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膨胀式自应力灌浆卡箍是一种新型的修复加固技术,主要用于维修海洋工程结构的水下受损构件,具有滑动承载力高、允许制造误差大、施工效率高和施工成本低的优点。长期承载性能是影响这种卡箍技术工程应用的一项主要性能指标。本文围绕膨胀式自应力灌浆卡箍的长期承载性能做了以下三方面的研究工作:第一,研究了卡箍长期承载性能的影响因素。膨胀式自应力灌浆卡箍的长期承载性能主要受到两个因素影响:灌浆的收缩徐变和膨胀剂的性能。研究发现,收缩徐变会减弱卡箍内部的膨胀压力,不利于长期承载性能;膨胀剂能够提供良好的后期膨胀压力,增加灌浆环的密实性,有利于长期承载性能。在灌浆完毕的长时间内,徐变作用是否会减弱膨涨灌浆卡箍的长期膨胀压力,膨胀剂的长期膨胀补偿作用能否消除徐变对长期膨胀压力的不利作用,这些都对该类型卡箍的长期承载性能有着至关重要的影响。这也是对长期承载性能进行试验研究的理论出发点。第二,对卡箍长期承载性能进行试验研究。通过物理试验的方法,将卡箍灌制好并在水箱中养护1年,使用万能试验机测试卡箍的滑动承载力,进而计算出滑动应力;定期测量卡箍鞍板两侧双头螺栓的长度,根据长度的变化计算出膨胀压力。结果表明,对比28天养护短期试件,卡箍1年养护长期试件的长期膨胀压力和长期滑动应力并没有下降,尤其长期滑动应力反而平均提高了30%多,经分析其主要原因在于膨胀剂中的氧化钙成分对灌浆长期密实性的提高以及卡箍结构对灌浆膨胀的良好限制作用。该试验表明膨胀式自应力灌浆卡箍具有良好的长期承载能力和耐久性,适合在海洋结构的水下修复加固中应用。第三,对受损管件外表面膨胀压力分布进行了初步研究。通过物理模型试验的方法测量受损内管外表面上不同位置的应变,计算出膨胀压力,试验结果表明受损管件外表面膨胀压力分布是不均匀的。本文通过研究发现,膨胀式自应力灌浆卡箍的长期承载性能并没有受到纯水泥灌浆收缩徐变的不利影响,相反,由于膨胀剂中的氧化钙成分对灌浆长期密实性的提高以及卡箍结构对灌浆膨胀的良好限制作用,长期承载性能优于短期承载性能。说明本灌浆卡箍具有很好的耐久性和承载能力,能够满足多数水下构件和管线的加固要求,适合在海洋结构物的修复和加固中应用。