短螺栓型膨胀式自应力灌浆卡箍承载性能与设计方法研究 .doc

短螺栓型膨胀式自应力灌浆卡箍承载性能

与设计方法研究

短螺栓型膨胀式自应力灌浆卡箍承载性能与设计方法研究

摘要

在采用传统长螺栓结构的膨胀式自应力灌浆卡箍研究基础上，针对其结构复杂、装配过程繁琐等问题，并且从膨胀式自应力灌浆卡箍的自应力产生机理角度出发提出了结构形式更为优化的短螺栓型膨胀式自应力灌浆卡箍并做了以下研究工作：

第一，对短螺栓型膨胀式自应力灌浆卡箍的承载性能进行了试验研究。通过物模试验得到了短螺栓型卡箍的膨胀压力和滑动应力，然后将两者分别与同尺寸的采用传统结构的卡箍进行对比分析。从卡箍结构承载性能的两大判断标准——膨胀压力和滑动承载力来看，短螺栓型膨胀式自应力灌浆卡箍相比采用传统结构的膨胀式自应力灌浆卡箍而言性能更优。

第二，测试了不同长细比下短螺栓型膨胀式自应力灌浆卡箍的滑动应力并且分析了长细比与滑动应力之间的关系。试验中，选取了1.02、1.30、1.67和3.33的长细比进行滑动应力测试。根据测试结果，长细比在1.02~1.67的区间内，滑动应力变化非常小，可以认为此范围内滑动应力基本不变。该研究对实际工程应用中不同长细比的卡箍设计中许用滑动应力的选择具有一定指导意义。

第三，针对短螺栓型膨胀式自应力灌浆卡箍的设计方法进行了归纳，对各基本尺寸的决定因素与限制条件进行了总结。整理出一套较为实用的的短螺栓型膨胀式自应力灌浆卡箍的设计方法。本设计方法依据防滑、防碾碎以及强度校核为三大核心准则，加之以模型试验数据作为参考，并结合以往设计经验共同综合得出，为以后的短螺栓型膨胀式自应力灌浆卡箍真正应用于工程，进行实际的结构设计打下了一个良好的基础。

本文通过对短螺栓型膨胀式自应力灌浆卡箍的试验研究表明，从膨胀压力和滑动承载力来看，短螺栓型膨胀式自应力灌浆卡箍相比采用传统结构的膨胀式自应力灌浆卡箍而言性能更优，更适合作为海工结构物的修复加固结构。另外，对短螺栓型卡箍设计方法的研究为膨胀式自应力灌浆卡箍的工程应用奠定了坚实的基础。

关键词：水下修复加固；膨胀式自应力灌浆卡箍；短螺栓结构；模型试验；设计方法

Thecapacitypropertiesanddesignmethodofshort-boltsexpansivestressedgroutedclamp

Abstract

Clampusingtraditionalstructurewithlongboltshasthedrawbacksofcomplicatedsteelstructureandcumbersomeassemblyprocess.Basedonpreviousresearchofclampsusingtraditionallongboltsstructure,thispaperintroducesashort-boltsexpansivestressedgroutedclampconsideringthedifferentmechanismofself-stressformationbetweentraditionalstressedgroutedclampandexpansivestressedgroutedclamp.Andthefollowingresearchworksarecarriedout:

Firstly,aresearchonthecapacitypropertiesofshort-boltsexpansivestressedgroutedclampiscarriedout.Bymodelexperiments,expansivepressureandslipstressofshort-boltsexpansivestressedgroutedclampareobtained.Thentheyarecomparedwiththedatagotfrompreviousmodelexperimentsfortraditionalstructureclampofthesamesize.Judgingfromthetwoclampcapacitypropertiesofexpansivepressureandslipcapacity,theshort-boltsclamphasabetterperformancethantheclampwithtraditionalstructure,thusitism