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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 后張法預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土梁封端縫滲漏治理研究
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 簡(jiǎn)介：
- 后張法預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土梁，由于封端混凝土與梁體混凝土澆注時(shí)間不同，形成封端縫，進(jìn)而造成封端混凝土滲漏并引起錨具銹蝕和預(yù)應(yīng)力的損失，嚴(yán)重影響行車安全。目前,我國(guó)部分上世紀(jì)80年代建造的鐵路橋梁中已發(fā)現(xiàn)此類問題，并已引起有關(guān)部門的重視；美國(guó)在有些州際橋梁中也發(fā)現(xiàn)了同類問題，并也開始立項(xiàng)研究。本文針對(duì)后張法預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土梁封端縫引起的滲漏問題，提出了有針對(duì)性的治理方案。首先研制了能在12厘米（及以上）狹窄環(huán)境下進(jìn)行基面清理的工具，通過實(shí)驗(yàn)室模擬試驗(yàn)、材料性能測(cè)試和數(shù)值模擬，證實(shí)了該基面清理工具的可行性和所提滲漏治理方案的合理性，在此基礎(chǔ)上將該方案應(yīng)用于神朔鐵路大柳塔-府谷段6孔梁（共8片梁端）的現(xiàn)場(chǎng)滲漏治理并獲得成功。最后，本文還介紹了為檢驗(yàn)治理效果而開發(fā)的一種滲漏檢測(cè)儀樣機(jī)。與現(xiàn)有的線纜式水浸變送器只有信號(hào)輸出不同，本研究開發(fā)的滲漏檢測(cè)儀，不僅集信號(hào)輸出與數(shù)字采集于一體，而且還具有較高的精度和較大的量程，完全可以滿足工程需要。
- 詳細(xì)介紹：
- 后張法預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土梁，由于封端混凝土與梁體混凝土澆注時(shí)間不同，形成封端縫，進(jìn)而造成封端混凝土滲漏并引起錨具銹蝕和預(yù)應(yīng)力的損失，嚴(yán)重影響行車安全。目前,我國(guó)部分上世紀(jì)80年代建造的鐵路橋梁中已發(fā)現(xiàn)此類問題，并嘗試治理措施，如對(duì)神朔線上行K65+282處橋-84A傷損梁體進(jìn)行更換，但從橋梁廠購(gòu)進(jìn)梁體花費(fèi)20萬(wàn)元，運(yùn)輸、租架橋機(jī)等間接損失100萬(wàn)元，封鎖施工9小時(shí)，封鎖陜西省301省道10個(gè)小時(shí)，給行車運(yùn)輸帶來巨大壓力，經(jīng)濟(jì)損失巨大，社會(huì)影響極大。美國(guó)在有些州際橋梁中也發(fā)現(xiàn)了同類問題，而具體的治理措施也才開始立項(xiàng)研究。本文針對(duì)后張法預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土梁封端縫引起的滲漏問題，提出了在不影響正常運(yùn)營(yíng)情況下即可對(duì)封端縫滲漏病害進(jìn)行治理的方案。首先研制了能在12厘米（及以上）狹窄環(huán)境下進(jìn)行基面清理的工具，該工具使用起來靈活自如，具有較高的基面清理速度。接著通過實(shí)驗(yàn)室模擬試驗(yàn)、材料性能測(cè)試和數(shù)值模擬，證實(shí)了該基面清理工具的可行性和所提滲漏治理方案的合理性。在此基礎(chǔ)上將該方案應(yīng)用于神朔鐵路大柳塔-府谷段6孔梁（共8片梁端）的現(xiàn)場(chǎng)滲漏治理并獲得成功。最后，本文還介紹了為檢驗(yàn)治理效果而開發(fā)的一種滲漏檢測(cè)儀樣機(jī)。與現(xiàn)有的線纜式水浸變送器只有信號(hào)輸出不同，本研究開發(fā)的滲漏檢測(cè)儀，不僅集信號(hào)輸出與數(shù)字采集于一體，而且還具有較高的精度和較大的量程，完全可以滿足工程需要。
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作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 撰寫目的：針對(duì)工程中出現(xiàn)的后張法預(yù)應(yīng)力梁封端縫引起的滲漏問題，提出有針對(duì)性的治理方案和滲漏檢測(cè)技術(shù)。 基本思路：通過實(shí)驗(yàn)室模擬試驗(yàn)、材料性能實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬，檢驗(yàn)所提治理方案的可行性；通過在神朔線大柳塔-府谷段選取具有代表性的6孔梁（共8個(gè)梁端）進(jìn)行滲漏治理，驗(yàn)證所提治理方案的合理性和所研制滲漏檢測(cè)儀的適用性。
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處
- （1）本項(xiàng)目為國(guó)家大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，將最新研究成果直接應(yīng)用于實(shí)際工程； （2）巧妙地設(shè)計(jì)并制作了一個(gè)用以實(shí)驗(yàn)室模擬研究的試件，僅用了6個(gè)1m×0.8m×0.2m的混凝土試塊，即可模擬由6孔32m長(zhǎng)的后張梁形成的5個(gè)不同寬度的伸縮縫； （3）研制了能在狹小的伸縮縫（12cm寬）中自如活動(dòng)的基面清理工具，并具有較高的基面清理速度； （4）研發(fā)了集信號(hào)輸出和數(shù)據(jù)輸出于一體的滲漏檢測(cè)儀樣機(jī)。
應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義
- 目前，在我國(guó)仍有相當(dāng)數(shù)量的舊式后張梁在服役，僅神朔線大柳塔-府谷段就有87座477孔舊式后張梁。以32m跨度為主，其中有部分梁端已出現(xiàn)上述病害。神朔線上行K65+282處橋-84A梁體曾由于梁體傷損而更換，給行車運(yùn)輸帶來巨大壓力，經(jīng)濟(jì)損失巨大。 本作品提出了在不影響正常運(yùn)營(yíng)情況下即可對(duì)封端縫滲漏病害進(jìn)行治理的方案，該方案已經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)治理證實(shí)可行。由此不難看出本作品的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 后張法預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土梁，由于封端混凝土與梁體混凝土澆注時(shí)間不同，形成封端縫，進(jìn)而造成封端混凝土滲漏并引起錨具銹蝕和預(yù)應(yīng)力的損失，嚴(yán)重影響行車安全。本文提出了能在12厘米（及以上）的狹窄伸縮縫環(huán)境下對(duì)封端縫滲漏進(jìn)行治理的一種方案。首先研制了一種適用于該狹窄環(huán)境的基面清理工具，通過實(shí)驗(yàn)室模擬試驗(yàn)、材料性能測(cè)試和數(shù)值模擬，證實(shí)了本基面清理工具的實(shí)用性和本方案的可行性，進(jìn)而將該方案應(yīng)用于神朔鐵路大柳塔-府谷段6孔梁（共8片梁端）的現(xiàn)場(chǎng)滲漏治理并獲得成功。為檢驗(yàn)治理效果，開發(fā)了一種集信號(hào)輸出與數(shù)字采集于一體的滲漏檢測(cè)儀樣機(jī)，測(cè)試對(duì)比表明，本樣機(jī)具有較高的精度和較大的量程，完全可以滿足工程需要。
獲獎(jiǎng)情況
- （1）2009年4月，校內(nèi)大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃項(xiàng)目驗(yàn)收中成績(jī)優(yōu)秀； （2）2009年5月，校內(nèi)第十三屆“挑戰(zhàn)杯”自然科學(xué)類學(xué)術(shù)論文一等獎(jiǎng)； （3）2009年6月，北京市第五屆“挑戰(zhàn)杯”自然科學(xué)類學(xué)術(shù)論文一等獎(jiǎng)； （4）論文待發(fā)表。
鑒定結(jié)果
- 情況屬實(shí)。
參考文獻(xiàn)
- [1] Larry Jinkins, Subject: Civic Center Garage Report, (Grant No: FAF01 022608), County of Santa Clara Facilities and Fleet Department, 2008, February 26 [2] 中華人民共和國(guó)鐵道行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),預(yù)制后張法預(yù)應(yīng)力混凝土鐵路橋簡(jiǎn)支T梁技術(shù)條件（TB/T 3043-2005）,北京:中國(guó)鐵道出版社，2005. [3] 孫增科，噴涂聚脲在奧體中心體育場(chǎng)看臺(tái)防水工程中的應(yīng)用，中國(guó)建筑防水，2007，9：14-17 [4] 柏龍,王崇奇,凱頓百森高效滲透結(jié)晶型材料對(duì)橋梁隧道滲漏水的修補(bǔ)技術(shù), 吉林交通科技, 2004,95(2)：19-21 [5] 中華人民共和國(guó)鐵道行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).鐵路混凝土雙片式簡(jiǎn)支梁橫向加固技術(shù)條件（TB/T 3191-2008）.北京:中國(guó)鐵道出版社，2008. [6] R.B. Polder, Test method for on site measurement of resistivity of concrete—a RILEM TC-154 technical recommendation[J]. Construction and Building Materials, 2001,15(2-3)，125-131
同類課題研究水平概述
- 目前，對(duì)后張法預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土梁封端病害治理國(guó)內(nèi)外的研究還很少，主要還停留在理論研究階段和簡(jiǎn)單的前期處理。美國(guó)的E.F.O'Neil曾對(duì)梁體混凝土和封端混凝土在各種環(huán)境條件下的耐久性進(jìn)行過較為系統(tǒng)的研究，并指出采用環(huán)氧樹脂對(duì)封端錨具進(jìn)行保護(hù)會(huì)取得較好效果。但是，E.F.O'Neil只進(jìn)行了理論研究，對(duì)服役中的受損梁體，并沒有提出治理方案。2007年12月美國(guó)Santa Clara郡的公路后張法預(yù)應(yīng)力梁出現(xiàn)了封端縫滲漏問題，并引起政府高度重視。2008年2月，當(dāng)?shù)鼗ú块T的Larry Jinkins立項(xiàng)開始研究該類病害的治理方案。最后的治理方法，尚未見報(bào)道。 國(guó)內(nèi)較早發(fā)現(xiàn)了此類問題，并提出了一些前期處理方法，如我國(guó)現(xiàn)行后張法預(yù)應(yīng)力梁橋相關(guān)規(guī)范中，為防止該類病害的發(fā)生，建議對(duì)錨固后的預(yù)應(yīng)力筋，在預(yù)應(yīng)力筋截?cái)嗪?，先?duì)外露預(yù)應(yīng)力筋和錨具用環(huán)氧樹脂進(jìn)行防腐處理，然后再用混凝土封平梁端。但對(duì)于服役中的受損后張預(yù)應(yīng)力梁，上述處理已無(wú)法實(shí)現(xiàn)。 另外，也尚未見到關(guān)于集信號(hào)輸出與數(shù)字采集于一體的滲漏檢測(cè)儀的報(bào)道。
