码头建筑物中素混凝土构件破坏机理及修复技术研究

摘要

进入21世纪后，世界范围的建筑工业重心正在从大规模新建转向新建与维修、加固并举。就我国的情况而言，五六十年代建造的大量码头己经接近或超过设计基准期，许多老码头均出现了不同程度的破损，而构件破损后如何进行原因分析鉴定以及如何进行维修加固问题一直是码头管理部门十分关心的问题。而目前，针对码头建筑物中素混凝土构件开裂机理的研究很少，而构件开裂后如何进行有效的修复加固又是困扰港工界的难题，在这种背景下，对码头建筑物中素混凝土构件关键技术问题进行研究是十分必要的，将对新建港口节约投资和提高性能方面意义重大。
　　 本文以大连新港1＃码头维修工程为背景，对抛石基床上的圆沉箱墩台压顶方块的开裂原因进行检测、诊断分析，并对素混凝土构件的修复加固关键技术进行了深入研究。主要工作包括以下几个方面：
　　 1、混凝土无损检测技术研究。阐述了混凝土无损检测新技术、新方法及其存在的问题。结合实际工程，采用自研发的超声波无损检测方法来检测混凝土裂缝，采用回弹法检测混凝土表面强度。通过实验研究和数据处理与分析，得到混凝土构件缺陷的具体情况。
　　 2、有限元模型评估技术研究。介绍了有限元法的要点、特性以及有限元法的发展、现状和未来。以现场实测数据为输入参数，运用ANSYS有限元软件建立三维立体数学模型，采用最大拉应力理论对模型进行后处理分析，通过与现场调查结果进行对比，最终确定垫层砂浆支撑劣化造成码头建筑物中素混凝土由原来均匀受压状态变为局部受拉状态，过大的拉应力超过混凝土抗拉极限是导致其开裂破坏的机理。
　　 3、修复加固技术研究。浅议我国码头建筑物维修加固行业的现状和发展，总结了现有混凝土结构的加固方法，针对在役码头建筑物中素混凝土构件的受损状况，开发研究出一套维修加固技术，该技术具有方案设计及结构计算简单、对原构件外形尺寸影响很小、对原构件损伤小，施工方法简单、对码头正常作业影响小、结构耐久性好等特点。运用该技术对码头的素混凝土受损构件加固后，恢复了其构件原设计受力状态和结构整体的工作性能。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

1.1问题的提出

1.2国内外的研究概况

1.3主要研究内容

第二章 混凝土无损检测技术

2.1引言

2.2回弹法检测混凝土强度

2.2.1基本原理

2.2.2精度影响因素

2.2.3成果分析

2.3超声波检测混凝土裂缝深度

2.3.1基本原理

2.3.2超声波平测法

2.3.3超声波平测反相法

第三章 有限元模型评估技术

3.1有限元法概述

3.2有限元建模

3.2.1弹性体假设

3.2.2基本变量和方程

3.2.3单元介绍

3.2.4建模方法

3.2.5计算结果分析

第四章 素混凝土构件破坏机理分析

4.1混凝土简介

4.2裂缝类型

4.2.1收缩裂缝

4.2.2温度裂缝

4.2.3不均匀沉降裂缝

4.3混凝土构件开裂机理分析

4.3.1混凝土拉、压破坏区别

4.3.2素砼构件裂缝产生原因分析

第五章 修复加固技术

5.1混凝土加固技术综述

5.1.1直接加固法

5.1.2间接加固法

5.1.3混凝土结构加固改造配套技术

5.2素混凝土构件加固技术

5.2.1特点及适用范围

5.2.2预应力计算方法

5.2.3施工工艺

5.2.4施工要点

第六章 研究内容及工程应用

6.1概述

6.2码头情况介绍

6.3现场检测

6.3.1混凝土强度检测

6.3.2裂缝检测

6.4有限元模型分析

6.4.1模型介绍

6.4.2结果分析

6.5开裂方块维修加固

6.6工程总结

第七章 结论及建议

7.1结论

7.2建议

参考文献

致 谢