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《中国海洋大学》 2013年
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膨胀式自应力灌浆卡箍承载性能与密封结构的研究

程阳  
【摘要】:膨胀式自应力灌浆卡箍是海洋平台维修加固技术中的一种新型技术,主要用于维修海洋工程结构的水下受损构件。该类型卡箍相对于传统式自应力灌浆卡箍具有水下安装方便、费用低等优点。本文在前期膨胀式自应力灌浆卡箍研究的基础上,主要做了以下工作: 第一,对掺加新型CSAⅡ膨胀剂的膨胀式灌浆卡箍进行试验研究。膨胀剂的性能是影响膨胀式自应力灌浆卡箍滑动承载性能的重要影响因素,通过对掺加CSAⅡ膨胀剂的灌浆卡箍试件进行测试,分析其对卡箍膨胀压力及滑动承载性能的影响,并与掺加FEA膨胀剂的卡箍试验数据进行对比,得出结论:当膨胀剂掺量高于10%时,CSAⅡ膨胀剂能产生更高的膨胀压力和滑动应力,而且CSAⅡ膨胀剂比FEA膨胀剂的膨胀性能更加稳定,更适合在海洋结构物的修复加固卡箍中应用。。 第二,提出了适用于CSAⅡ膨胀剂卡箍的膨胀压力与滑动应力间关系的经验公式,并对已有的FEA膨胀剂卡箍的经验公式进行了修正。经验公式是结合试验数据并参考MSL公司总结出的压力与滑动应力之间关系的设计公式以及Elnashai总结出的高压灌浆压力与相应的滑动应力间的经验公式而建立的。CSAⅡ膨胀剂经验公式与修正的FEA膨胀剂经验公式能够与试验所得的数据很好地吻合,并且可以为它们的工程设计提供重要的理论依据。 第三,对膨胀式自应力灌浆卡箍的密封结构进行了改进。卡箍的密封结构有端部密封和轴向密封,由于端部密封橡胶与轴向密封橡胶条结构强度较弱,因此密封件所在的灌浆环附近最容易产生膨胀变形,导致部分膨胀压力的损失,影响整个卡箍的加固强度。本文提出了将端部密封件的内部三块挡板改进为环形焊接挡板,轴向密封对开口处安装组合挡板,并通过模型试验探究密封结构改进后对卡箍承载性能的影响。试验验证,端部密封结构改进后端部密封橡胶的变形得到了控制,并且可以重复使用。轴向密封结构的改进效果没有达到预期,试验期间存在一些问题,需要对轴向密封挡板的安装工艺做进一步的改进与探究。 本文根据对膨胀式自应力灌浆卡箍承载性能影响因素的研究,在膨胀剂类型和卡箍的密封结构两个方面进行了探究。通过物理模型试验的研究,说明在膨胀剂掺量相同的情况下CSAⅡ膨胀剂能提供更高的膨胀压力,性能也比较稳定,更适合在海洋结构物的修复加固卡箍中应用。;另外,卡箍密封结构的改进为进一步提高卡箍的整体承载性能提供了正确的方向和思路。
【学位授予单位】:中国海洋大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:P754

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