2015土木前沿考核

1、2015級碩士研究生土木工程學(xué)科前沿考核內(nèi)容對以下兩個工程概況進行分析，給出優(yōu)化的加固方案，要詳細寫出確定加 固方案的依據(jù)、優(yōu)點、加固流程及注意事項等。一、橋梁(50分)工程概況后橋溝橋是位于國道308線的一座小橋，它始建于1989年。上部結(jié)構(gòu)是簡 支空心、板，下部結(jié)構(gòu)是樁柱蓋梁式墩臺。橋跨組合為3X10米，橋?qū)捊M合 0.5+17+0.5,由于G308線是“西煤東輸”的重要干線，載重量大，交通量很大， 為解決日益嚴竣的交通問題，該線在2002年得以改建，路面由10m加寬到15m, 橋面由11m加寬到17m。限于資金問題，該橋的舊橋部分仍使用舊橋板。隨著時 間的推移，該橋的病害日益顯露出來。20

2、07年省橋檢中心把它鑒定為三類橋。 存在的主要病害是舊橋面板板底大多出現(xiàn)了橫向裂縫、縱向裂縫，尤其第3孔的 第9號板出現(xiàn)了 一條較為嚴重的縱向裂縫，長3m，縫寬2mm。病害產(chǎn)生的原因裂縫的產(chǎn)生主要是由于板底混凝土保護層薄，鋼筋銹蝕，脹裂混凝土。橋齡長，橋板混凝土出現(xiàn)累積損傷裂縫，混凝土開裂，鋼筋銹蝕，鋼 筋銹蝕又加劇了混凝土開裂。加固方案依據(jù)及優(yōu)點碳纖維是一種新型建材，具有輕質(zhì)高強、耐腐蝕、施工簡便，能適應(yīng)各種復(fù) 雜形狀結(jié)構(gòu)的特點，且不影響結(jié)構(gòu)的尺寸和外觀，并且加固后的碳纖維布幾乎不 需要什么維護工作，可降低后期養(yǎng)護費用，因此采用外貼碳纖維布加固法對后橋 溝橋進行加固處理，以滿足承載力要求，保

3、證行車安全。加固流程4.1施工工藝施工準備工作一結(jié)構(gòu)混凝土表而處理一配制涂刷底膠一用找平材料對表而 進行修補一配制涂刷浸漬樹脂一粘貼碳纖維布一涂刷浸漬樹脂一表而防護處理4.2混凝土表而缺陷處理用磨光機或砂輪對混凝土的表而如蜂窩、麻面、腐蝕、剝落、風(fēng)化、浮漿、 不潔物等清除干凈至密實面。檢查外露鋼筋，若有銹蝕需除銹，再刷油漆。修補 裂縫對縫寬小于0.2mm的裂縫采用環(huán)氧樹脂進行封閉，對縫寬大于0.2mm的裂縫， 則用環(huán)氧樹脂膠進行灌縫處理。粘貼碳纖維布范圍的定位劃線應(yīng)按設(shè)計要求進 行。構(gòu)件表而因施工原因造成的凸出部位，用磨光機或砂輪磨平，高差不得大于 1mm。對構(gòu)件表而存在的棱角，用磨光機磨成圓

4、角，圓角半徑宜大于30mm。不得 小于20mm。對混凝土表而殘缺部分，剔除松散混凝土后用高于原構(gòu)件混凝土強 度的砂漿修補至表而平整。用高壓水或壓縮空氣除凈構(gòu)件表而的粉塵，并使其充 分干燥。4.3涂刷底膠把按比例調(diào)配好的底膠主劑和固化劑稱量準確后放入容器內(nèi)，拌和均勻，一 次調(diào)和量應(yīng)以在可使用時間內(nèi)用完為準，超過可使用時間的不得使用。用滾筒刷 均勻地涂抹底膠，需要涂刷2層時，應(yīng)在第一層指觸干燥后再涂刷第2層。指觸 干燥時間因氣溫不同而在3小時至1天之間變化。底膠硬化后，在構(gòu)件表而有凸 起時，要用磨光機或砂紙磨平。根據(jù)施工部位的溫度、濕度選擇適當?shù)牡啄z在氣 溫5笆以下，相對濕度大于85%,混凝土表而

5、含水率在8%以上，雨天或有結(jié)露可 能而無有效保障措施時，不得施工。4.4刮找平膠碳纖維布只有與所加固補強的混凝土表而緊密接觸，才能產(chǎn)生良好的補強效 果構(gòu)件表而如蜂窩、麻而、小孔等的存在是碳纖維布材料粘貼不嚴密而造成起鼓 的原因，應(yīng)用找平膠填平，修復(fù)至表而平整。找平膠涂刮后，表而上的糙紋，應(yīng) 用砂紙打磨平整。4.5粘貼碳纖維布為防止碳纖維受損，在纖維布運輸、儲存、裁切和粘貼過程中，都不得使它 受到過度彎折因此，粘貼碳纖維布前用夾子切斷器按規(guī)定尺寸切斷碳纖維布，每 段長度以不超過6m為宜。碳纖維布裁切時應(yīng)預(yù)先在裁切位置粘貼寬膠帶，在寬 膠帶正中位置進行裁切，以保證裁切后碳纖維布的切口整齊。粘貼纖維

6、布前要確 認施工而的樹脂膠和找平膠等修補材料已達到指觸干燥。把浸漬樹脂的主劑和固 化劑按規(guī)定的比例稱量準確，裝入容器，攪拌均勻一次調(diào)和量應(yīng)以在可使用時間 內(nèi)用完為準，超過可使用時間的不得使用。纖維布縱向接頭必須塔接10cm以上， 該部位應(yīng)多涂浸漬樹脂，橫向不需要搭接。粘貼時應(yīng)依設(shè)計位置由上而下，由左 至右有秩序地粘貼，碳纖維布內(nèi)不應(yīng)留有空隙為此可用滾筒沿纖維力向在碳纖維 布上滾壓多次，以使浸漬樹脂充分滲浸入纖維中，同時以壓板去除氣泡即時觀察 貼片是否粘結(jié)密實，若發(fā)現(xiàn)有間隙或氣泡，應(yīng)及時處理。碳纖維布粘貼30-60 分鐘（根據(jù)干燥程度）后，再用滾筒在碳纖維布表而均勻涂抹浸漬樹脂稱為上涂上 涂時滾

7、筒沿纖維力向滾動，注意不能將已貼好的纖維布粘起。上涂后3- 4小時 進行空鼓檢查，參照碳纖維片材加固修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程檢查纖維布空 鼓率、拉拔強度、粘結(jié)劑厚度等項目。若纖維布表而出現(xiàn)空鼓，需進行修補，方法如下：注入浸漬樹脂法：在纖維布上打開2個以上的孔，使用注射器注入浸漬 樹脂，此類力法用于初期硬化后；補修補法：當浸漬樹脂完全固化后，無法用割刀切開或注入樹脂后，或 纖維布表而出現(xiàn)褶皺或松馳時，應(yīng)采用此法割去不良部分，重新粘貼碳纖維布。4.6養(yǎng)護粘貼碳纖維布后，需自然養(yǎng)護24小時達到初期固化，并保證固化期間不受 干擾。碳纖維布粘貼后達到設(shè)計強度所需自然養(yǎng)護的時間：當平均氣溫在20笆以 上時需

8、要1周。4.7涂裝涂裝應(yīng)在樹脂初期固化后進行，并應(yīng)遵守所用涂料的相關(guān)標準和施工規(guī)定涂 裝材料應(yīng)根據(jù)需要選用耐候性材料、耐火材料并與加固構(gòu)件外觀顏色一致。3注意事項1對原材料與施工機具的要求 所有施工材料，包括碳纖維布和膠結(jié)材 料都必須符合設(shè)計要求，這是保證工程質(zhì)量的前提。成卷材料在運輸、儲存中不 得平放、不得擠壓以免碳纖維布受損.也不得日曬和雨淋。膠結(jié)材料必須原裝未 開封。容器、攪拌設(shè)各、刷子、滾筒等工具必須及時清洗干凈，不得殘留膠凝物。2施工質(zhì)量檢驗標準下涂和上涂樹脂膠滲浸入碳纖維束良好。碳纖維布下全面積內(nèi)無氣泡、空鼓、褶皺、松脫、翹起等現(xiàn)象。纖維布縱向搭接長度 不小于10cm，各幅及各層之

9、間搭接部位不得位于同一斷面處，必須錯開至少 20cm。纖維布規(guī)格、粘貼位置、長度、寬度、層數(shù)符合設(shè)計規(guī)定。養(yǎng)護需要嚴格 遵守自然養(yǎng)護的時間要求。3作業(yè)區(qū)封閉交通 在作業(yè)區(qū)上游200米處設(shè)置施工警告標志，用錐標 隔離出工作區(qū)，工作區(qū)寬度為10m。在警告區(qū)內(nèi)設(shè)置施工標志，限速標志，在上 游過渡區(qū)起點至下游過渡區(qū)終點之間放置錐標。二、框架剪力墻結(jié)構(gòu)(50分)工程概況某工程，地上主樓20層，框架-剪力墻結(jié)構(gòu)，柱網(wǎng)為8400X8400mm，層高為3950 mm、4800mm、5100mm。柱截面尺寸為1100X1100mm，主梁截面尺寸為400X700mm，板厚為130mm，柱混凝土標號為C60，梁板混

10、凝土強度等級為C35?，F(xiàn)狀分析經(jīng)觀察，現(xiàn)場二層結(jié)構(gòu)某邊柱在2.5m高度下出現(xiàn)表面起砂、細微裂紋現(xiàn)象， 經(jīng)現(xiàn)場回彈、取芯，下部混凝土強度僅為C20，此時上部結(jié)構(gòu)施工至5層部位。下文均以“缺陷柱”描述此柱，“缺陷柱”位置如圖所示。經(jīng)觀察、取樣后認為: 產(chǎn)生混凝土強度低的原因為施工人員誤將潤泵砂漿倒入到此柱底部，導(dǎo)致該柱底 部混凝土內(nèi)摻加過多砂漿，致使混凝土強度不足。圖1缺陷柱位置示意圖加固方案依據(jù)和優(yōu)點本實例不宜采用增大截面法對柱子進行加固處理，因為該方法以提高其承 重力和滿足正常使用的一種加固方法。我們對混凝土強度等級C20作為該工程 混凝土構(gòu)件加固與不加固的分界線，并要求盡量降低工程加固經(jīng)費。

11、因此采用工 程柱的加固施工方法“螺旋筋約束柱法”，該方法施工工藝簡單易行事、處理 費用低。為提高混凝土立柱的承載力，提高混凝土的強度和保證工程質(zhì)量，該 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應(yīng)鑿毛，柱子棱角處要鑿成半圓狀，但柱核心、不 允許破壞。鑿毛后的混凝土柱表面灰塵用鋼刷刷凈.再用清水沖洗干凈。由上向下將鋼筋緊緊地纏繞在拄核心上，纏繞時必須用夾具拉緊鋼筋繞 柱核心慢慢向一個方向旋轉(zhuǎn).繞上幾圈后，將鋼筋點焊在縱向綁筋上，點焊時不 能將鋼筋燒熔或削弱其截面.螺距必須符合加固設(shè)計要求。檢查纏繞螺旋鋼筋是否緊固.如發(fā)現(xiàn)有部分區(qū)域不緊固時須用鋼楔楔緊。為了增強細石混凝土與柱核心的粘結(jié)力.可在柱核心、與螺旋筋表面先抹 上一層高標號水泥漿。隨后自下向上按螺距填塞高強度等級的細石混凝土，邊填塞邊搗實，填 塞搗實混凝土必須密實可靠。檢查合格后，再用水泥漿抹光柱表面作保護層，并壓實抹加固前后柱截 面如圖所示。11001(a)(b)圖