中构—捡—振按企<岁桥察规汇>稀（浆JTG园D6秃2斗）计算的拳弯矩组合术设计值；炊—吉—献结构重要洒性系数；废—期—晨原梁混凝那土的抗压仗强度设计蛙值；策—悔—次原梁纵向衣受拉钢筋做的抗拉强党度设计值踩；前h胶01刃—鸡—抵原梁受拉库钢筋合力详作用点至朋截面受压结缘的距离浩，情，其中肺a微s肝为原梁受查拉钢筋合书力作用点愈至截面受留拉边缘的圣距离；础—龙—冒后加预应糟力钢筋合卷力作用点护至截面受骑压边缘的墙距离，赢，其中慰为扭A很P摆树脂砂浆丽层厚度，点为预应力除钢筋合力蓄作用点至架加固后截肠面受拉边僚缘的距离艳；退h聋0宋—恋—式后加预应果力钢筋和表原梁受拉桨钢筋合力珍作用点至乌截面受压也边缘的距杜离，；两—却—动原梁受拉抛钢筋的混璃凝土受压直区高度界旗限系数，盈对冠R23拣5裳钢筋认（悔I贵级钢），赶=0.6掉2姜；锡对日HRB3止3繁5勉钢筋尤（北Ⅱ属级钢），毁=0.5令6涉；松—建—差极限状态批下，后加坟预应力钢母筋的应力皮。祥极限状态筛下后加预蔑应力钢筋盟的应力条可根据变帽形条件确踩定，并应舱考虑桥梁镜加固构件续分阶段受第力的影响覆，其数值迁与混凝土融受压区高铲度书x检和一期荷愉载作用下末原梁的应窑力状态有送关。参考夺文阳献柔[3叫]德的推导，稻后加预应拉力钢筋的质应力照可按下式傲计算：极当低时，取亏；夸当迫时，尝莲易毙球（椒4宵）（5）（6）胆订衬剂价图（菠7搅）乒式物中寇源—忆—倡预应力钢始筋的抗拉物强度设计坚值；选—养—战极限状态受下，预应竞力钢筋的坛应变增量萌；矛—采—誓预应力钢亦筋的弹性道模量；芬—箩—辞预应力钢贼筋的有效秧预应力，湖，留对限SRA妨P蓬工艺，建柄议取控制跪应力站，只考虑夏钢筋应力敲松驰损失羽，近似取般，丧为预应力姿筋的抗拉捡强度标准透值。须—孝—苦混凝土的盟极限压应兆变，妙对寇C5康0作及以下混微凝土，取好；筛—饼—惹混凝土受御压区矩形桶应力图高驾度系数，冷对缝C5敞0般及以下混兔凝土，取屑。仇—占—植系数，谎；微—柄—历一期荷载埋作用下，抓原梁受拉悔钢筋的应腾变；符—绵—煎一期荷载愚作用下，罢原梁受压作翼缘顶面接混凝土压怪应变；掏—巷—讨分别为按江开裂的钢冲筋混凝土直计算的原锹梁换算截寒面重心轴喝至受压边蔑缘的距离忙（即混凝槽土受压区涌高度）和纹惯性矩。贡—胃—料一期荷载奴引起的弯抄矩设计值状，伴，此处通为构件自醋重及恒载叙引起弯矩灭标准值。烤（讨2坛）实用计泉算方法夜采稠用廊SRA凤P坚工艺加固价钢筋混凝轿土受弯构赔件的承载伟能力极限买状态设计以可分为配引筋设计和蜓承载力复架核两种情通况。猪（封1非）配筋设窗计肢配筋设计俯的主要内涌容是根据冻按加固要痒求的设计辱荷载标准怕计算的弯薪矩组合设哑计值及，按主要防控制截面泉的正截面罚抗弯承载留力要求，阶确定预应酒力钢筋截谎面面积敌。取这时，可吓首先按丈，代入公绑式埋（会2昂）解二次专方程，求解得混凝土重受压区高哗度，若幻，且碍时，所得衰x呜即为所求苍，将其代咽入公式却（无1饶），求得昂所需预应辆力钢筋截酷面面积哗A昏p月。供若所得搭，但庸时，应将侍的计算表搂达式贵（尊4趴）和孝（住5恋）代入公乳式歼（议2齿），解三它次方程，愉重新计算绩，并将其劈代入公式丰（伸4特）和掀（证5六）求得萍值。然后男，将所得氏和改值代入公药式斯（花1查），求得拔所需的预涛应力筋截婆面面积射。畏（亏2无）承载力叠复核贫对已经初少步设计好恢的截面进纺行承载力勇复核的目陷的是确定猪加固后的割截面所能喂承受的弯李矩设计值义，判断结艳构的安全次程度。客这时，首型先取歇，代入公枪式室（悔1判）求得混懂凝土受压嚼区高度虎，若所得励，且歌时，所得垒即为所求域，将其代磁入公式插（扮2猾），求得丽该截面所狠能承受的逐弯矩设计龙值归，若宪，说明该府截面的承亭载力满足怎要求。蜓若所得洪，但坡时，应将舞的计算表宴达式逝（蝇4基）和烂（唐5祥）代入公孔式赠（港1饥），解二未次方程，宣重新计算稻，并将其坦代入公式逮（肌4伏）和锤（厚5晶）求得着值。然后熊，躺将所得沿和聪值入公式善（普2和），求得抢该截面所错能承受的服弯矩设计挺值究，若伪，说明该宴截面的承栗载力满足塞要求。架五沸、室SRA喉P笼工艺加固拖钢筋混凝绘土受弯构仓件使用荷闻载作用阶油段的应力说验算的基画本原理易<叔桥灰规督>JTG旧D6牧2什沿用过去偷的设计习话惯，对预兴应力混凝仰土受弯构纷件，除进吴行承载力仓计算外还没需要进行征使用荷载惨作用下的红应力验算雨，并控制湖其力于规麻范规定的肤允许值。袖桥梁加固薪受弯构件毫使用荷载峰作用阶段礼的应力验忙算，应考梯虑分阶段候受力特点匠。采蕉用琴SRA卵P汇工艺对钢辟筋混凝土赏受弯构件世（板、梁裹）正截面胞进行加固暗补强，是体在被加固搭梁体的外练部施加预徐应力。在滨一期荷载太效应（构纪件自重和迎恒载效应剥）和预加盒力作用下顷，具有体冷外预应力窝混凝土梁脂的工作性茅质。喷旷注丽A犯P寇树脂砂浆助保护层后增，将体外各预应力筋查与被加固杏梁体连为们整体。在瞎二期荷载吐效应（活兄载效应）秃作用下，度预应力筋旨与被加固台混凝土梁落体共同工盾作，具有秒一般有粘毒结预应力嘉混凝土梁进的工作性尊质。燃1隔、一期荷甚载效应（提构件自重俭和恒载效容应）作用槐下的应力半计算消桥梁加固企一般采用录带载加固犯，一期荷叹载由原梁餐承担，在汇一期荷载拒作用下，苦原梁受拉业区已经开果裂，但构苏件仍处于枕弹性工作挺阶段。一历期荷载效御应引起的廊截面应力布，可采用暮开裂的钢菌筋混凝土喘换算截面残几何性质方，按材料母力学公式置计算。趣2候、预加力仿和一期荷川载效应（扰活载效应夜）作用下宰的应力计替算棒预加力和膜一期荷载直效应伤脑咬筋征应力唯计算图式传与所加所块预回大大锹小有关。格（胜1睬）若原梁招的配筋率总较低，所睁加预加力棍较大，全例截面参加边工作。疯预加力引区起的截面午应力，可策采用按原辞梁全截面梅参加工作棒的换算截韵面几何性愚质（奋），按材架料力学公企式计算。鸽二期荷载颠效应（活论载效应）多引起的截置面应力，疏可采用按制加固后的阴梁全截面小参加工作怜的换算截贷面的几何泊性质（涌），按材彩料力学公蒸式计算。低计算应力滔叠回后应社满足全预谈应力混凝装土或部分威预应力混挡凝匹土右A迎类构件的钱应力控制慨条件，即拿原梁受拉鼠边缘不得暂出现拉应型力或控制扩拉应力小耐于某一允脊许值。斥（兆2狮）受原梁旧配筋率的偶限制，所鲜加预加力卵较小时，档部分截面冰参加工作恨。在预加竟力和二期耕荷载效应念（活载）屈作用下的百截面应力丹应按开裂舅的部分预杨应力混凝逢土励B晒类构件计勒算。部分话预应力混引凝心土嗽B域类构件开伞裂后的截难面应力计拥算方法可孝参见参考纲文碍献境[1屯]社、芒[2益]帐。疑六哀、泊SRA恐P赚加固设计姜实例炊1肺、原梁的礼基本情况狗及加固设头计要求柴原桥为跨吩径诱12磨m欢的钢筋混惊凝土空心煎板梁桥，斥全桥虫由球1捆0张块宽度逆为钳1仰m卡的钢筋混绩凝土空心习板组成。脂设计荷载宰等级为公桶路辩Ⅱ油级。订单板跨中奉截面的内龙力为：压恒载弯矩茄标准亦值冻互M尤GK扛=173和.06K馋N.m罚活载弯矩上标准绍值拢雪M迟QK造=251毁.64K阵N.m河结构安全谨等级为三资级，结构形重要性系慌数委γ猜0下=0.健9躁；受弯矩组合乓设计值为摇：扩=0.9吧(1.2哲×173百.06+影1.4×鱼251.农64)=损503.到97KN射.m施原梁采悄用祖C2狂5摘混凝土，清f混cd单=11.讲5Mp嗽a胶；肃HRB3闭3斑5修（淘Ⅱ撇级钢）钢睬筋，虹f管sd胜=280脚MP伶a伴，筑ξ蹄b.s界=0.5煮6使。按公忽路艇Ⅱ忘级荷载标霸准（册γ乌0菌M占d民=503呆.97K加N.宾m侵）设计的荐截面尺寸弟及配筋情寿况示于聪图误3来。船图扎3翠：原梁空夺心板尺寸捉及配骑筋虏蜂（图中尺羊寸纺以陶m狐m甩为单位）漠为了计算涝方便，将壶空心板截暮面换算为沃抗弯等效设的苹I好形截面（侍图浆4廊）攀.治图级4哭：原梁空做心梁的等宣效截面（予图中尺寸庸以厅m慰m她为单位）脖上翼缘厚绕度铸洋mm才下翼缘厚虫度碎煤腹板宽掘度汪缺mm阴1晋4庭φ肃2把2较（外径狡为厅25.1拦m缠m激），供给性的钢筋截开面面积策A衣s束=532耐1.4m址m丙2室，原梁的礼有效高度久m泊m鸦。死因原路改盾建为高速临公路的需疫要，设计爱荷载等级已提高为公络路一级，痒结构安全干等级提高躺为二级，宏结构重要妖性系数判1.公0砍。提高后显的弯矩组稀合设计值粪为衔KN.村m潮。状要求按提税高后的荷蛮载标准（增γ畏0厘M萝d外=667镜.4K街N.蝶m渐）进行加同固补强设森计。悼2紧、加固方猎法的选择歇（樱1诚）方案一读采公用昨SRA轮P屋工艺加固判，在梁的偏受拉区增场设预应力鞭钢筋，钢盲筋张拉后纳喷轰注串A泽P丑树脂砂浆帝保护层。虾SRA净P论加固设计剪应以原梁珠钢筋屈服写为限制条恐件，即加狮固后混凝造土受压区竿高度的最廊大值为盒h她01易=0.5也6×40偷7.5=窑228.龄2m裂m叔，将此纤x康值代入公棚式美（俘2晃），即可麦求得加固鸡后的梁所芬能承受的剑最大弯矩够设计值迎式臂中浊艳h遵0告为后加预戏应力钢筋月和原梁受穴拉钢筋合租力作用点砌至截面受鼠压边缘的柔距离，此弊处假设祥h旅0宅=407县.5+雾8击≈芦420m板m士=58鸽7.45吉×10碗6秀N.mm肿=5直87.4隆5KN.贝m<主γ猫0敏M意d杏=66鲜7.4抵KN.m炼计算结果沫表明，就魔本例而言比，单纯采隔用在原梁后受拉区增应设预应力萌钢筋的办侄法加固是烂不可行的勉。搅（纷2谨）方案二斩对于原梁准建筑高度页较小，配殿筋率较大劝的情况，钟通常的加碍固方法是爹：僚（励1昆）采取构业造措施，姨使桥面铺遗装层参与筹主梁共同素工作，增摘加梁的有盼效高度；妈（由2乒）在受拉颤区增设预尿应力钢筋伏（或粘贴日钢板或其柏他高强复岗合纤维）贵。茧现场调查奏发现，原乌桥桥面铺惜层破损严扑重，需全汤部拆除重啄修。为了逐加强桥面责铺装层与丑原桥粘结姑，增设抗晌剪连接件全（栓钉）竞，在桥面瞒铺层中设穷置双层钢制筋网，以享保证桥面扫铺层参与要主梁共同引工作。本价桥新建桥贩面铺装层翅为走100m销mC3堤0疤防水混凝悬土，偏于擦安全地鸽取异50m戏m纺参与主梁塑工作。觉这样，梁躲的有关计康算参数为计h剂01拾=407孩.5+5李0=45谋7.5m情m煤，假设唱h膀0恒=420牵+50=率470m恶m等。奴h冤'袖f提=95鸭+5吓0=14钉5m足m暂，暂b'鸭f色=10票00m赞m诉，鼠b鼠=456铜m驶m根。盈A登s筒=532任1.4m和m崇2延。晕按考出虑之50m阳m兴桥面铺装伶层参与主蝴梁工作的残加固方案丸，加固后亿所参承受债的最大弯习矩组合设创计值为：垄=81否9.93钓×10肃6鞋N.mm归=8根19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