魏洋：预应力高强钢丝绳抗弯加固混凝土结构
东南大学魏洋
山东建筑大学工程鉴定加固研究所所长张鑫：我们下午的会议现在开始，第一个做报告的是东南大学魏洋博士，他的题目是预应力高强钢丝绳抗弯加固混凝土结构，大家欢迎！
东南大学魏洋博士：各位老师，各位专家大家下午好。预应力高强钢丝绳抗弯加固混凝土结构技术，我汇报的内容第一个部分介绍我们开发这个技术以及实验的情况，第二，我们技术在一些工程应用的情况。第三部分对技术未来的展望。
首先看一下第一部分预应力高强钢丝绳实验的情况，我们前面各位专家已经说到了，我们现有的一些加工抗弯技术有增大截面，粘滞加固，砂浆加固等这些加固方法各有各的使用条件和优缺点。这就是一些常用的加工技术，我们看一下，因为前面已经讲了，我们总结一下怎么样是一个理想的抗弯技术，这有效的提高钢度和承载力，我们像粘钢发生一些破坏性破坏，我们尽量不发生这样的技术才算好的技术。我们对预应力和已经承受荷载的结构，这个效果是打折扣的，我们上面刘老师讲的卸载技术，我们预应力技术和已经承载的技术，这种构件的加固，我们常用的加固方法是有效的打折扣。
我们加固以后承载力计算，应该比较容易估算，这也是加固技术评价的指标，当然还有技术保证施工方面，成本比较低。所以基于以上的思考我们提出来预应力高强技术，这个技术先介绍能够解决的问题。这个技术能够显著提高结构钢度，承载力，可以避免黏结迫害，以及承载力计算比较简单，施工方面造价比较低。这是针对当前技术一些缺点提出的这种技术，我们针对这个技术做了一些实验，这样个梁我们做了九跟梁，包括我们对比梁，普通混凝土梁，还有黏钢加固梁等。
我们看一下各个梁，第一个梁L1是对比梁，后面是对比情况，L3是先开裂以后再用梁。L4是钢丝绳加固，L5是预应力钢丝绳加砂浆的梁，L7开裂以后用钢丝绳加固，L9两层钢丝绳加固。
我们选用的材料2.5-3毫米钢丝绳，这个非常细，容易施工，我们避免常用的体外预应力施工比较复杂，刚拉难度比较大。这个钢丝绳非常细，两三毫米。铆头用铝合金套桶铆头，钢丝成传到铆头里面形成挤压。铆具比较简单，一般钢板开槽就可以了，钢丝绳通过铆头挤压卡到里面就可以了。这是我们铆具实图，这是实际量的情况，这边是钢丝绳挤压铆头，这样一个情况先给大家简单的谈，这是还没有张拉完的情况。
在当中我们有高性能砂浆提高铆固性能，施工过程中是这样的工艺，我们首先帮助开槽，在铆具固定到梁的段部，开槽以后槽口进行砂浆灌注，我们为了提高反映效果，设置反力点，最后进行砂浆防护就可以了。我们一个在端部进行凯，我们在开槽的部位进行固定，我们采取既有的主筋上面。灌注砂浆，把铆具固定，之后做防护砂浆，铆固砂浆。这是端部开槽情况，铆具焊到这上面，这是焊接以后的效果。
在跨部的作用，我们用原钢筋做了反力点，这是铆头挤压的情况，这是钢丝绳挤压后的效果图。然后这是我们在梁上面进行张拉，因为这个力比较小，可以积少成多，一个大的梁加几十吨上去了，所以用简单的扳手就可以做了。这是钢丝绳张拉以后的效果图，一层的钢丝绳是这样的情况。两层需要承载力比较大就可以做多层钢丝绳张拉。
我们底下做防护砂浆，我们看一下各个梁的破坏特征对比情况，我们普通的梁最常见混凝土压坏，我们看FRP加固的，还是钢部黏结破坏，这个破坏非常突然，脆性不好。我们钢丝绳的加固，我们一层钢丝绳加固是上面混凝土压坏，这个破坏模式非常好，以及钢丝绳加砂浆，这具体的细微区别就不详细介绍了。
钢板加固也是黏结破坏，所以我们钢丝绳加固最终发生的破坏跟实际的破坏是一样的，最终混凝土压坏，钢丝绳屈服，这样一个破坏模式，或者钢丝绳拉断这样的破坏。两层钢丝绳加固，也是底部钢丝拉断，这不会发生钢板的黏结破坏。
我们比较一下各个实验的结果，我们看一下，我们这种加固方法对开裂负载和极限承载力的提高都是非常显著的。屈服荷载同样，后面这个是提高的倍数，屈服荷载是124，一层加固150多，两层加固提高到270多，这个提高系数达到了2.21倍，这种加固方法是一般常用方法达不到的效果。
我们看一下钢度提高，这个对应跨度400时候的荷载，基准梁对于这个梁荷载是140度，两层达到200多，钢度提高这个也是明显的。我们看一下荷载位置曲线对比可以看出来，这条线是我们基准梁的曲线，我们FRB加固是L2这个梁，这个钢度基本上没有提高，在这个地方发生了剥离破坏。我们钢丝绳加固梁L
4、L5是一层钢丝绳，这在向同荷载的时候明显减小很多，所以对钢度提高是非常好。CFRP加工的基本上在这个地方重合，这个曲线也是这样的。
我们看一下荷载应变分析，这是CFRP的应变发展，在极限荷载的时候要达到7000多，所以我们CFRP材料的极限应该是15000，我们材料能只有二分之一，钢丝绳可以达到一万多，所以他应变能发挥到材料的极限，最后钢丝绳拉断，材料的利用程度是百分之百的。我们FRB利用程度很低。
我们看一下裂缝宽度，我们看快0.1毫米的时候，这个荷载，就是基准梁L9是两层钢丝绳，这个对于相同裂缝宽度荷载，两层一直到破坏都没有超过0.2毫米，这个对于裂缝的限制效果非常好。
我们前面介绍了整个新技术实现的思想和工艺，以及实验结果，这实验的效果非常好。我们结合试点工程给我们事例，这是一个空心板桥，跨度是八米的，因为角缝破坏严重，所以单板荷载超过原设计很多，他的板破坏很多，最大宽度可以达到0.64毫米，经过专家的论证都建议这个板要换掉，但是我们这个高速每天车流量要达到五万多，这个损失很大没有办法承受，所以我们最后建议他们用钢丝绳加固，他们不需要封路可以加固，最后方案通过。
每块板梁的情况，八米跨度，我们利用既有的重金实现预应力的思想。我们看一下布置情况，我们平衡上面很窄，最后设计了100跟钢丝绳，分梁层布置，这是第一层50跟，这是第二层钢丝绳也是50跟。之后开槽，这是铆具情况，然后进行锚固砂浆，我们养护，这是另外一块板子了。这是两层的铆具情况，我们之后进行张拉，在这设计一个反力点，这是张拉过程中间，对称的张拉，这是张拉完成一部分了，这是第一层完成的时候再进行第二层的情况。
做完效果图，最后涂刷上涂料，这个效果非常好，我们进行实验测试，我们看一下方法在实际桥梁上面的对比情况，我们在施工过程中间也进行了检测，检测包括对立面，以及钢丝绳对立面，我们大桥就对通过情况下各个参数值也进行了测试。随机汽车荷载我们测试24小时以上，我们对六号板和七号板做了汽车荷载情况下的公路状况。
这是施工过程中间监控他们反孔情况，张拉的过程中间，六号板确确实实效果非常显著，我们检测他铆固情况，就是说积少成多，他钢丝绳非常细，但是最后力是非常享受的。这是随即荷载情况下，汽车通过情况下连续张拉24小时的情况。这横坐标是时间，纵坐标是位移，这都是汽车通过的时候抖动的情况，下面大部分分布在很小的，这个最大达到了9.5毫米左右，我们看一下总体的分布情况改善了，最大的锚固达到了7毫米多，我们已经反孔了4-7毫米了。
我们分析一下前一张图加固前和加固后的分布情况，这是随即的情况，这个荷载是不规定的，我们在通车荷载随即测量的。我们测了一下预应力钢丝绳在汽车荷载情况下应变增加情况，这个应变最大达到了390，一般应变在200左右，这是另一根钢丝绳，最大300多，一般情况下是200左右。
这从反面说明我们常用情况下在200左右，这个发挥非常小，除非施加用力，不施加用力效果非常小。我们看一下静载前后对比情况，前后荷载是一样的，这是应变情况，也是减小效果非常明显。
总的来说我们加固包括有哪些有点，这个钢度提高非常明显，最大承载力提高非常明显，加固后梁延续非常好，不会发生脆性破坏，材料利用系数非常好，百分之百的利用，承载力用一般计算方法就可以了，施工工艺简单，效果明显，二次受力构件加固效果明显，耐火、耐劳化性能好，施工成本低，且施工队环境更低。未来的展望我们做一些抗减加固和抗震方面做了一些加固。
好谢谢大家！
