东莞 建筑加固补强-日本混凝土结构的养护、检测与加固

1 概述
20世纪50年代起，日本开始建造大量的混凝土结构，尤其是1964年东京奥运会的召开大力推动了交通设施的建设，如新干线（快速铁路）、首都高速公路和东名高速公路等相继建成。90年代以来，连接本州岛与四国之间的3座本州—四国联络桥的建成使得日本4个主要大岛（北海道、本州、四国和九州）得以陆路连接。目前重要的任务是如何维护这些已运营30多年的重要设施。当前，日本混凝土工程界十分重视既有结构的养护、无破损检测和FRP加固方面方面的研究与技术开发。
2 混凝土结构的养护与检测
2．1定期检测：结构建成后根据其重要性不同每隔1年、2年或几年进行的简单检查，靠有经验的专业工程师用肉眼和简单仪器（如棰击的冲击弹性波试验等）检测结构状况，找出破损原因。东京大学Taketo Uomoto教授研究开发的一套手提式电脑检测装置，储存有各种试件照片和调查问卷，结构检测者通过回答电脑专家系统提出的问题，来分析破坏原因和程度，排除了一些人为的影响因素。通过定期检测，还将判定桥梁是否需要进一步的详细检测。
2．2 详细检测：在结构破坏超过一定的界限后，就需要采用无损检测手段或钻芯取样来详细调查破坏原因并评估是否需要维修或加固。对于象桥梁、隧道、大坝和建筑等大型混凝土结构的检测，可采用配置数字照相机、热录象仪、雷达、声和激光等设备的检测车扫描整个结构找出破坏的位置，然后利用X射线CT/DR、超声波、自然电位、AE（acoustic emission）等技术获得更详细的信息。
3 FRP加固的耐久性
20世纪80年代起，日本就开始有关FRP棒代替钢筋作为混凝土结构加劲材料（尤其是预应力FRP棒）的研究。今天，大量FRP材料已应用在钢筋混凝土结构中，通常以FRP棒的形式埋在混凝土中或以薄布形式粘贴在混凝土表面起加固作用。FRP是一种复合材料，由数百万的纤维丝和树脂组成。纤维直径在6μm~15μm。当拉应力作用在FRP上时，纤维承受荷载，树脂将应力传递给临近的纤维并保护纤维不受周围环境中有害离子的侵蚀。可见，纤维和树脂的特性将决定FRP的耐久性，其破坏机理比钢筋要复杂。从三年紫外线暴露试验结果看，FRP棒在强度上有所降低。AFRP纤维在高浓度酸的环境中强度削减很多。FRP棒在抗高温和抗火方面性能较差，因此要采取措施降低FRP周围的温度和避免接触火源。
4 结语
既有结构的养护、检测和维修加固是当今世界土木工程领域关心和研究的焦点，重点结构在服务周期内的安全性和经济性是各国政府十分重视的问题。我国交通部从1983年以来，开展了旧桥的测试、承载能力评定及加固方法研究等工作，这项课题已越来越受到各级公路管理、养护部门的重视。

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