SRAP工艺加固设计原理

字体: 小中大 | 打印发布: 2007-1-23 09:04 作者: SRAP工艺加固设计原理来源: 张树仁查看: 683次评论: 0条好评: 0分

混凝土结构加固新工艺——SRAP工艺加固设计原理

张树仁

（哈尔滨工业大学 150090）

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。

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

规格	截面面积（mm²）	试验损坏荷载（N）	试验抗拉极限强度（MPa）
φ3.2mm※1.2（S）	5.091	8000	1571.4
φ4.8mm※1.5（M）	10.83	20000	1846.7
φ6.3mm※1.8（L）	18.60	29750	1599.5
φ8.0mm※2.0（XL）	30.40	45200	1486.8

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

试验项目	M&S公司提供的试验结果		中国国家建筑材料测试中心的试验结果
试验项目	试验值	试验标准	试验值	试验标准	标准指标
抗压强度（28d）	65.3Mpa	韩国标准 KSF4042	41.8Mpa	中国标准GB18445-2001	≥18.0Mpa
抗折强度（28d）	16.8Mpa	韩国标准 KSF4042	9.2Mpa	中国标准GB18445-2001	≥3.5Mpa
粘结强度（28d）	3.16Mpa	韩国标准 KSF4042	1.2Mpa	中国标准GB18445-2001	≥1.0Mpa
收缩率	0.013%	韩国标准 KSF4042	0.3%	中国标准 JC/T 547-1994	＜0.5%
抗碳化能力	1.4mm(CO₂5%28d)	韩国标准 KSF4042

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>（JTG D62-2004）[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。