膨脹式自應力灌漿卡箍承載性能與密封結構的研究.pdf

1、膨脹式自應力灌漿卡箍是海洋平臺維修加固技術中的一種新型技術，主要用于維修海洋工程結構的水下受損構件。該類型卡箍相對于傳統(tǒng)式自應力灌漿卡箍具有水下安裝方便、費用低等優(yōu)點。本文在前期膨脹式自應力灌漿卡箍研究的基礎上，主要做了以下工作：
　　第一，對摻加新型CSAⅡ膨脹劑的膨脹式灌漿卡箍進行試驗研究。膨脹劑的性能是影響膨脹式自應力灌漿卡箍滑動承載性能的重要影響因素，通過對摻加CSAⅡ膨脹劑的灌漿卡箍試件進行測試，分析其對卡箍膨脹壓力及滑

2、動承載性能的影響，并與摻加FEA膨脹劑的卡箍試驗數(shù)據(jù)進行對比，得出結論：當膨脹劑摻量高于10％時，CSAⅡ膨脹劑能產(chǎn)生更高的膨脹壓力和滑動應力，而且CSAⅡ膨脹劑比FEA膨脹劑的膨脹性能更加穩(wěn)定，更適合在海洋結構物的修復加固卡箍中應用。
　　第二，提出了適用于CSAⅡ膨脹劑卡箍的膨脹壓力與滑動應力間關系的經(jīng)驗公式，并對已有的FEA膨脹劑卡箍的經(jīng)驗公式進行了修正。經(jīng)驗公式是結合試驗數(shù)據(jù)并參考 MSL公司總結出的壓力與滑動應力之間關系

3、的設計公式以及Elnashai總結出的高壓灌漿壓力與相應的滑動應力間的經(jīng)驗公式而建立的。CSAⅡ膨脹劑經(jīng)驗公式與修正的FEA膨脹劑經(jīng)驗公式能夠與試驗所得的數(shù)據(jù)很好地吻合,并且可以為它們的工程設計提供重要的理論依據(jù)。
　　第三，對膨脹式自應力灌漿卡箍的密封結構進行了改進。卡箍的密封結構有端部密封和軸向密封，由于端部密封橡膠與軸向密封橡膠條結構強度較弱，因此密封件所在的灌漿環(huán)附近最容易產(chǎn)生膨脹變形，導致部分膨脹壓力的損失，影響整個卡箍

4、的加固強度。本文提出了將端部密封件的內(nèi)部三塊擋板改進為環(huán)形焊接擋板，軸向密封對開口處安裝組合擋板，并通過模型試驗探究密封結構改進后對卡箍承載性能的影響。試驗驗證，端部密封結構改進后端部密封橡膠的變形得到了控制，并且可以重復使用。軸向密封結構的改進效果沒有達到預期，試驗期間存在一些問題，需要對軸向密封擋板的安裝工藝做進一步的改進與探究。
　　本文根據(jù)對膨脹式自應力灌漿卡箍承載性能影響因素的研究，在膨脹劑類型和卡箍的密封結構兩個方面進