SRAP工藝加固設(shè)計(jì)原理
2011-05-31 來源：中國橋梁網(wǎng)整理
韓國M&S工業(yè)株式會社的專利技術(shù)SRAP工藝是采用鍍鋅軟鋼絲束（簡稱SR加固材料）對混凝土梁體施加預(yù)應(yīng)力，采用多功能氧化鋁聚糖樹脂砂漿（簡稱AP樹脂砂漿）對混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行修補(bǔ)的綜合加固技術(shù)。鍍鋅軟鋼絲束靠錨固于混凝土梁體上的角鋼固定，采用螺旋扣環(huán)拉緊器進(jìn)行張拉。為了增強(qiáng)鍍鋅軟鋼絲束與修補(bǔ)砂漿的粘著力，在軟鋼絲束上纏繞彈簧線圈。軟鋼絲束張拉后，由于預(yù)加力的作用，使梁體反向彎曲，在混凝土中產(chǎn)生預(yù)壓應(yīng)力。然后，噴注AP樹脂砂漿，將預(yù)應(yīng)力鋼筋與梁體混凝土連為一體，兩者共同工作，使結(jié)構(gòu)的承載能力提高，工作性能改善。
SRAP工藝采用的預(yù)應(yīng)力鋼筋由鍍鋅軟鋼絲束和彈簧線圈構(gòu)成。鍍鋅軟鋼絲束為7×19型，規(guī)格為φ3.2mm※1.2（S）、φ4.8mm※1.5（M）、φ6.3mm※1.8（L）、φ8.0mm※2.0（XL）。
一、AP樹脂砂漿的突出優(yōu)點(diǎn)是：
（1）AP樹脂砂漿具有較高的抗壓強(qiáng)度和彎折強(qiáng)度，特別是其彎折強(qiáng)度約為一般砂漿2~3倍。彎折強(qiáng)度高，即抗拉強(qiáng)度高，表明AP樹脂砂漿具有較高的抗裂能力。
（2）AP樹脂砂漿密實(shí)性能好，抗化學(xué)腐蝕能力能，抗碳化（中性化）能力強(qiáng)。采用AP樹脂砂漿修補(bǔ)和表層保護(hù)的混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性大大提高。SRAP工藝中，為了進(jìn)步提高被加固混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性，在AP樹脂砂漿表面還可再涂一層AP陶瓷保護(hù)漆（MS-AP1201），AP陶瓷保護(hù)漆是利用粉末狀樹脂制成的混凝土表面保護(hù)阻燃型涂料，具有極強(qiáng)的抗化學(xué)腐蝕能力，可以起到防水、耐化學(xué)腐蝕和抗氣候環(huán)境侵蝕等作用，可以極大地提高混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性。
（3）AP樹脂砂漿的粘結(jié)強(qiáng)度高，采用噴注方法施工的AP樹脂砂漿與被加固梁體混凝土具有較高粘結(jié)強(qiáng)度，為兩者共同工作提供了可靠的保證。SRAP工藝中，在噴注AP樹脂砂漿之前，先在補(bǔ)加固梁體混凝土表面噴灑一層AP底漆（MS-AP1011），底漆滲入梁體混凝土中，即可修補(bǔ)裂縫，又可提高AP樹脂砂漿與混凝土之間的粘著力。
二、SRAP工藝在橋梁加固工程中的應(yīng)用
SRAP工藝在韓國的橋梁和建筑工程加固中已廣泛應(yīng)用。韓國M&S公司將SRAP工藝引進(jìn)中國后，受到中國土木工程界同行的廣泛關(guān)注。SRAP工藝采用先進(jìn)的預(yù)應(yīng)力加固原理，以其預(yù)應(yīng)力張拉方便，錨固構(gòu)造簡單和結(jié)構(gòu)耐久性高的技術(shù)優(yōu)勢，很快打進(jìn)中國市場，在修建了試驗(yàn)工程，SRAP工藝在中國的推廣有了一個良好的開端。但是，SRAP工藝在中國的進(jìn)一步推廣，還應(yīng)解決SRAP工藝加固工程的科學(xué)設(shè)計(jì)問題，在進(jìn)一步試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上，給出與中國有關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范設(shè)計(jì)可靠度相適應(yīng)的材料強(qiáng)度指標(biāo)和設(shè)計(jì)參數(shù)，建立與中國規(guī)范相適應(yīng)的加固設(shè)計(jì)方法。
三、SRAP工藝所用材料的強(qiáng)度指標(biāo)
新修訂的（JTG D62-2004）[以下簡稱（JTGD62）]采用可靠度設(shè)計(jì)法，用于結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)又稱為概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法。與其相對應(yīng)的材料強(qiáng)度指標(biāo)分為強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值和強(qiáng)度設(shè)計(jì)值兩種概念。強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值取其概率分布的0.05分位值確定，其保證率為95%；強(qiáng)度設(shè)計(jì)值由材料的標(biāo)準(zhǔn)值除以材料分項(xiàng)系數(shù)確定。
SRAP工藝所用的鍍鋅軟鋼絲和AP樹脂砂漿的強(qiáng)度指標(biāo)應(yīng)在對試驗(yàn)資料統(tǒng)計(jì)分析的基礎(chǔ)，按中國有關(guān)規(guī)范的可靠指標(biāo)確定。在當(dāng)前試驗(yàn)資料不足的情況，采用SRAP工藝進(jìn)行橋梁加固設(shè)計(jì)時，鍍鋅軟鋼絲和AP樹脂砂漿的強(qiáng)度指標(biāo)，建議暫按下規(guī)定采用：
鍍鋅軟鋼絲：抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fpk =1470Mpa
抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fpd =1000Mpa
彈性模量 Ep =1.95×105Mpa
AP樹脂砂漿：抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fck.AP =26.8Mpa
抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fcd.AP =18.4Mpa
抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值ftk.AP =8Mpa
抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值ftd.AP =5.5Mpa
彈性模量 Ec.AP =3.25×104Mpa
四、SRAP工藝加固鋼筋混凝土受彎構(gòu)件正截面承載能力極限狀態(tài)計(jì)算
采用SRAP工藝加固的鋼筋混凝土受彎構(gòu)件一般以正截面承載力控制設(shè)計(jì)，加固構(gòu)件的正截面承載能力極限狀態(tài)計(jì)算是加固設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容。
SRAP工藝加固鋼筋混凝土受彎構(gòu)件正截面承載力計(jì)算公式，與一般有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件具有大致相同的表達(dá)形式，其主要特點(diǎn)是：
（1）橋梁加固應(yīng)考慮分階段受力的影響；
（2）加固構(gòu)件承載力一般以原梁受拉鋼筋屈服控制設(shè)計(jì)；
（3）對極限狀態(tài)下后加預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力不加嚴(yán)格限制，可以小于其抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。
