1.课题来源与背景： 近年来，随着"一带一路"建设的不断深入，我国的基础设施建设日趋完善。习主席进一步强调，设施联通是合作发展的基础，创新是推动发展的重要力量。截止到2016年底，我国综合交通运输网络总里程超过500万公里，公路桥梁总数接近80万座，铁路桥梁总数已超过20万座，桥梁作为公路的咽喉，更是直接影响到设施联通的安全。 目前我国的桥梁建设正处于拆建与维修加固的并存阶段，限于当前的基本国情，要想将一些上世纪六、七十年代的大多已经超限服役的桥梁拆除重建，不仅浪费材料、产生污染、延误时间，而且耗资巨大，同时，有些桥梁还具有历史和政治意义的影响，为我国的财力和情感所不许。因此，为保证这些桥梁安全使用，就必须对其进行合理的维修加固处理。但传统意义上的加固仅限于强度、刚度及耐久性的加固，随着国家对结构可靠度要求的逐步提高，急需采用有效的手段监测和评定桥梁加固后的安全状况，并及时对加固后桥梁在役期间的健康状况作出诊断。 2.研究目的与意义 聚氨酯水泥复合材料（PUC）作为近些年来新兴的一种加固补强材料，是在聚氨酯基体中掺入适量水泥填料而制成的一种高强度复合材料。通过在混凝土梁底或混凝土柱的侧面浇筑大约25mm厚度的PUC材料，与混凝土梁、柱协同受力，其加固实质介于体外配筋法与增大截面法之间，但截面增大的较小，对结构外观及桥梁净空影响不大，起到了良好的加固效果。相比于传统的桥梁加固方法具有与混凝土粘结性强、流动性好、环保、轻质、高韧性、易于施工等优点，已经逐步运用于混凝土桥梁、墩柱的加固改造工程中。但也仅限于对桥梁、墩柱的强度、刚度的主动提升。加固后并没有产生智能效果。普通的PUC材料并不具备导电性，通过在PUC材料中掺入适量特殊的导电填料，制成导电聚氨酯水泥（CPUC）复合材料，不但可以改善其力学性能，增强其韧性、延展性、抗裂性及耐久性，还可以显著降低PUC的电阻率，在外力作用下，由于其弹性模量较小，不仅可以构成抵抗外荷载的第一道防线，还可以对梁、柱等构件的自感知、自监测效果。 3.主要论点与论据 通过对PUC材料电阻率变化的监测，实现其应力、应变的自感应，表征PUC内部损伤的发展过程，通过其与混凝土超强的粘结能力，通过加固后梁的平截面假定、弹性模量等关系进而建立起对构件的自感知、自诊断、自监测的功能,使CPUC复合材料既能作为一种承载加固材料,又能作为一种功能材料诊断与检测所加固桥梁，起到了加固监测的双重效果。 4.创见与创新 国内外以往文献中大多是关于导电混凝土的研究，关于导电聚氨酯水泥的研究却显有报道。作为一种新兴的结构补强材料，与国内外同类技术比较，CPUC具有流动性好、环保、高强、轻质、高韧性、易于施工、耐久性好等优点，前期加固施工工艺简便、 施工周期短、 施工质量易于控制。CPUC复合材料既能作为一种承载加固材料,又能作为一种功能材料诊断与检测所加固桥梁，起到了加固监测的双重效果。其与混凝土超强的粘结能力，通过加固后梁的平截面假定、弹性模量等关系进而建立起对构件的自感知、自诊断、自监测的功能，不但可以使在役桥梁延长使用年限，增强结构抗震效果，更能实时监测桥梁内部损伤的发展变化，节约大量后续的人力、物力、财力，提升了桥梁的安全可靠度。具有一定的先进性。 5.社会经济效益，存在的问题 相比于传统的碳纤维混凝土本征材料，作为加固材料的PUC碳纤维用量低，节约成本，桥梁加固成本比传统的碳纤维加固节约成本30%，是钢板加固成本的1/2,加固后桥梁具有简易自检测、自诊断功能，有效降低后期桥梁检测成本40%，具有广泛的经济效益和社会意义。作为一种应力、应变检测、监测装置，在材料的灵敏度、线性度方面需进一步研究。

齐齐哈尔大学

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