2011-980西部公路桥梁水下结构加固成套技术研究与示范 - 图文(2)

间的粘结，取得较好的加固效果。

我国当前常用的桥梁水下结构的病害整治、加固基本上都需要围堰弃水、防水处理，技术状态落后。国内外对水下结构加固的研究为开展桥梁水下结构加固技术研究奠定了一定的基础，但在桥梁水下结构的特殊应用环境，水下加固技术体系与普通的水上加固体系无论从材料配方、施工工艺、计算方法、指标要求与质量评定等各个方面均有极大的差异。

2.2 项目前期科研及现有工作条件

目前，针对桥梁等水下结构加固与修复技术的创新已经得到广大研究者的高度重视，东南大学、北京特希达科技有限公司率先进行了探索性的研究，针对水下加固的特点，积极开发出新的适用材料和新的加固技术体系。针对水下不分散混凝土在桥梁水下结构加固领域的应用，开展了不分散混凝土及其水下加固混凝土试件的力学性能研究；针对FRP在水下加固的适用性难题，提出了FRP网格加固水下结构技术，已经完成了FRP网格与水下混凝土界面之间粘贴性能试验以及FRP网格加固水下混凝土梁、混凝土柱的对比试验，对FRP网格加固水下结构技术进行了施工模拟及试点应用；针对桥梁水下桩基础等地面以下部分最大弯矩点的加固，结合耐久性考虑，提出FRP-钢复合管静力压入技术，已经开展了FRP-钢复合管的相关力学性能研究；以快速加固为目标，提出预制拼装混凝土面板加固技术及水下包钢加固技术等。

上述已有的研究成果、相关产品为开展本课题桥梁水下结构加固技术研究奠定了一定的基础。

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2.3 参考文献

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3．项目研究、开发的背景、必要性 3.1 研究目的

针对目前桥梁水下基础、墩柱等水下结构加固难度大、费用高、周期长的现状，本课题以水下无排水施工为指导思想，开展快速、经济的桥梁水下结构加固技术研究，并进行新型加固技术的应用研究。通过本课题的研究拟达到如下目的：

(1) 调查西部若干典型桥梁水下结构病害，研究若干典型桥梁水下结构病害与结构内外部参数的对应关系，研究桥梁水下结构病害对桥梁结构性能影响的评估技术。

(2) 开发、优化与选择水下加固用的水下不分散混凝土与砂浆、水下环氧树脂、FRP网格等水下加固用材料制品与构件。

(3) 研究水下不分散混凝土加固技术、FRP网格缠绕加固技术、FRP-钢复合管静力压入加固技术、预制混凝土面板快速拼装加固技术、快速水下包钢加固技术等桥梁水下结构加固成套技术的施工技术与质量控制方法，形成一整套工艺与质量体系。

(4) 建立各项新型水下结构加固技术的计算理论与设计方法。 (5) 通过实际桥梁水下结构加固的设计与施工实践，对各项加固

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技术进行完善与检验，提出各项加固技术适用性和选用标准。 3.2 项目研究的必要性

桥梁水下结构主要指桥墩、桩基础等下部结构，其作为桥梁结构的重要组成部分，承受上部结构的荷载并将其传给基础及地基；桥梁水下结构的承载能力、耐久性及可靠性直接关系到桥梁结构的正常、安全运行。

桥梁水下结构的使用条件和使用环境较之水上结构更为恶劣，例如，水下较高的静态应力和疲劳应力、河水冲刷、淘刷、磨损、气蚀、严寒地区的冻融和侵蚀（化学腐蚀和电化学腐蚀）、船舶碰撞、浮冰及地震袭击、环境载荷（如生物附着）和桥梁上部结构传递的工作载荷等，均易导致桥梁水下结构形成各类损伤缺陷，且不易被发现，这些损伤、缺陷导致桥梁承载能力和耐久性降低，严重危及行车安全和桥梁的寿命。

调查发现，在上部结构基本能满足使用要求的条件下，许多桥梁水下桥墩、桩柱出现不同程度的混凝土表面脱落、蜂窝、裂缝、露筋、淘空等病害，相对上部结构而言，桥梁的下部水下结构损伤更加普遍。例如广东某大桥是一座建于1980年的33m跨径的预应力混凝土T型简支梁桥，全长358m，1997年对该桥深水下桩柱进行水下检查发现，全桥54根墩的桩柱中有20根受到不同程度的损坏，桩柱受损的位置大部分在离河床面1~2m的范围内，损坏最严重的桩出现混凝土破碎脱落，箍筋、主筋外露及严重锈蚀，最严重的一根断面仅剩1/3，有一半的主筋锈断。图3-1为桥梁水下结构的典型病害情况，（a）图为枯水期某桥墩混凝土剥落和钢筋外露情况，混凝土的大面积剥落造成墩身截面面积大幅度的减小，桥墩承载力下降；（b）图为某桥水下桩

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