随着时间推移,许多桥梁、楼房可能出现老化、性能下降等问题。如何让“上了年纪”的建筑安全经济地“延寿”,是工程领域的一大挑战。近日,重庆设计集团有限公司市政设计研究院(以下简称重庆设计集团市政院)牵头的一项研究,在利用新型材料进行加固的关键技术上取得了重要进展,为解决这一难题提供了更优方案。
该科研项目名为“UHPC在既有结构性能提升中的应用研究”,由重庆设计集团市政院联合重庆交通大学等单位共同完成。其阶段性核心成果论文,已在权威国际期刊《Buildings》上发表。这标志着该团队在超高性能混凝土(以下简称UHPC)的工程应用基础研究方面,迈出了扎实的一步。
UHPC是一种强度、耐久性都远超普通混凝土的新型建筑材料,相当于给旧结构“穿”上的一层高性能“新衣”。但在实际加固工程中,像“如何确定最佳连接参数”这类具体设计问题,过去缺乏充足的理论依据。
此次,研究团队通过大量实验和计算机模拟,重点攻克了新旧材料界面如何“牢牢抓住”的核心难题。他们发现,在加固层中使用的连接钢筋(专业术语为“植筋”)的直径,是控制加固效果的关键。当直径从常见的6毫米增大到12毫米时,加固结构的破坏模式会发生根本性改善:从相对脆弱的界面剥离,转变为更具韧性的混凝土本体破坏,这让结构的安全性储备大大增加。
更重要的是,研究团队据此建立了可准确预测界面力学行为的有限元模型,其预测误差小于10%,可以像“设计神器”一样,在实际工程前准确模拟加固效果,为工程师提供可靠、量化的设计工具。
此项突破是产学研深度融合的成果,为UHPC加固技术的标准化、精准化应用奠定了坚实的理论基础,有望在未来广泛应用于桥梁、建筑等既有设施的改造升级中,让更多老旧结构安全焕发新生。(记者 佘振芳)

