Rapid repair techniques for severely earthquake-damaged circular bridge piers with flexural failure mode

In this study, three rapid repair techniques are proposed to retrofit circular bridge piers that are severely damaged by the flexural failure mode in major earthquakes. The quasi-static tests on three 1：2.5 scaled circular pier specimens are conducted to evaluate the efficiency of the proposed repair techniques. For the purpose of rapid repair, the repair procedure for all the specimens is conducted within four days, and the behavior of the repaired specimens is evaluated and compared with the original ones. A finite element model is developed to predict the cyclic behavior of the repaired specimens and the numerical results are compared with the test data. It is found that all the repaired specimens exhibit similar or larger lateral strength and deformation capacity than the original ones. The initial lateral stiffness of all the repaired specimens is lower than that of the original ones, while they show a higher lateral stiffness at the later stage of the test. No noticeable difference is observed for the energy dissipation capacity between the original and repaired pier specimens. It is suggested that the repair technique using the early-strength concrete jacket confined by carbon fiber reinforced polymer （CFRP） sheets can be an optimal method for the rapid repair of severely earthquake-damaged circular bridge piers with flexural failure mode.

Rapid repair of severely earthquake-damaged bridge piers with flexural-shear failure mode

An experimental study was conducted to investigate the feasibility of a proposed rapid repair technique for severely earthquake-damaged bridge piers with flexural-shear failure mode. Six circular pier specimens were first tested to severe damage in flexural-shear mode and repaired using early-strength concrete with high-fluidity and carbon fiber reinforced polymers （CFRP）. After about four days, the repaired specimens were tested to failure again. The seismic behavior of the repaired specimens was evaluated and compared to the original specimens. Test results indicate that the proposed repair technique is highly effective. Both shear strength and lateral displacement of the repaired piers increased when compared to the original specimens, and the failure mechanism of the piers shifted from flexural-shear failure to ductile flexural failure. Finally, a simple design model based on the Seible formulation for post-earthquake repair design was compared to the experimental results. It is concluded that the design equation for bridge pier strengthening before an earthquake could be applicable to seismic repairs after an earthquake if the shear strength contribution of the spiral bars in the repaired piers is disregarded and 1.5 times more FRP sheets is provided.

Influencing factors and optimization on mechanical performance of solid waste-derived rapid repair mortar

There is a great demand for high performance rapid repair mortar(RRM)because of the wide use of cement concrete.Solid-waste-based sulfoaluminate cement(WSAC)is very suitable as a green cementitious material for repair materials because of its characteristics of high early-age strength and short setting time.However,the influence and optimization of various factors of WSAC-based RRM,such as water-to-RRM ratio,binder-to-sand ratio and additives,as well as the further solid waste replacement of aggregate,remain to be studied.This paper comprehensively studied the influence of the above factors on the performance of WSAC-based RRM and obtained a green high-performance RRM by optimizing these factors.The experimental results showed that the early and late strength of the obtained RRM is excellent,and the setting time and fluidity are appropriate,which reflected good mechanical properties and construction performance.Ordinary Portland cement(OPC)doping could not improve RRM strength.It was feasible to prepare RRM with gold tailing sand replacing part of the quartz sand.This paper provides data and a theoretical basis for the preparation of high-performance RRM based on solid waste,expanding the high value utilization of solid waste,which is conducive to the development of a low carbon society.

Experimental study and field application of calcium sulfoaluminate cement for rapid repair of concrete pavements

The fast-track repair of deteriorated concrete pavement requires materials that can be placed, cured, and opened to the traffic in a short period. Type III cement and Calcium Sulfoaluminate （CSA） cement are the most commonly used fast-setting hydraulic cement （FSHC）. In this study, the properties of Type III and CSA cement concrete, including compressive strength, coefficient of thermal expansion （CTE） and shrinkage were evaluated. The test results indicate that compressive strength of FSHC concrete increased rapidly at the early age. CSA cement concrete had higher early-age and long term strength. The shrinkage of CSA cement concrete was lower than that of Type III cement concrete. Both CSA and Type III cement concrete had similar CTE values. Based on the laboratory results, the CSA cement was selected as the partial-depth rapid repair material for a distressed continuously reinforced concrete pavement. The data collected during and after the repair show that the CSA cement concrete had good short-term and long-term performances and, therefore, was suitable for the rapid repair of concrete pavement.

水性环氧树脂-聚丙烯纤维改性水泥基快速修补砂浆性能研究

为改善机场道面修补砂浆脆性大和粘结性能差等问题,本文利用水性环氧树脂(WER)、聚丙烯(PP)纤维和硫铝酸盐水泥(SAC)制备出一种快速修补砂浆,并对其工作性能、力学性能、阻尼性能和耐硫酸盐腐蚀性能进行研究。结果表明,PP纤维和WER可显著提高快速修补砂浆韧性和粘结性能,使得快速修补砂浆2 h抗压、抗折强度和粘结强度分别达到22.3,5.1和3.7MPa,满足民用机场规范要求,同时可改善快速修补砂浆的阻尼性能和抗硫酸盐侵蚀性能。

低温养护对环氧树脂基砂浆早期性能的影响及机理

环氧树脂基砂浆是一种快速修补材料,为研究低温养护条件对环氧树脂基砂浆工作性能及早期力学性能的影响,构建了全过程低温环境,分别进行了抗压强度、抗折强度、流动度、凝结时间以及内部温度测试,分析了环氧树脂基砂浆的微观结构。结果表明:环氧树脂基砂浆性能受养护温度影响较大,当养护温度为0℃时,流动度仅为112 mm,但随着温度升高流动度增长较快;低温养护使得砂浆内部热效应减弱,延缓了凝结时间;早期强度也损失显著,0℃时,砂浆养护1 d才形成强度,说明低温环境大大减慢了体系的固化速度。微观分析表明低温养护导致砂浆内部结构疏松,裂缝及孔隙增多,说明固化反应不完全,从而降低了砂浆的性能。当养护温度为20℃时,砂浆内部结构较为致密,宏观结构也表现出较高强度。

土壤熟化技术及其应用研究进展

随着工农业的发展,退化土壤日益增多,土壤质量形势严峻,土壤改良已然成为亟待解决的科学问题和研究热点。作为土壤改良的重要研究方向,土壤快速熟化技术通过快速提高土壤肥力提升了农作物的质量和产量。主要结合土壤退化的现状,梳理与阐述了基于物理修复、化学修复、生物修复的3种土壤熟化技术及相关联合修复技术的国内外研究现状、发展和应用,分析了土壤熟化技术存在问题并提出展望,为土壤熟化技术领域发展提供参考和帮助。

特高压换流站抗震韧性及震后修复策略快速评估方法

地震作用下特高压换流站中设备极易损坏,然而由于资源条件限制使得震后抢修效率较低,从而导致了大量经济损失。为寻求高效的震后修复策略,该文搭建一套基于功能状态模型的抗震韧性快速评估框架。从结构和电气两方面建立换流站系统的二维功能网络模型,并利用贝叶斯网络进行功能状态快速评估。为提高系统震后修复效率,提出一种生物启发式多目标优化算法,利用震后迭代模拟得到系统阶梯型功能时变函数。通过对一典型±800 kV特高压换流站进行抗震韧性分析,得到换流站系统的关键抢修设备及最优修复策略,证明了最优修复策略的有效性和必要性。该框架量化了特高压换流站的震后修复过程及抗震韧性水平,可为换流站系统的震后应急抢修提供参考。

高性能快速修补混凝土在公路养护工程中的应用

受交通量与汽车载重量日益剧增影响,很多公路路面结构出现不同程度的损坏。高性能快速修补混凝土能够有效修补路面结构损坏。为了进一步探究该混凝土在公路养护工程中的具体应用,结合国内某公路养护工程,对高性能快速修补混凝土的实际应用进行研究,通过研究得出高性能快速修补混凝土的高低温性能良好,且具备良好的变形能力,可满足路面抗反射裂缝变形的实际要求,并且修补后路面的行车舒适度、抗滑性以及耐久性均能够达到相应的要求。

新型水泥基抢修材料的早期强度与微观结构研究

研究了不同用水量对新型水泥基抢修材料流动性、早期强度和耐磨性能的影响,并通过SEM和MIP分析了抢修材料的微观形貌和孔结构。结果表明,增加用水量可以提高新型水泥基抢修材料的流动度,随着用水量增加,其早期强度先增后减,在14%时达到最高强度;用水量18%时,新型水泥基抢修材料的单位面积磨损量最小,即耐磨性能最好;用水量的增加会导致孔隙率增大,微观形貌更疏松。

快速康复外科理念护理在手足外伤皮瓣转移修复患者围术期护理中的应用效果

目的 探讨在手足外伤皮瓣转移修复患者围术期护理中应用快速康复外科理念护理的效果。方法 方便选取2019年2月—2023年9月于通用环球中铁邳州医院行皮瓣转移修复术治疗的82例手足外伤患者为研究对象,按随机数表法分为两组,各41例。对照组行围术期常规护理,观察组行围术期快速康复外科理念护理,对比两组患者术后肿胀消失与皮瓣愈合时间、术后疼痛评分、并发症发生率与护理满意度。结果 观察组肿胀消失时间、皮瓣愈合时间分别为(2.04±0.13)、(15.62±1.44)d,均短于对照组,差异有统计学意义(t=16.726、16.407,P均<0.05);观察组术后患者12、24、72 h与出院时疼痛评分均低于对照组,差异有统计学意义(P均<0.05);与对照组相比,观察组术后并发症更少,护理满意度高,差异有统计学意义(P均<0.05)。结论快速康复外科理念护理运用于手足外伤皮瓣转移修复患者围术期护理中的效果显著,能够减轻患者术后疼痛,缩短患者术后康复时间并降低并发症发生率,利于护患关系的良好维持。

基于三维扫描和激光熔覆的型面零件修复技术研究

现代工业中,航空航天、国防工业等应用的零件要求较高且大多造价高昂、备件少,对其进行缺陷检测和快速修复具有重要的经济意义。本文提出一种三维扫描和激光熔覆相结合的方法,对型面零件进行修复研究。首先,通过三维扫描获取型面零件的缺陷区域点云,然后进行数字化处理求取缺陷部分的数学模型,最后使用工业机器人结合激光熔覆技术进行区域缺陷修复。实验结果表明,该方法可以用于复杂型面的精密修复加工。

交流25 kV市域快线A型车辆检修修程研究

目的:车辆检修修程是确定车辆基地设计规模的重要依据,市域快线车辆检修修程目前尚无统一的国家标准,为准确计算市域快线车辆基地设计规模,需要对市域快线车辆检修修程进行研究。方法:结合成都轨道交通18号线的设计实践,对AC(交流电)25 kV市域快线车辆特点进行分析,统计对比了已运营的市域快线(北京地铁首都机场线及温州轨道交通S1线)的车辆检修修程,分析市域快线车辆检修里程、检修周期及停修时间的特点。在分析影响市域快线车辆检修修程的主要因素(车辆技术参数、车辆最高运行速度及线路条件)的基础上,提出AC 25 kV市域快线A型车大架修、定修、周月检的检修里程及检修周期。结果及结论:双日检的检修周期为2 d,检修时间为2 h;双周检的检修里程约为11250车km,停修时间为0.5 d;三月检的检修里程约为67500车km,停修时间为2.0 d;定修的检修里程为15~20万车km,停修时间为7.0 d;架修的检修里程为75万车km,检修周期为5年;车辆大修的检修里程为150万车km,检修周期为10年。

聚合物纤维快速修补材料的性能研究及工程应用

为了解决桥梁伸缩缝修补养护周期过长,不利于车辆通行的问题,在现有的快速修补材料配比上,通过掺加聚合物胶粉和聚丙烯纤维,配制出一种早期强度高,且利于施工的水泥基快速修补材料。通过砂浆流动度和凝结时间评价指标和力学性能试验等,得到了聚合物胶粉和聚丙烯纤维的最优单因素掺量均为2%,在该掺量下,材料流动度能达到190 mm左右,凝结时间控制在20~25 min,2 h抗折强度和抗压强度分别达到7.4 MPa和26.2 MPa,28 d抗折强度和抗压强度分别达到8.5 MPa和50 MPa以上,干缩率小于0.015%。应用于工程实践中的结果表明,快速修补材料各项性能均满足设计要求并且利于施工,开放交通时间短,是一种理想的桥梁伸缩缝快速修补材料。

机身对接修理构型疲劳与裂纹扩展寿命研究

基于三维有限元分析结果,提出了机身对接修理构型的疲劳与裂纹扩展寿命快速评估方法。考虑摩擦及铆钉预紧力,建立了不同修理构型三维有限元模型。基于计算结果得到了铆钉钉载随孔边裂纹长度变化的函数表达式。基于权函数法提出了对接构型孔边裂纹应力强度因子快速分析方法,并建立了相应的裂纹扩展寿命分析方法。对4种不同对接修理构型进行疲劳和裂纹扩展寿命分析,结果表明:危险位置均位于蒙皮头排铆钉,不同修理构型的头排铆钉钉载差异较大;增加铆钉排数和阶梯状布置加强板可降低头排铆钉钉载;减小头排铆钉钉载可显著提高疲劳寿命,但对裂纹扩展寿命改善效果较小。

用于快速修补的硫铝酸盐水泥基复合胶凝材料力学性能研究

将普通硅酸盐水泥掺入硫铝酸盐水泥得到混合水泥,研究了普通硅酸盐水泥掺量对其凝结时间、力学性能和干燥收缩性的影响。结果表明,普通硅酸盐水泥掺量为10%时,有效降低了混合水泥的凝结时间,提高了混合水泥砂浆的各时期强度,特别是大幅提高了后期强度,满足快速修补的要求。研究了不同体积掺量的PP纤维对10%硫铝酸盐水泥的影响,结果表明,掺加体积掺量为0.2%的PP纤维时对该复合水泥抗折性能提升最佳。

带水施工修补材料研发及其在渗水路面修补中的应用

为解决渗水路面修补存在的工序复杂、工期长、施工质量不佳等问题,研发了一种可带水施工、耐水性好、强度高、固化快的改性树脂类胶黏剂,并以其为胶结料与由中砂、瓜米石组成的骨料复合形成快速修补材料(SER)。对SER与浸水水泥混凝土基面的粘接强度及耐久性、抗压强度、抗折强度等进行研究。结果表明,SER对浸水混凝土基面的粘接强度达3.12MPa,且破坏形式为混凝土破坏;80℃水煮14d后,SER对浸水混凝土基面的粘接强度仍达2.79MPa,破坏形式仍为混凝土破坏;SER在23℃下养护3h的抗压强度为21.6MPa,抗弯拉强度为5.4MPa,均显著大于水泥混凝土。

无溶剂混凝土快速修复加固环氧砂浆的制备及性能研究

以环氧树脂和多元醇稀释剂为基料,加入合适的固化剂及填料,制备了一种混凝土快速修复加固环氧砂浆。研究了稀释剂的用量、填料类型及用量对环氧砂浆性能的影响。结果表明,稀释剂用量为20%,水泥用量为27%,增稠剂用量为3%,标准砂用量为35%,矿渣用量为14%时,制备的环氧砂浆3 d抗压强度达到28 d抗压强度的80%以上,可以用于混凝土工程的快速修复。

微波加热快速再生修补沥青路面坑槽施工技术

为快速有效修补沥青路面坑槽,采用工程实践与效益分析的方法,在归纳与总结研究成果的基础上提出了微波加热快速再生修补沥青路面坑槽施工新技术,并介绍了该技术的特点及工艺原理、施工流程与质量控制等。该技术较传统的坑槽修补方法,微波加热修补法包含热开挖、热再生和热修补3项核心工艺,可改善修补后沥青路面的高温稳定性,具有开挖速度快和修补质量高等技术优势,并通过旧料回收利用产生资源节约和环保节能效益。

油田连续管快速小修作业技术经济评价

石油、天然气是我国最为重要的两种能源,随着我国经济的高速发展,对于能源的需求量也逐渐提高。在环境、时间等相关因素的影响下,连续油管很容易出现故障问题,若工作人员无法及时且有效地处理故障,就会导致钻井施工难以顺利进行,施工质量较差,从而对我国石油、天然气能源的开发造成严重的影响。要想使得钻井施工正常开展,提高施工效率,就需要对钻孔设备、仪器等进行严格控制,并充分利用快速小修技术,防止设备出现故障,提高设备检修工作的效率及质量,以此促进钻井施工稳定、高效实施。