《混凝土箱梁增厚腹板-预应力组合加固技术试验研究与应用》

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1、所属技术领域:该项目属于交通运输工程技术领域。

2、主要科技内容:

(1)通过试验梁室外反力系统进行20m箱梁腹板加厚-预应力组合加固对比试验,研究了加固前后结构极限承载能力与受力规律,提出了合理的结构参数、材料参数以及工艺参数,形成了箱梁增厚腹板-预应力组合加固成套技术。

(2)研发了用于桥梁混凝土凿毛、破碎的超高压射流设备,提出了不同等级混凝土采用纯水或掺砂凿毛、破碎的最佳工作压力和流量范围。

3、技术经济指标:

(1)能大幅提高梁体的抗弯承载能力和抗剪能力,单片20m箱梁加固施工费约3.5万元,单位桥面经济指标约600元/m2,较采用粘贴碳板节省费用30%以上,应用于龙感湖大桥4000片20m的混凝土箱梁加固工程,实现了显著的经济效益和社会效益,具有加固效果好、施工造价低、施工工艺简单、后期耐久性好等特点,节约了大量时间、资金、人力和物力。

(2)通过代表性的2片20m箱梁加固前后的原型对比试验,发现加固后跨中加载工况下箱梁极限承载力提高2.6倍以上,箱梁破坏形态由1/4区域弯剪破坏转变为跨中区域的弯曲破坏,证明了组合加固方法在薄壁箱梁加固中的适应性、合理性,丰富了箱梁增厚腹板-预应力组合加固技术的理论与施工方法,对于加快行业的技术升级具有重大意义。

(3)确定了高压水射流集成装备在混凝土表面处理、破碎时的最佳工作压力、最佳流量参数,开发了相关成套设备,在近10000m2的C40混凝土20m箱梁梁体表面拉毛中,达到了拉毛工效

16m2/h,经济指标达23元/m2,节约工期约90d、人工费约15万元、施工投入约400万元。

4、推广情况:该科研成果指导了福银高速公路龙感湖大桥加固工程项目,规避了诸多技术风险,在质量、安全、经济和进度上,给项目带来了巨大的效益。同时课题研究应用了新装备、新技术,取得了一系列的知识产权,并发表了多篇论文,引起了广泛的关注,也为箱梁桥加固工程开拓了一个新领域。

成果说明

科技项目取得了实用新型专利授权7项、公路工程工法1项,发表论文4篇(其中核心2篇),培养企业高级技术人才及研究生10余名,并在国内外开展了广泛的技术交流。(1)该项目研究的混凝土箱梁增厚腹板-预应力组合加固技术积累了详实的实验数据,成功应用于福银高速龙感湖大桥全桥加固工程(近4000片箱梁)和芜宣高速公路清水河大桥维修加固工程,开发的基于高压水射流处理混凝土界面技术的混凝土箱梁增厚腹板-预应力组合加固技术施工工艺指导了项目施工,实现了梁体极限承载力提高至260%、弯剪破坏转变为纯弯破坏的模型试验加固效果,

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