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文檔簡介
1、 橋梁橋梁是用于跨越障礙物(如河流、海峽、山谷、是用于跨越障礙物(如河流、海峽、山谷、道路等)而使道路保持連續(xù)的人工構造物,俗稱道路道路等)而使道路保持連續(xù)的人工構造物,俗稱道路咽喉。咽喉。 橋梁橋梁既是一種交通功能性的結(jié)構物,也是一座立既是一種交通功能性的結(jié)構物,也是一座立體的造型藝術工程。體的造型藝術工程。 橋梁橋梁往往是往往是一個城市或一個一個城市或一個國家(地區(qū))的國家(地區(qū))的象征。象征。v 1988 1988年,全國共有橋梁年,全國共有橋梁124000124000座座, 3400, 3400公里公里v 2008 2008年,全國共有橋梁年,全國共有橋梁550000550000座,座
2、,2100021000公里公里v 2020年來,中國建造的橋梁數(shù)量比世界上任何年來,中國建造的橋梁數(shù)量比世界上任何一個國家都要多兩三倍。四大類橋梁中有三類最一個國家都要多兩三倍。四大類橋梁中有三類最大跨徑在中國。大跨徑在中國。v 中國已成為橋梁大國!中國已成為橋梁大國! 中國還稱不上世界橋梁強國的原因是:中國還稱不上世界橋梁強國的原因是: 質(zhì)量不能完全令人信服質(zhì)量不能完全令人信服 橋梁質(zhì)量評價體現(xiàn)在橋梁質(zhì)量評價體現(xiàn)在“安全、功能、美觀、環(huán)安全、功能、美觀、環(huán)保?!钡取5?。 其中:安全性其中:安全性保證橋梁服役期沒有風險;保證橋梁服役期沒有風險; 功能性功能性保證橋梁正常服保證橋梁正常服役。役。
3、 橋梁橋梁質(zhì)量問題質(zhì)量問題主要源自主要源自: 橋梁建設科學發(fā)展不到位橋梁建設科學發(fā)展不到位 規(guī)范不夠完善規(guī)范不夠完善 設計、施工對工程的責任意識不夠設計、施工對工程的責任意識不夠(上海外白渡橋(上海外白渡橋等則不同)等則不同) 監(jiān)理不到位監(jiān)理不到位 管理養(yǎng)護不到位管理養(yǎng)護不到位 缺少標志、標牌,管理失控:缺少標志、標牌,管理失控: 超載、火災。超載、火災。橋面防排水失效:橋面防排水失效: 影響正常安全行車、導致結(jié)構安全隱患。影響正常安全行車、導致結(jié)構安全隱患。鋪裝、欄桿破損、殘缺:鋪裝、欄桿破損、殘缺: 影響行車、行人安全、車輛沖擊增加結(jié)構受力負擔。影響行車、行人安全、車輛沖擊增加結(jié)構受力負擔
4、。支座安全精度差,伸縮裝置、支座破損、失效:支座安全精度差,伸縮裝置、支座破損、失效: 改變橋梁結(jié)構受力模式,危及結(jié)構穩(wěn)定及受力安全。橋梁結(jié)構開裂、破損:橋梁結(jié)構開裂、破損: 結(jié)構強度降低,危及結(jié)構承載能力安全。橋梁強度、穩(wěn)定和剛度不滿足使用要求:橋梁強度、穩(wěn)定和剛度不滿足使用要求: 危及結(jié)構使用安全?;炷翗蛄杭铀傧?lián)希夯炷翗蛄杭铀傧聯(lián)希?橋梁破壞的前兆!必須及時評估判斷!橋梁破壞的前兆!必須及時評估判斷! 1977年建造的世界最大跨徑混凝土梁橋(年建造的世界最大跨徑混凝土梁橋(241米),米),1993年測得年測得的跨中下?lián)系目缰邢聯(lián)?.4米,米,1996年年3月采用月采用8根體外預應力
5、加固,根體外預應力加固,6個月后垮塌。個月后垮塌。橋梁基礎沖刷:橋梁基礎沖刷: 危及橋梁安全!危及橋梁安全!橋梁火災橋梁火災 重慶某橋被嚴重燒傷 船只撞擊垮塌船只撞擊垮塌 廣東某橋廣東某橋 江蘇某橋江蘇某橋 超載導致垮塌超載導致垮塌 山西某橋在山西某橋在182182噸重負噸重負下終于未能挺住下終于未能挺住 橋梁洪災橋梁洪災 遼寧某橋被洪水沖垮遼寧某橋被洪水沖垮 地震災害地震災害 施工質(zhì)量太差導致橋梁垮塌施工質(zhì)量太差導致橋梁垮塌 橋梁鋼結(jié)構結(jié)構缺陷、銹蝕、疲勞等導致橋梁鋼結(jié)構結(jié)構缺陷、銹蝕、疲勞等導致垮塌:垮塌: 橋梁混凝土涂裝保護不夠:橋梁混凝土涂裝保護不夠: 以日本為例,混凝土涂裝的發(fā)展經(jīng)歷
6、了較長過程:以日本為例,混凝土涂裝的發(fā)展經(jīng)歷了較長過程: 60 60年代年代 混凝土結(jié)構大量使用,曾認為不需維護混凝土結(jié)構大量使用,曾認為不需維護 70 70年代年代 混凝土裂紋,鋼筋銹蝕混凝土裂紋,鋼筋銹蝕 80 80年代年代 腐蝕嚴重,國土交通部制定混凝土修復標準腐蝕嚴重,國土交通部制定混凝土修復標準 90 90年代年代 高速道路管理集團制定高速道路管理集團制定混凝土涂裝及混凝土涂裝及frpfrp補修基準補修基準 2000 2000年年 路橋集團制定了路橋集團制定了混凝土塊剝落防止對策手冊混凝土塊剝落防止對策手冊 即使是設計、施工質(zhì)量均好的橋梁,其使用價值(特別即使是設計、施工質(zhì)量均好的橋
7、梁,其使用價值(特別是安全性)隨著橋梁的使用時間增加而不斷降低,當使用價是安全性)隨著橋梁的使用時間增加而不斷降低,當使用價值降至安全限值時,必須通過維修加固,維持、提高其使用值降至安全限值時,必須通過維修加固,維持、提高其使用價值,該過程在設計期限內(nèi)持續(xù)發(fā)生。價值,該過程在設計期限內(nèi)持續(xù)發(fā)生。 為了確保橋梁健康、安全,養(yǎng)護不容忽視。如果養(yǎng)護到為了確保橋梁健康、安全,養(yǎng)護不容忽視。如果養(yǎng)護到位,使用價值維持過程發(fā)生頻度就會低得多;假如橋梁設計、位,使用價值維持過程發(fā)生頻度就會低得多;假如橋梁設計、施工質(zhì)量均好,養(yǎng)護就相對容易。遺憾的是:材料仍然會有施工質(zhì)量均好,養(yǎng)護就相對容易。遺憾的是:材料仍
8、然會有缺陷、許多構件的壽命有限,支座和伸縮縫需要保健、更換。缺陷、許多構件的壽命有限,支座和伸縮縫需要保健、更換。例如,斜拉索的壽命至少例如,斜拉索的壽命至少50 50 年,要能達到該壽命,定時的年,要能達到該壽命,定時的檢測和養(yǎng)護是不可或缺的!檢測和養(yǎng)護是不可或缺的! 養(yǎng)護的程序和時程都應該在設計時予以充分考慮。養(yǎng)護養(yǎng)護的程序和時程都應該在設計時予以充分考慮。養(yǎng)護和更換部分構件的成本也應該考慮。如果設計未考慮,管養(yǎng)和更換部分構件的成本也應該考慮。如果設計未考慮,管養(yǎng)部門應予以補充。部門應予以補充。 對于設計壽命一百年對于設計壽命一百年(有的要求達到(有的要求達到150150年。)年。)的橋梁
9、,因為設計、施工、養(yǎng)護質(zhì)量的不到的橋梁,因為設計、施工、養(yǎng)護質(zhì)量的不到位,致使橋梁壽命降低,提前重建,例如僅位,致使橋梁壽命降低,提前重建,例如僅3030年就重建,就相當于損失了年就重建,就相當于損失了70%70%的經(jīng)濟效的經(jīng)濟效益。益。 如此大的損失,社會是難以負擔的,如此大的損失,社會是難以負擔的,這實際上是把維修,重建,甚至危害遺留給這實際上是把維修,重建,甚至危害遺留給我們的下一代。極不公平!我們的下一代。極不公平! 應當引起大家應當引起大家的重視。的重視。 建設速度快,設計、施工、建設速度快,設計、施工、監(jiān)理難免不到位,橋梁工程先監(jiān)理難免不到位,橋梁工程先天性質(zhì)量值得高度重視。天性質(zhì)
10、量值得高度重視。橋梁橋梁設計設計3 35 5月,施工月,施工1 13 3年,管年,管養(yǎng)則需養(yǎng)則需100100年,年,可見,可見, 橋梁能橋梁能否否100100年安全使用的關鍵就落到年安全使用的關鍵就落到維護與加固上。維護與加固上。 作好十到位:作好十到位:認識到位、組織到位、人才到位、經(jīng)費到位、技術到位、認識到位、組織到位、人才到位、經(jīng)費到位、技術到位、專業(yè)到位、條件到位、規(guī)范到位、信息到位、監(jiān)管到位專業(yè)到位、條件到位、規(guī)范到位、信息到位、監(jiān)管到位完善管養(yǎng)(監(jiān)測、檢測、評估、加固)規(guī)范化完善管養(yǎng)(監(jiān)測、檢測、評估、加固)規(guī)范化嚴格監(jiān)測、檢測、評估、加固設計與實施管理嚴格監(jiān)測、檢測、評估、加固設
11、計與實施管理提高從業(yè)人員素質(zhì),確保管養(yǎng)專業(yè)力量提高從業(yè)人員素質(zhì),確保管養(yǎng)專業(yè)力量保證投入,改善條件,積極引進新的理念、技術、工藝保證投入,改善條件,積極引進新的理念、技術、工藝管理工程學的研究與興起管理工程學的研究與興起 樹立橋梁維護加固意識樹立橋梁維護加固意識 統(tǒng)一橋梁維護加固認識統(tǒng)一橋梁維護加固認識 規(guī)范橋梁維護加固行為規(guī)范橋梁維護加固行為 提高橋梁維護加固質(zhì)量提高橋梁維護加固質(zhì)量 保證橋梁維護加固效益保證橋梁維護加固效益總則總則一般規(guī)定一般規(guī)定通用材料通用材料各種構件加固方法、構造、計算各種構件加固方法、構造、計算各種橋梁結(jié)構加固法方法、構造、計算各種橋梁結(jié)構加固法方法、構造、計算各種專
12、項加固方法、構造各種專項加固方法、構造根據(jù)我國橋梁結(jié)構主要類型,加固工程根據(jù)我國橋梁結(jié)構主要類型,加固工程的設計與施工的經(jīng)驗,以及今后較長時間橋的設計與施工的經(jīng)驗,以及今后較長時間橋梁加固工程需要,規(guī)范對橋梁加固構件主要梁加固工程需要,規(guī)范對橋梁加固構件主要方法的設計計算及構造提出了要求。方法的設計計算及構造提出了要求。 設設計計內(nèi)內(nèi)容容 橋梁橋梁加固加固材料材料常用構件常用構件加固加固各類各類橋梁加固橋梁加固混凝土裂縫處理;支座、伸縮縫更換混凝土裂縫處理;支座、伸縮縫更換橋梁抗震加固橋梁抗震加固橋梁下部結(jié)構及基礎加固橋梁下部結(jié)構及基礎加固橋梁加固橋梁加固設計原則、程序與基本要求設計原則、程序
13、與基本要求 構件加固方法增大截面加固法(第5章)粘貼鋼板加固法(第6章)粘貼纖維復合材料加固法(第7章)體外預應力加固法(第8章)改變體系加固法(第9章)設設計計內(nèi)內(nèi)容容 從橋梁構件承載力和使用功能上進行從橋梁構件承載力和使用功能上進行加固設計,應考慮上述不同加固方法的特加固設計,應考慮上述不同加固方法的特點,一般可分類為:點,一般可分類為: 設設計計內(nèi)內(nèi)容容增大截面粘貼鋼板體外預應力加固法粘貼纖維復合材料加加固固方方法法直接加固薄弱區(qū),提高構件承載力改變原結(jié)構受力體系,調(diào)整結(jié)構內(nèi)力設設計計內(nèi)內(nèi)容容 橋梁加固設計構件包括原構件為鋼筋混凝橋梁加固設計構件包括原構件為鋼筋混凝土和預應力混凝土受彎構
14、件、鋼筋混凝土受壓土和預應力混凝土受彎構件、鋼筋混凝土受壓構件和受拉構件。構件和受拉構件。設設計計內(nèi)內(nèi)容容 橋梁加固構件承載力計算按橋梁加固構件承載力計算按公路鋼筋混凝土和預應公路鋼筋混凝土和預應力混凝土橋涵設計規(guī)范力混凝土橋涵設計規(guī)范(jtg d62-2004jtg d62-2004)規(guī)定的計算原)規(guī)定的計算原則進行。則進行。 對橋梁原構件的混凝土強度,按現(xiàn)場檢測結(jié)果確定。對橋梁原構件的混凝土強度,按現(xiàn)場檢測結(jié)果確定。設設計計計計算算原原則則 對橋梁帶載加固時,設計上應考慮構件分階段受力特點對橋梁帶載加固時,設計上應考慮構件分階段受力特點進行設計計算。進行設計計算。 (1 1)橋梁加固時,特
15、別是對于被動加固方法,原構件上)橋梁加固時,特別是對于被動加固方法,原構件上的作用(恒載、活載等)不可能全部卸除。的作用(恒載、活載等)不可能全部卸除。 封閉交通封閉交通卸除車輛活載、人群,但恒載不卸除;卸除車輛活載、人群,但恒載不卸除; 封閉交通,卸除部分二期恒載(橋面、填料)封閉交通,卸除部分二期恒載(橋面、填料)構件的恒載作用、構件的恒載作用、部分二期恒載作用未卸除。部分二期恒載作用未卸除。 加固工作之前,構件已受力,截面上有初應變(力)。加固工作之前,構件已受力,截面上有初應變(力)。 而后補加強材料在橋梁加固后,才與原構件共同工作,而后補加強材料在橋梁加固后,才與原構件共同工作,用來
16、抵抗荷載作用(恒、活載及其他可變作用)。用來抵抗荷載作用(恒、活載及其他可變作用)。設設計計計計算算原原則則 因此,規(guī)范要求對被動類加固方法的設計計算應按二階因此,規(guī)范要求對被動類加固方法的設計計算應按二階段考慮:段考慮:第一階段:構件加固施工時,應考慮作用在原構件上的第一階段:構件加固施工時,應考慮作用在原構件上的荷載作用(構件自重、施工荷載等),并且由原構件承擔。荷載作用(構件自重、施工荷載等),并且由原構件承擔。第二階段:構件加固全部完成后,應考慮加固后構件自第二階段:構件加固全部完成后,應考慮加固后構件自重、二期恒載、車輛活載、人群及其他可變作用的設計組重、二期恒載、車輛活載、人群及其
17、他可變作用的設計組合值,并且由加固后構件承擔。合值,并且由加固后構件承擔。設設計計計計算算原原則則 (2 2)不同受力階段的截面變形均符合平截面假設;)不同受力階段的截面變形均符合平截面假設; (3 3)在承載能力極限狀態(tài),受彎構件和偏心受力構件)在承載能力極限狀態(tài),受彎構件和偏心受力構件的截面受壓邊緣(一般為原截面邊緣)混凝土應變達到極的截面受壓邊緣(一般為原截面邊緣)混凝土應變達到極限壓應變限壓應變 ,截面受壓區(qū)混凝土應力按簡化矩形,截面受壓區(qū)混凝土應力按簡化矩形應力分布圖計算,應力取原構件實測得到的混凝土抗壓強應力分布圖計算,應力取原構件實測得到的混凝土抗壓強度設計值度設計值 ,受壓區(qū)高
18、度,受壓區(qū)高度 取為按平截面假定取為按平截面假定推得的受壓區(qū)高度。推得的受壓區(qū)高度。0.0033cu1cdf00,xx x設設計計計計算算原原則則 (4 4)在承載力極限狀態(tài)下,后加的鋼筋、鋼板)在承載力極限狀態(tài)下,后加的鋼筋、鋼板或纖維復合材料的應力應由其應變確定;而應變根或纖維復合材料的應力應由其應變確定;而應變根據(jù)橋梁加固構件分階段受力特點,由截面變形條件據(jù)橋梁加固構件分階段受力特點,由截面變形條件確定。確定。 設設計計計計算算原原則則吊架方式新增主拱圈截面混凝土恒載由原拱承擔;支架方式新增主拱圈截面混凝土恒載由加固后的組合截面拱承擔;加固中臨時卸除荷載的恢復及使用荷載由加固后的組合截面
19、拱承擔。 增大主拱混凝土截面或在主拱圈上粘貼鋼板和纖維復合材料加固時應分階段計算受力。 采用混凝土增大主拱圈截面或在主拱圈上粘貼鋼板或纖采用混凝土增大主拱圈截面或在主拱圈上粘貼鋼板或纖維復合材料加固時,根據(jù)平截面假定計算原拱圈和新增維復合材料加固時,根據(jù)平截面假定計算原拱圈和新增部分的應力。部分的應力。 計算參數(shù)計算參數(shù)分階段受力分階段受力吊架吊架/ /支架支架施工施工內(nèi)力(應力)內(nèi)力(應力)重分布重分布 增大主拱截面加固時,新澆混凝土與原混凝土或砌體結(jié)合面的抗剪能力應滿足要求;應計入新增混凝土收縮徐變引起的結(jié)構內(nèi)力(應力)重分布。 unified & unified & fl
20、exible flexible administratiadministrationon平截面假定平截面假定 計算應考慮結(jié)構損傷、材料劣化、新舊材料的結(jié)合性能 及材性差異等因素的影響。材料、幾何等參數(shù)應通過實 測確定。 ckf0.75ackf11.3.8 鋼筋混凝土箱板(肋)拱橋鋼筋混凝土箱板(肋)拱橋2 采用支架方式增大主拱混凝土截面加固時可采用下述采用支架方式增大主拱混凝土截面加固時可采用下述3種方種方 法進行法進行 主拱驗算:主拱驗算: 1)根據(jù)加固后的組合截面,按照現(xiàn)行)根據(jù)加固后的組合截面,按照現(xiàn)行公路圬工橋涵設計規(guī)范公路圬工橋涵設計規(guī)范相關規(guī)定相關規(guī)定 進行混凝土主拱截面強度以及整
21、體進行混凝土主拱截面強度以及整體“強度穩(wěn)定強度穩(wěn)定”驗算。驗算。 2)按照現(xiàn)行)按照現(xiàn)行公路橋涵設計通用規(guī)范公路橋涵設計通用規(guī)范相關規(guī)定,采用作用(荷載)標準相關規(guī)定,采用作用(荷載)標準 值組合,根據(jù)應力疊加計算的新舊混凝土組合截面上下緣不宜出現(xiàn)拉應力,值組合,根據(jù)應力疊加計算的新舊混凝土組合截面上下緣不宜出現(xiàn)拉應力, 壓應力壓應力a 應滿足下式要求:應滿足下式要求:(12.3.8) 混凝土強度標準值,按照混凝土強度標準值,按照公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設 計規(guī)范計規(guī)范(jtg d62-2004)表)表3.1.3取值。取值。3)根據(jù)新舊組合拱圈模型假定
22、計算原拱圈與新增拱圈的軸力、彎矩,并現(xiàn)行)根據(jù)新舊組合拱圈模型假定計算原拱圈與新增拱圈的軸力、彎矩,并現(xiàn)行公路圬工橋涵設計規(guī)范公路圬工橋涵設計規(guī)范相關規(guī)定分別進行原拱圈與新增拱圈截面強度以相關規(guī)定分別進行原拱圈與新增拱圈截面強度以及及整體整體“強度穩(wěn)定強度穩(wěn)定”驗算。驗算。 3 吊架方式增大主拱混凝土截面加固時可按照本規(guī)范第吊架方式增大主拱混凝土截面加固時可按照本規(guī)范第12.3.8條第條第2款第款第1)、)、 2)項進行主拱截面驗算。)項進行主拱截面驗算。 ckfckfckfckf原拱圈截面原拱圈截面新增截面新增截面s2s2s1s1j1j1j2j2s3s3j3j3x3x3+ + +加固前加固前
23、形成強度前形成強度前加固后加固后圖圖11.3.8 -1加固過程中新、老拱圈截面受力圖示加固過程中新、老拱圈截面受力圖示原拱圈截面原拱圈截面新增截面新增截面新增截面新增截面原拱圈截面原拱圈截面n nm mn n1 1m m1 1n n2 2m m2 2= =+ +圖圖11.3.8-2 截面內(nèi)力分配示意圖截面內(nèi)力分配示意圖 增大截面法加固的主要結(jié)構型式有:增大截面法加固的主要結(jié)構型式有:(一)主要加固結(jié)構型式(一)主要加固結(jié)構型式1)受彎構件)受彎構件2)受壓構件(軸壓、偏心受壓)受壓構件(軸壓、偏心受壓)hchcbmbm新增混凝土新增混凝土hchchchc新增混凝土 設計規(guī)范針對上述構件的增大截
24、面加固法制訂了設計規(guī)范針對上述構件的增大截面加固法制訂了條文,主要提出的要求為:條文,主要提出的要求為:(1 1)加固計算的基本公式;)加固計算的基本公式;(2 2)相應的新舊混凝土截面構造要求等。)相應的新舊混凝土截面構造要求等。 1)增大截面法加固混凝土受彎構件分在截面受壓)增大截面法加固混凝土受彎構件分在截面受壓區(qū)和截面受拉區(qū)加固型式。區(qū)和截面受拉區(qū)加固型式。 受彎構件截面受壓區(qū)加固是以增加截面混凝土高度受彎構件截面受壓區(qū)加固是以增加截面混凝土高度為主,但必須按要求配置構造鋼筋;為主,但必須按要求配置構造鋼筋;(二)混凝土受彎構件加固設計計算(二)混凝土受彎構件加固設計計算 受彎構件受拉
25、區(qū)加固是以受彎構件受拉區(qū)加固是以增加補充受拉鋼筋為主,但必增加補充受拉鋼筋為主,但必須增設混凝土厚,達到鋼筋混須增設混凝土厚,達到鋼筋混凝土保護層厚度的要求。凝土保護層厚度的要求。2 2)受彎構件在截面受壓區(qū)加固)受彎構件在截面受壓區(qū)加固 (1 1)根據(jù)橋梁特點,加固時受彎構件下不設專門)根據(jù)橋梁特點,加固時受彎構件下不設專門支撐,而是以原梁板為支撐。支撐,而是以原梁板為支撐。(二)混凝土受彎構件加固設計計算(二)混凝土受彎構件加固設計計算新增混凝土q2q2+q1+ghch1h2有支撐時拆除支撐后q2h1q2+q1gh2無支撐(二)混凝土受彎構件加固設計計算(二)混凝土受彎構件加固設計計算設專
26、門支撐時,按加固后整體截面一次受力計算,設專門支撐時,按加固后整體截面一次受力計算,不設專門支撐時,應按受力分階段進行受力計算。不設專門支撐時,應按受力分階段進行受力計算。(二)混凝土受彎構件加固設計計算(二)混凝土受彎構件加固設計計算 (2 2)規(guī)范要求按)規(guī)范要求按jtg d62-2004jtg d62-2004規(guī)范第規(guī)范第8.18.1條組合式受條組合式受彎構件要求進行設計計算。計算是按二階段受力計算。彎構件要求進行設計計算。計算是按二階段受力計算。v對加固前原梁和加固后組合式受彎構件分別進行正截對加固前原梁和加固后組合式受彎構件分別進行正截面承載力、斜截面承載力計算;面承載力、斜截面承載
27、力計算;v結(jié)合面抗剪計算;結(jié)合面抗剪計算;v使用階段計算。使用階段計算。(二)混凝土受彎構件加固設計計算(二)混凝土受彎構件加固設計計算 3 3)受彎構件在截面受拉區(qū)加固)受彎構件在截面受拉區(qū)加固(1 1)計算圖式與基本公式)計算圖式與基本公式(二)混凝土受彎構件加固設計計算(二)混凝土受彎構件加固設計計算as1fcd1fsd1as1 s2as2fsd1as1x增加混凝土截面部分as2as1ash0as1b2h2asmd0h01xh1h02受彎構件的抗彎承載力計算受彎構件的抗彎承載力計算(二)混凝土受彎構件加固設計計算(二)混凝土受彎構件加固設計計算正截面受彎承載力應按下列公式計算正截面受彎承
28、載力應按下列公式計算0101101()()2dcdsdssxmfbx hfaha(5.2.4-15.2.4-1)混凝土受壓區(qū)高度應按下式確定混凝土受壓區(qū)高度應按下式確定(5.2.4-25.2.4-2)混凝土受壓區(qū)高度尚應符合下列條件混凝土受壓區(qū)高度尚應符合下列條件(5.2.4-45.2.4-4)(5.2.4-35.2.4-3)2211111cdsdssssdsf bxf af aa1012sbaxh(二)混凝土受彎構件加固設計計算(二)混凝土受彎構件加固設計計算2222ssssdef(2 2)新增縱向普通鋼筋拉應變)新增縱向普通鋼筋拉應變2s截面應變圖截面應變圖(二)混凝土受彎構件加固設計計算
29、(二)混凝土受彎構件加固設計計算02102121cucshxhxxx(5.2.6-15.2.6-1) (二)混凝土受彎構件加固設計計算(二)混凝土受彎構件加固設計計算111dcccrmxe i(5.2.6-25.2.6-2)xc11dm s1s1a1sa14 4)斜截面抗剪承載力計算)斜截面抗剪承載力計算-3013 20,0.43 10(20.6 )dcscu ksvsvvb hpff -230.75 10svddbsbf av(5.2.85.2.8) (二)混凝土受彎構件加固設計計算(二)混凝土受彎構件加固設計計算(1 1)計算圖式與基本公式)計算圖式與基本公式ash2b2as1h0asas
30、1as2xs2as2fashchcas2s1as1as2as1as2as1as2xndese0es增加混凝土截面部分增加混凝土截面部分cd1f sd2as1f sd1兩側(cè)加厚矩形截面偏心受壓構件正截面抗壓承載力計算圖式兩側(cè)加厚矩形截面偏心受壓構件正截面抗壓承載力計算圖式(三)鋼筋混凝土偏心受壓正截面抗壓承載力(三)鋼筋混凝土偏心受壓正截面抗壓承載力01 221112221sdcdsdssdssssnfb xfafaaa(5.3.3-15.3.3-1) 01 2022021101()()()2dscdsdsssdssxn efb x hfahafaha(5.3.3-25.3.3-2) 10111
31、22122()()()2sssscdsssdssdssxfbx ehefafaeaa(5.3.3-35.3.3-3) 202ssheea(5.3.3-45.3.3-4) 202ssheea(5.3.3-55.3.3-5) (三)鋼筋混凝土偏心受壓正截面抗壓承載力(三)鋼筋混凝土偏心受壓正截面抗壓承載力(2 2)原截面鋼筋應力按)原截面鋼筋應力按jtg d62-2004jtg d62-2004取用。取用。(三)鋼筋混凝土偏心受壓正截面抗壓承載力(三)鋼筋混凝土偏心受壓正截面抗壓承載力(3 3)新增鋼筋的應力)新增鋼筋的應力 截面受拉邊或受壓較小邊截面受拉邊或受壓較小邊22222sdssssdfe
32、f0222()scuschxxh(5.3.5-15.3.5-1) (5.3.5-25.3.5-2) (三)鋼筋混凝土偏心受壓正截面抗壓承載力(三)鋼筋混凝土偏心受壓正截面抗壓承載力2s應變應變 的計算:的計算: 第一階段受力時原矩形截面偏心受壓構件截面受第一階段受力時原矩形截面偏心受壓構件截面受壓較大邊緣混凝土壓應變壓較大邊緣混凝土壓應變 和相應于新增縱向普通和相應于新增縱向普通鋼筋鋼筋 位置處的應變位置處的應變 按下列公式計算:按下列公式計算:2sa1c2sv原構件為軸心受壓構件時原構件為軸心受壓構件時111 111dcessscnbhaae(5.3.6-15.3.6-1) 21sc(5.3
33、.6-25.3.6-2) v原構件為大偏心受壓構件時原構件為大偏心受壓構件時102211cscxhhx(5.3.6-35.3.6-3) v當原構件為小偏心受壓構件時當原構件為小偏心受壓構件時02211101()csccschhhh(5.3.6-45.3.6-4) 運用式(運用式(5.3.6-15.3.6-1) 式(式(5.3.6-45.3.6-4)計算時,應變應計)計算時,應變應計入應變符號,拉應變?yōu)檎?,壓應變?yōu)樨撎?。入應變符號,拉應變?yōu)檎?,壓應變?yōu)樨撎枴F木嘣龃笙禂?shù)偏心距增大系數(shù)112101110deccknle i(c.1-1c.1-1)式中 系數(shù),一般可取1.8; 剛度修正系數(shù),按
34、附表c.1-1查得; 混凝土全截面對其重心軸的慣性矩,對矩形截面, 構件在其彎矩作用平面內(nèi)的計算長度, 分別為構件截面寬度和高度。kke31 1112cibhci0l1b1h 表表c.1-1 系數(shù)系數(shù)e值值e/h10.050.100.150.200.250.300.35e0.5600.4930.4450.4100.3820.3600.342e/h10.400.500.600.700.800.901.0e0.3270.3030.2850.2710.2600.2510.25注:注:為軸向力作用點至構件截面重心的為軸向力作用點至構件截面重心的距離,即初始偏心值。距離,即初始偏心值。b1as1as1c
35、1?換算截面重心軸截面幾何軸ooyyas1as1h12h12h1as1as1nd1e0e?s1as11原構件截面受壓較大邊緣混凝土應力原構件截面受壓較大邊緣混凝土應力: 11 01100ddcnn eyai 11/ccce1011100()ddssesnn eyaai11/ssse2. 截面受壓較小邊鋼筋的應力與應變:截面受壓較小邊鋼筋的應力與應變:bas1as1c1?開裂截面中性軸截面幾何軸ooas1as1as1as1nd1ex1h01x1en換算截面重心軸yye0yy?s1as1h12h12h11原構件截面受壓較大邊緣混凝土的應力原構件截面受壓較大邊緣混凝土的應力與應變:與應變:11 01
36、101ddccrnn e yai 11/ccce2原構件截面受拉邊縱向鋼筋原構件截面受拉邊縱向鋼筋 重心處應變重心處應變 : 1sa1s11ssse110111()cseshxx3矩形截面受壓區(qū)高度矩形截面受壓區(qū)高度 : 1x321110axbxcxd1ab13nbbe11116()esssssca ga g1 0111116()essssssda h ga a g 在受壓區(qū)增設現(xiàn)澆混凝土加厚層的梁,當符合本規(guī)范第在受壓區(qū)增設現(xiàn)澆混凝土加厚層的梁,當符合本規(guī)范第5.5.15.5.1條、第條、第5.5.35.5.3條和第條和第5.5.55.5.5條構造要求時,原構件與新條構造要求時,原構件與新增
37、混凝土現(xiàn)澆層之間增混凝土現(xiàn)澆層之間結(jié)合面的抗剪承載力結(jié)合面的抗剪承載力按下式計算:按下式計算: 0000.120.85svdcdsvvavf bhfhs(5.4.15.4.1) 在受壓區(qū)增設現(xiàn)澆混凝土加厚層的板,當在新老混凝土在受壓區(qū)增設現(xiàn)澆混凝土加厚層的板,當在新老混凝土的結(jié)合面上不配置抗剪鋼筋且符合本規(guī)范第的結(jié)合面上不配置抗剪鋼筋且符合本規(guī)范第5.5.55.5.5條的構造條的構造時,其時,其結(jié)合面抗剪承載力結(jié)合面抗剪承載力應符合下列要求應符合下列要求: :000.45()dvmpabh(5.4.2-15.4.2-1) (四)新老混凝土結(jié)合計算(四)新老混凝土結(jié)合計算 當結(jié)合面符合本規(guī)范第當
38、結(jié)合面符合本規(guī)范第5.5.3條的構造要求,且同一豎向截條的構造要求,且同一豎向截面配置不少于面配置不少于 (以(以 計)的豎向結(jié)合鋼筋時,新計)的豎向結(jié)合鋼筋時,新老混凝土結(jié)合面抗剪承載力應符合下列要求:老混凝土結(jié)合面抗剪承載力應符合下列要求:0.3/vsdbsf2mm002()dvmpabh(5.4.2-25.4.2-2) 在受拉區(qū)采用增大截面加固的受彎梁,原構件與新增混在受拉區(qū)采用增大截面加固的受彎梁,原構件與新增混凝土現(xiàn)澆層之間結(jié)合面的抗剪承載力可按式(凝土現(xiàn)澆層之間結(jié)合面的抗剪承載力可按式(5.4.1)計算。)計算。(四)新老混凝土結(jié)合計算(四)新老混凝土結(jié)合計算(1 1)新澆混凝土要
39、求)新澆混凝土要求 強度級別強度級別 最小厚度最小厚度(2 2)新增鋼筋及布置)新增鋼筋及布置(3 3)界面處理及植筋)界面處理及植筋 (五)構造要求(五)構造要求通過對構件采用結(jié)構膠結(jié)劑粘貼鋼板以提高構件承載通過對構件采用結(jié)構膠結(jié)劑粘貼鋼板以提高構件承載力的方法。力的方法。從作用原理看從作用原理看, ,屬于被動屬于被動加固方法加固方法,因此,根據(jù)橋梁,因此,根據(jù)橋梁帶載加固的分階段受力,規(guī)范提供了受彎構件、偏心受帶載加固的分階段受力,規(guī)范提供了受彎構件、偏心受壓構件、偏心受拉構件加固計算公式,其計算原理與增壓構件、偏心受拉構件加固計算公式,其計算原理與增大截面法相近。大截面法相近。 (一)粘
40、貼鋼板加固法設計計算(一)粘貼鋼板加固法設計計算 1)采用直接涂膠粘貼的鋼板厚度不應大于)采用直接涂膠粘貼的鋼板厚度不應大于5mm;鋼;鋼板厚度大于板厚度大于5mm時,應采用壓力注膠粘結(jié)。時,應采用壓力注膠粘結(jié)。 排氣管墊塊安裝錨固螺栓(10-13)注入口鋼板粘結(jié)劑排氣管封閉環(huán)氧樹脂(二)構造技術要求(二)構造技術要求排氣管墊塊安裝錨固螺栓(10-13)注入口鋼板粘結(jié)劑排氣管封閉環(huán)氧樹脂螺栓環(huán)氧樹脂螺母角鋼方木鋼板(二)構造技術要求(二)構造技術要求 2 2)對鋼筋混凝土受彎構件進行正截面加固時,鋼板)對鋼筋混凝土受彎構件進行正截面加固時,鋼板宜采用條帶粘貼,宜采用條帶粘貼,鋼板的寬厚比不應大
41、于鋼板的寬厚比不應大于5050。(二)構造技術要求(二)構造技術要求 3 3)當粘貼的鋼板延伸至支座邊緣仍不滿足本規(guī)范第)當粘貼的鋼板延伸至支座邊緣仍不滿足本規(guī)范第6.2.56.2.5條延伸條延伸長度的要求時,應采取下列錨固措施:長度的要求時,應采取下列錨固措施: 對梁,應在延伸長度范圍內(nèi)均勻設置對梁,應在延伸長度范圍內(nèi)均勻設置u u形箍,且應在延伸長度形箍,且應在延伸長度的端部設置一道加強箍。的端部設置一道加強箍。 對板,應在延伸長度范圍內(nèi)通長設置垂直于受力鋼板方向的對板,應在延伸長度范圍內(nèi)通長設置垂直于受力鋼板方向的壓條。壓條應在延伸長度范圍內(nèi)均勻布置,且應在延伸長度的端部設置壓條。壓條應
42、在延伸長度范圍內(nèi)均勻布置,且應在延伸長度的端部設置一道。一道。(二)構造技術要求(二)構造技術要求根據(jù)我國橋梁加固工程實踐與工程研究資料,規(guī)范強調(diào)根據(jù)我國橋梁加固工程實踐與工程研究資料,規(guī)范強調(diào)了這種加固方法使用于橋梁的受壓構件加固,也用于梁、了這種加固方法使用于橋梁的受壓構件加固,也用于梁、板加固。因而在設計計算方法上有不同處理。板加固。因而在設計計算方法上有不同處理。 (一)加固設計計算(一)加固設計計算1 1)對受壓構件,全長無間隔環(huán)向連續(xù)粘貼纖維復合)對受壓構件,全長無間隔環(huán)向連續(xù)粘貼纖維復合材料提出了正截面承載力計算方法及延性加固計算方法。材料提出了正截面承載力計算方法及延性加固計算
43、方法。2 2)對受彎構件,仍認為是屬于橋梁帶載加固的被動)對受彎構件,仍認為是屬于橋梁帶載加固的被動加固方法。因此,與粘貼鋼板法類似給出了考慮分階段加固方法。因此,與粘貼鋼板法類似給出了考慮分階段受力的加固計算方法。受力的加固計算方法。(一)加固設計計算(一)加固設計計算 1 1) 一般規(guī)定一般規(guī)定 (1 1)宜粘貼成條帶狀,非圍束時板材不宜超過)宜粘貼成條帶狀,非圍束時板材不宜超過2 2層,布材不宜超過層,布材不宜超過3 3層。層。 (2 2)對鋼筋混凝土柱,條帶應粘貼成環(huán)形箍,且纖維方向應與柱的)對鋼筋混凝土柱,條帶應粘貼成環(huán)形箍,且纖維方向應與柱的縱軸線垂直。縱軸線垂直。 加固大偏心受壓
44、構件,可將纖維復合材料粘貼于構件受拉區(qū)邊緣混加固大偏心受壓構件,可將纖維復合材料粘貼于構件受拉區(qū)邊緣混凝土表面凝土表面, ,纖維方向應與柱的縱軸線方向一致。纖維方向應與柱的縱軸線方向一致。 (二)構造技術要求(二)構造技術要求 加固受拉構件,纖維方向應與構件加固受拉構件,纖維方向應與構件受拉方向一致。受拉方向一致。 采用封閉式粘貼或采用封閉式粘貼或u u型粘貼對梁、型粘貼對梁、柱構件進行斜截面加固,纖維方向宜與柱構件進行斜截面加固,纖維方向宜與構件軸線垂直或與其主拉應力方向平行。構件軸線垂直或與其主拉應力方向平行。 2 2) 梁、板加固梁、板加固 對梁、板抗彎加固,可在纖維復合材料兩端設置對梁
45、、板抗彎加固,可在纖維復合材料兩端設置u u型箍或型箍或橫向壓條。橫向壓條。 其切斷位置距其充分利用截面的距離不應小于按其切斷位置距其充分利用截面的距離不應小于按下式計算得出的粘結(jié)長度下式計算得出的粘結(jié)長度dl纖維復合材料的粘貼延伸長度纖維復合材料的粘貼延伸長度 200fffdffealb(二)構造技術要求(二)構造技術要求加固要求的彎矩增量原鋼筋承擔的彎矩(最小錨固長度)200mm梁纖維復合材 當纖維復合材料延伸至支座邊緣仍不滿足粘結(jié)長度當纖維復合材料延伸至支座邊緣仍不滿足粘結(jié)長度 的規(guī)定的規(guī)定時,應采取以下錨固措施:時,應采取以下錨固措施:dl(二)構造技術要求(二)構造技術要求體外預應力
46、加固法是通過增設體外預應力束對體外預應力加固法是通過增設體外預應力束對原混凝土構件施加體外預應力,改善結(jié)構的使用原混凝土構件施加體外預應力,改善結(jié)構的使用性能和提高承載力。性能和提高承載力。 (一)主要加固構造型式(一)主要加固構造型式連續(xù)梁的體外預應力加固連續(xù)梁的體外預應力加固橫隔板體外索轉(zhuǎn)向塊體外索(一)主要加固構造型式(一)主要加固構造型式體外預應力筋轉(zhuǎn)向塊ll(1-)l/2(1-)l/2簡支梁的體外預應力加固簡支梁的體外預應力加固 在鋼筋混凝土和預應力混凝土梁使用較多,規(guī)范針對體在鋼筋混凝土和預應力混凝土梁使用較多,規(guī)范針對體外預應力加固梁提出設計計算方法和技術要求。外預應力加固梁提出
47、設計計算方法和技術要求。(一)主要加固構造型式(一)主要加固構造型式 增設的預應力鋼束與梁體混凝土之間實質(zhì)是無粘的,增設的預應力鋼束與梁體混凝土之間實質(zhì)是無粘的,同一截面內(nèi)的體外預應力鋼束與混凝土之間不存在簡單的同一截面內(nèi)的體外預應力鋼束與混凝土之間不存在簡單的變形協(xié)調(diào)關系。變形協(xié)調(diào)關系。 一般情況下加固梁達到承載力極限狀態(tài)時,體外預應一般情況下加固梁達到承載力極限狀態(tài)時,體外預應力筋的應力達不到其強度設計值。力筋的應力達不到其強度設計值。(二)加固體系結(jié)構特點(二)加固體系結(jié)構特點(三)體外預應力加固梁的設計計算(三)體外預應力加固梁的設計計算1 1)轉(zhuǎn)向裝置采用鋼部件、現(xiàn)澆混凝土塊體或附加鋼)轉(zhuǎn)向裝置采用鋼部件、現(xiàn)澆混凝土塊體或附加鋼錨箱結(jié)構。錨箱結(jié)構。規(guī)范根據(jù)設計要求并總結(jié)國內(nèi)外相關試驗研究資料,規(guī)范根據(jù)設計要求并總結(jié)國內(nèi)外相關試驗研究資料,對轉(zhuǎn)向裝置的局部計算提供了相應計算公式。對轉(zhuǎn)向裝置的局部計算提供了相應計算公式。(三)體外預應力加固梁的設計計算(三)體外預應力加固梁的設計計算 2 2)梁抗彎承載力計算中,體外預應力束極限應力)梁抗彎承載力計算中,體外預應力束極限應力 (1 1)體外預應力束的水平極限應力)體外預應力束的水平極限應力 (2 2)體外預應力束的斜向束極限應力)體外預應力束的斜向束極限應力 采用有水平移動的滑塊或有轉(zhuǎn)向塊時,采用有水平移動的滑塊或有轉(zhuǎn)
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