橋梁結(jié)構(gòu)病害分析與改造加固設(shè)計 (2)ppt課件

1、橋梁構(gòu)造病害分析與改造加固設(shè)計哈爾濱工業(yè)大學(xué)張樹仁 教授橋梁結(jié)構(gòu)病害分析與改造加固設(shè)計橋梁結(jié)構(gòu)病害分析與改造加固設(shè)計 我國橋梁改造加固義務(wù)繁重，據(jù)交通部統(tǒng)計至2019年底，全國公路網(wǎng)中尚有危橋10443座，378439延米。要實現(xiàn)交通部規(guī)劃的2019年底根本消滅國、省干線公路危橋的目的，所需資金約為90億元。中國橋梁改造加固市場的宏大潛力，吸引了國內(nèi)外眾多有遠見卓識的工程技術(shù)人員和企業(yè)家把留意力轉(zhuǎn)移到這方面來，國外的先進加固技術(shù)大量涌進中國加固市場，各種加固公司像雨后春筍相應(yīng)而生，勝利地創(chuàng)建了一批橋梁改造加固的優(yōu)秀范例，推進了我國橋梁改造任務(wù)的開展。 提高橋梁改造加固設(shè)計質(zhì)量，是確保加固工程質(zhì)

2、量的前提和根底。橋梁改造加固設(shè)計是比新建橋梁設(shè)計復(fù)雜得多的系統(tǒng)工程。我國目前的情況是“有實力的大設(shè)計院無暇顧及，不情愿干，技術(shù)力量較差的小型設(shè)計單位又干不了，橋梁改造加固設(shè)計根本上由科研單位、高等院校和。橋梁結(jié)構(gòu)病害分析與改造加固設(shè)計橋梁結(jié)構(gòu)病害分析與改造加固設(shè)計 各類專業(yè)公司來承當(dāng)。各類專業(yè)公司的技術(shù)程度差別較大，值得慶幸的是，近幾年來我國確已出現(xiàn)一批技術(shù)才干較高的專業(yè)化加固公司，完成一批橋梁加固工程的優(yōu)秀范例，他們代表了中國橋梁改造加固的主導(dǎo)方向。但是，有些專業(yè)公司以銷售加固資料為主，業(yè)務(wù)單一，對橋梁加固設(shè)計不熟習(xí)。橋梁改造加固設(shè)計審核制度不規(guī)范，沒有明確的加固設(shè)計資質(zhì)要求，橋梁加固設(shè)計市

3、場管理混亂。整頓和規(guī)范橋梁加固市場，提高橋梁改造加固設(shè)計質(zhì)量是提高橋梁改造加固工程質(zhì)量的重要措施之一。 從技術(shù)角度分析，目前我國橋梁改造加固設(shè)計存在的主要問題是： 1基層養(yǎng)護管理和設(shè)計部門，橋梁病害診斷技術(shù)力量薄弱，橋梁檢測手段落后。橋梁病害診斷是進展橋梁加固設(shè)計的前提和根底，只需診斷清楚，才干對癥下藥。橋梁檢測是橋梁病害診斷與分析的重要手段，檢測應(yīng)重在橋梁結(jié)構(gòu)病害分析與改造加固設(shè)計橋梁結(jié)構(gòu)病害分析與改造加固設(shè)計 分析，并應(yīng)與橋梁加固設(shè)計相結(jié)合。 2思索構(gòu)造損傷影響的承載力評價方法還不夠完善。 3橋梁改造加固總體設(shè)計方案的設(shè)計思緒不夠開闊，運用技術(shù)單一，設(shè)計深度不夠。 4個別橋梁加固設(shè)計生搬硬

4、套國外或國內(nèi)其他行業(yè)的設(shè)計方法，忽略了橋梁帶載加固分階段受力的特點。有些加固設(shè)計只做宏觀的定性分析，短少科學(xué)地定量分析計算，設(shè)計帶有很大的隨意性。 針對我國目前橋梁改造加固加固市場的混亂局面，加強橋梁養(yǎng)護、管理及設(shè)計與施工技術(shù)隊伍建立是整頓橋梁加固市場的重要內(nèi)容之一。特別是在全國基層的橋梁養(yǎng)護、管理及設(shè)計與施工人員中，普及橋梁病害診斷與加固設(shè)計知識是非常必要的。橋梁結(jié)構(gòu)病害分析與改造加固設(shè)計橋梁結(jié)構(gòu)病害分析與改造加固設(shè)計 第一章 橋梁病害診斷 第二章 混凝土構(gòu)造承載才干及耐久性評價 第三章 橋梁改造加固方案設(shè)計 第四章 橋梁加固薄弱受彎構(gòu)件設(shè)計計算講授提綱橋梁結(jié)構(gòu)病害分析與改造加固設(shè)計橋梁結(jié)構(gòu)

5、病害分析與改造加固設(shè)計 第一章 橋梁病害診斷1-1 環(huán)境要素引起的混凝土構(gòu)造損傷或破壞1-2 混凝土構(gòu)造的裂痕分析根本內(nèi)容橋梁結(jié)構(gòu)病害分析與改造加固設(shè)計橋梁結(jié)構(gòu)病害分析與改造加固設(shè)計 混凝土構(gòu)造的病害表現(xiàn)方式多種多樣，引起病害的緣由錯綜復(fù)雜，從引起病害的緣由來分析，可以將其劃分為兩大類： 第一類為由環(huán)境作用引起的混凝土構(gòu)造損傷與破壞。由于混凝土的缺陷例如裂隙、孔道、汽泡、孔穴等，環(huán)境中的水及侵蝕性介質(zhì)就能夠滲入混凝土內(nèi)部，與混凝土中某些成份發(fā)生化學(xué)、物理反響，引起混凝土損傷，影響構(gòu)造的受力性能和耐久性。 第二類為由荷載作用或設(shè)計、施工不當(dāng)呵斥的混凝土構(gòu)造損傷。例如，由于超載作用引起的裂痕，動力

6、沖擊作用引起疲勞破壞。構(gòu)造措施和施工方法不當(dāng)引起構(gòu)造裂痕等。 第一章 橋梁病害診斷橋梁結(jié)構(gòu)病害分析與改造加固設(shè)計橋梁結(jié)構(gòu)病害分析與改造加固設(shè)計1-1 環(huán)境要素引起的混凝土構(gòu)造損傷或破壞1 混凝土的碳化混凝土的碳化 混凝土的碳化是指混凝土中氫氧化鈣與浸透進混凝混凝土的碳化是指混凝土中氫氧化鈣與浸透進混凝土中的二氧化碳或其它酸性氣體發(fā)生化學(xué)反響的過程。土中的二氧化碳或其它酸性氣體發(fā)生化學(xué)反響的過程。普通情況下混凝土呈堿性，在鋼筋外表構(gòu)成堿性薄膜，普通情況下混凝土呈堿性，在鋼筋外表構(gòu)成堿性薄膜，維護鋼筋免遭酸性介質(zhì)的侵蝕，起到了維護鋼筋免遭酸性介質(zhì)的侵蝕，起到了“鈍化維護鈍化維護作用。碳化的本質(zhì)是混

7、凝土的中性化，使混凝土的堿作用。碳化的本質(zhì)是混凝土的中性化，使混凝土的堿性降低，鈍化膜破壞，在水分和其它有害介質(zhì)侵入的性降低，鈍化膜破壞，在水分和其它有害介質(zhì)侵入的情況下，鋼筋就會發(fā)生銹蝕。情況下，鋼筋就會發(fā)生銹蝕。2 氯離子的侵蝕氯離子的侵蝕 氯離子對混凝土的侵蝕是氯離子從外界環(huán)境侵入已氯離子對混凝土的侵蝕是氯離子從外界環(huán)境侵入已硬化的混凝土呵斥的。海水是氯離子的主要來源，北硬化的混凝土呵斥的。海水是氯離子的主要來源，北方冰冷地域冬季道路方冰冷地域冬季道路 、橋面撒鹽化雪除冰都有能夠、橋面撒鹽化雪除冰都有能夠使氯離子滲入混凝土中。氯離子對混凝土的侵蝕屬于使氯離子滲入混凝土中。氯離子對混凝土的

8、侵蝕屬于化學(xué)侵蝕，對構(gòu)造的危害是多方面的，但最終表現(xiàn)為化學(xué)侵蝕，對構(gòu)造的危害是多方面的，但最終表現(xiàn)為鋼筋的銹蝕。鋼筋的銹蝕。第一章 橋梁病害診斷橋梁結(jié)構(gòu)病害分析與改造加固設(shè)計橋梁結(jié)構(gòu)病害分析與改造加固設(shè)計1-1 環(huán)境要素引起的混凝土構(gòu)造損傷或破壞3 堿堿骨料反響骨料反響 堿堿骨料反響普通指水泥中的堿和骨料中的活性硅骨料反響普通指水泥中的堿和骨料中的活性硅發(fā)生反響，生成堿發(fā)生反響，生成堿硅酸鹽凝膠，并吸水產(chǎn)生膨脹壓硅酸鹽凝膠，并吸水產(chǎn)生膨脹壓力，呵斥混凝土開裂。力，呵斥混凝土開裂。 堿堿骨料反響引起的混凝土構(gòu)造破壞程度，比其他骨料反響引起的混凝土構(gòu)造破壞程度，比其他耐久性破壞開展更快，后果更為嚴(yán)

9、重。堿耐久性破壞開展更快，后果更為嚴(yán)重。堿骨料反響骨料反響一旦發(fā)生，很難加以控制，普通不到兩年就會使構(gòu)造一旦發(fā)生，很難加以控制，普通不到兩年就會使構(gòu)造出現(xiàn)明顯開裂，所以有時也稱堿骨料反響是混凝土構(gòu)出現(xiàn)明顯開裂，所以有時也稱堿骨料反響是混凝土構(gòu)造的造的“癌癥。癌癥。 堿堿骨料反響破壞的最重要特征之一是混凝土外表骨料反響破壞的最重要特征之一是混凝土外表開裂，裂痕的形狀與構(gòu)造中鋼筋構(gòu)成的限制和約束形開裂，裂痕的形狀與構(gòu)造中鋼筋構(gòu)成的限制和約束形狀有關(guān)：鋼筋限制、約束力強的混凝土構(gòu)成順筋裂痕；狀有關(guān)：鋼筋限制、約束力強的混凝土構(gòu)成順筋裂痕；鋼筋限制約束作用弱的混凝土構(gòu)成網(wǎng)狀或地圖狀裂痕，鋼筋限制約束作

10、用弱的混凝土構(gòu)成網(wǎng)狀或地圖狀裂痕，在裂痕處有白色凝膠物滲出。堿在裂痕處有白色凝膠物滲出。堿骨料反響裂痕與其骨料反響裂痕與其他緣由裂痕的主要區(qū)別是：他緣由裂痕的主要區(qū)別是：第一章 橋梁病害診斷橋梁結(jié)構(gòu)病害分析與改造加固設(shè)計橋梁結(jié)構(gòu)病害分析與改造加固設(shè)計1-1 環(huán)境要素引起的混凝土構(gòu)造損傷或破壞堿骨料反響引起混凝土部分膨脹，裂痕的兩個邊緣出現(xiàn)不平形狀錯臺；是堿骨料反響裂痕的特有景象；堿骨料反響與環(huán)境濕度有關(guān)，在同一工程中潮濕部位出現(xiàn)裂痕，而枯燥部位卻安然無恙，是堿骨料反響裂痕區(qū)別與其他緣由裂痕的外觀特征差別之一。從裂痕出現(xiàn)的時間來判別，堿骨料反響裂痕出現(xiàn)的時間較晚，多在施工后510年內(nèi)出現(xiàn)，而混凝

11、土收縮裂痕出現(xiàn)的時間較早，普通在施工后假設(shè)干天內(nèi)出現(xiàn)。4 凍融循環(huán)破壞 滲入混凝土中的水在低溫下結(jié)冰膨脹，從內(nèi)部破壞混凝土的微觀構(gòu)造。經(jīng)多次凍融循環(huán)后，損傷積累將使混凝土剝落酥裂，強度降低。凍融循環(huán)破壞的混凝土第一章 橋梁病害診斷橋梁結(jié)構(gòu)病害分析與改造加固設(shè)計橋梁結(jié)構(gòu)病害分析與改造加固設(shè)計1-1 環(huán)境要素引起的混凝土構(gòu)造損傷或破壞 剝落，開場時在混凝土外表出現(xiàn)粒徑為2-3mm的小片剝落，隨著運用年限的添加，剝落量及剝落塊直徑增大，剝落由表及里，開展速度很快。一經(jīng)發(fā)現(xiàn)凍融引起的混凝土剝落，必需親密留意剝落的開展情況，及時采取修補措施。 北方地域采用撒鹽除冰，由于鹽類與凍融循環(huán)的共同作用引起的鹽凍

12、破壞是凍融循環(huán)破壞的一種特殊方式。鹽凍破壞是靜水壓及鹽溶液的浸透壓和結(jié)晶壓共同作用的結(jié)果，因此，鹽凍破壞要比單純的凍融破壞嚴(yán)酷得多。 鹽凍破壞區(qū)別于其他破壞方式的主要特征是： 外表分層剝落，骨料暴露，但剝落層下面的混凝土完好； 破壞速度快，對未采用防鹽凍措施而使除冰鹽者，第一章 橋梁病害診斷橋梁結(jié)構(gòu)病害分析與改造加固設(shè)計橋梁結(jié)構(gòu)病害分析與改造加固設(shè)計1-1 環(huán)境要素引起的混凝土構(gòu)造損傷或破壞 少那么一冬，多那么幾冬，即可產(chǎn)生嚴(yán)重鹽凍破壞； 在沒有干擾的剝蝕外表或裂痕中可見到白色鹽結(jié)晶體；5 鋼筋銹蝕 混凝土中鋼筋腐蝕的首要條件是鈍化膜壞，混凝土的碳化及氯離子侵蝕都會呵斥覆蓋鋼筋外表的堿性鈍化膜

13、的破壞，加之有水分和氧的侵入，就能夠引起鋼筋的腐蝕。鋼筋腐蝕伴有體積膨脹，使混凝土出現(xiàn)沿鋼筋的縱向裂痕，呵斥鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)力破壞，鋼筋截面面積減少，使構(gòu)造構(gòu)件的承載力降低，變形和裂痕增大等一系列不良后果，并隨著時間的推移，腐蝕會逐漸惡化，最終能夠?qū)е聵?gòu)造的完全破壞。第一章 橋梁病害診斷橋梁結(jié)構(gòu)病害分析與改造加固設(shè)計橋梁結(jié)構(gòu)病害分析與改造加固設(shè)計1-1 環(huán)境要素引起的混凝土構(gòu)造損傷或破壞 值得留意的是，上述一切侵蝕混凝土和鋼筋的作用都需求有水作介質(zhì)。另一方面，幾乎一切的侵蝕作用對混凝土構(gòu)造的破壞都與侵蝕作用引起的混凝土膨脹，最終導(dǎo)致混凝土的開裂有關(guān)。而且當(dāng)混凝土構(gòu)造開裂后，腐蝕速度將大大

14、加快。構(gòu)成導(dǎo)致混凝土構(gòu)造的耐久性進一步退化的惡化循環(huán)。因此，對新建構(gòu)造而言，提高混凝土構(gòu)造耐久性的根本途徑是加強混凝土的密實度，防止和控制混凝土開裂，阻止水分的侵入；加大混凝土維護層的厚度，防止由于混凝土維護層碳化引起鋼筋鈍化膜的破壞。對于在役構(gòu)造而言，提高混凝土構(gòu)造耐久性的根本思緒是在去除病害根源的根底上，封堵裂痕，修補破損混凝土；增設(shè)防水層，防止水分的侵入。第一章 橋梁病害診斷橋梁結(jié)構(gòu)病害分析與改造加固設(shè)計橋梁結(jié)構(gòu)病害分析與改造加固設(shè)計1-2混凝土構(gòu)造的裂痕分析 實際闡明，混凝土構(gòu)造的任何損傷與破壞，普通都是首先在混凝土中出現(xiàn)裂痕，裂痕是反映混凝土構(gòu)造病害的晴雨表。所以，對混凝土構(gòu)造的損傷

15、檢測，首先應(yīng)從對構(gòu)造的裂痕調(diào)查、檢測與分析入手。 混凝土構(gòu)造的裂痕是由資料內(nèi)部的初始缺陷、微裂痕的擴展而引起的。引起裂痕的緣由很多，但可歸納為兩大類： 第一類：由外荷載引起的裂痕，稱為構(gòu)造性裂痕又稱為受力裂痕，其裂痕的分布及寬度與外荷載有關(guān)。這種裂痕的出現(xiàn)，預(yù)示構(gòu)造承載力能夠缺乏或存在其他嚴(yán)重問題。第一章 橋梁病害診斷橋梁結(jié)構(gòu)病害分析與改造加固設(shè)計橋梁結(jié)構(gòu)病害分析與改造加固設(shè)計1-2混凝土構(gòu)造的裂痕分析 第二類：由變形引起的裂痕，稱為非構(gòu)造性裂痕，如溫度變化、混凝土收縮等要素引起的構(gòu)造變形遭到限制時，在構(gòu)造內(nèi)部就會產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)此應(yīng)力到達混凝土抗拉強度極限值時，即會引起混凝土裂痕，裂痕一旦出現(xiàn)

16、，變形得到釋放，拉應(yīng)力也就消逝了。 兩類裂痕有明顯的區(qū)別，危害效果也不一樣，有時兩類裂痕融在一同。調(diào)查資料闡明，在兩類裂痕中以變形引起的裂痕占主導(dǎo)的約占80%；以荷載引起的裂痕占主導(dǎo)的約占20%。對裂痕緣由的分析是裂痕危害性評定，裂痕修補和加固的根據(jù)，假設(shè)對裂痕不經(jīng)分析研討就盲目進展處置，不僅達不到預(yù)期的效果，還能夠潛藏著突發(fā)性事故的危險。第一章 橋梁病害診斷橋梁結(jié)構(gòu)病害分析與改造加固設(shè)計橋梁結(jié)構(gòu)病害分析與改造加固設(shè)計1-2混凝土構(gòu)造的裂痕分析1 1構(gòu)造性裂痕受力裂痕構(gòu)造性裂痕受力裂痕 眾所周知，混凝土的抗拉強度很低，抗拉極限應(yīng)眾所周知，混凝土的抗拉強度很低，抗拉極限應(yīng)變大約為變大約為 第一章

17、 橋梁病害診斷換句話說，混凝土即將開裂的瞬間，鋼筋的應(yīng)力只需 現(xiàn)實上，在正常運用階段鋼筋的應(yīng)力遠大于此值，所以說在正常運用階段鋼筋混凝土構(gòu)造出現(xiàn)裂痕是避不可免的。因此，習(xí)慣上又將這種裂痕稱為正常裂痕。實際證明，在正常條件下，裂痕寬度小于0.3mm時，鋼筋不致生銹。為確保平安，允許裂痕寬度還應(yīng)橋梁結(jié)構(gòu)病害分析與改造加固設(shè)計橋梁結(jié)構(gòu)病害分析與改造加固設(shè)計 小一些。新公布的JTG D62-2019以下簡稱規(guī)定：鋼筋混凝土構(gòu)件計算的特征裂痕寬度不應(yīng)超越以下規(guī)定的限值： 類及類環(huán)境 0.2mm 類及類環(huán)境 0.15mm 圖1-1所示為鋼筋混凝土簡支梁的典型構(gòu)造性裂痕分布表示圖。第一章 橋梁病害診斷1-2

18、混凝土構(gòu)造的裂痕分析122圖1-1 鋼筋混凝土梁構(gòu)造裂痕橋梁結(jié)構(gòu)病害分析與改造加固設(shè)計橋梁結(jié)構(gòu)病害分析與改造加固設(shè)計 圖1-1中所示的跨中截面附近下緣受拉區(qū)的豎向裂痕，是最常見的構(gòu)造性裂痕。在正常設(shè)計和運用情況下，裂痕寬度不大，間距較密，分布均勻。假設(shè)豎直裂痕寬度過大，預(yù)示構(gòu)造正截面承載力缺乏；圖1-1中所示為支點或腹板寬度變化處附近截面由主拉應(yīng)力引起的斜裂痕。在正常設(shè)計和運用情況下很少出現(xiàn)斜裂痕，即使出現(xiàn)裂痕寬度也很小。假設(shè)斜裂痕寬度過大，預(yù)示構(gòu)造的斜截面承載力缺乏，存在發(fā)生斜截面脆性破壞的潛在危險，應(yīng)引起足夠的注重。 另外，鋼筋混凝土墩柱受壓構(gòu)件由于縱向壓力過大引起的縱向裂痕、預(yù)應(yīng)力筋錨固

19、區(qū)由于部分應(yīng)力過大引起的劈裂裂痕等都屬于構(gòu)造性裂痕。第一章 橋梁病害診斷1-2混凝土構(gòu)造的裂痕分析橋梁結(jié)構(gòu)病害分析與改造加固設(shè)計橋梁結(jié)構(gòu)病害分析與改造加固設(shè)計 有些構(gòu)造性裂痕受力裂痕是由設(shè)計錯誤和施工方法不當(dāng)所呵斥的。例如：鋼筋錨固長度缺乏、計算圖式與實踐受力不符、次內(nèi)力思索不全面和施工安裝構(gòu)件支承吊點錯誤等都可以使構(gòu)件產(chǎn)生裂痕。 在超靜構(gòu)造中根底不均勻沉降，將引起構(gòu)造的內(nèi)力變化，能夠?qū)е聵?gòu)造出現(xiàn)裂痕。根底不均沉降引起的上部構(gòu)造的裂痕，本質(zhì)上是屬于構(gòu)造性裂痕受力裂痕范疇，裂痕的分布和寬度與構(gòu)造方式、根底不均沉降情況及大小等多種要素有關(guān)。這種裂痕對構(gòu)造平安性影響很大，應(yīng)在根底不均勻沉降停頓或采用

20、加固地基方法消除后，才干進展上部構(gòu)造的裂痕處置。第一章 橋梁病害診斷1-2混凝土構(gòu)造的裂痕分析橋梁結(jié)構(gòu)病害分析與改造加固設(shè)計橋梁結(jié)構(gòu)病害分析與改造加固設(shè)計2 2非構(gòu)造性裂痕非構(gòu)造性裂痕 混凝土的非構(gòu)造性裂痕根據(jù)其構(gòu)成的時間可分為：混凝土的非構(gòu)造性裂痕根據(jù)其構(gòu)成的時間可分為：混凝土硬化前裂痕、硬化過程裂痕和完全硬化后裂痕。混凝土硬化前裂痕、硬化過程裂痕和完全硬化后裂痕。非構(gòu)造性裂痕的產(chǎn)生受混凝土資料組成、澆筑方法，非構(gòu)造性裂痕的產(chǎn)生受混凝土資料組成、澆筑方法，養(yǎng)護條件和運用環(huán)境等等多種要素影響。養(yǎng)護條件和運用環(huán)境等等多種要素影響。 1 1收縮裂痕收縮裂痕 在混凝土凝固過程中，由于多余水分蒸發(fā)，引

21、起在混凝土凝固過程中，由于多余水分蒸發(fā)，引起的混凝土體積減少稱為干縮。同時，水泥與水起水化的混凝土體積減少稱為干縮。同時，水泥與水起水化作用逐漸硬化而構(gòu)成的水泥骨架不斷嚴(yán)密，引起的混作用逐漸硬化而構(gòu)成的水泥骨架不斷嚴(yán)密，引起的混凝土體積減少稱為凝縮。收縮中以干縮為主，占總收凝土體積減少稱為凝縮。收縮中以干縮為主，占總收縮量的縮量的8/109/108/109/10。收縮量隨時間增長而不斷加大，。收縮量隨時間增長而不斷加大，初期收縮較快，爾后日趨緩慢。普通混凝土在規(guī)范形初期收縮較快，爾后日趨緩慢。普通混凝土在規(guī)范形狀下的極限收縮變形約為狀下的極限收縮變形約為(34)(34)10104 4。第一章

22、橋梁病害診斷1-2混凝土構(gòu)造的裂痕分析橋梁結(jié)構(gòu)病害分析與改造加固設(shè)計橋梁結(jié)構(gòu)病害分析與改造加固設(shè)計 當(dāng)混凝土成形后，外表水份蒸發(fā)，這種水份蒸發(fā)總是由表及里逐漸開展，截面內(nèi)外溫度不等，內(nèi)外收縮量不一樣?；炷镣獗硎湛s變形遭到混凝土內(nèi)部約束或其他約束限制時，即在混凝土中產(chǎn)生拉應(yīng)力，引起混凝土開裂。尤其是混凝土早期養(yǎng)護不當(dāng)，混凝土外表直接遭到風(fēng)吹日曬的影響，外表水份蒸發(fā)過快，產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力，混凝土早期強底低，很容易出現(xiàn)收縮裂痕。 收縮裂痕發(fā)生在混凝土面層，裂痕淺而細，寬度多在0.050.2mm之間。對板類構(gòu)件多沿短邊方向，均勻分布于相鄰兩根鋼筋之間，方向與鋼筋平行。對高度較大的鋼筋混凝土梁，由于腰

23、部程度鋼筋間距過大，在腰部或腹板產(chǎn)生豎向收縮裂痕，但多集中在構(gòu)件中部，第一章 橋梁病害診斷1-2混凝土構(gòu)造的裂痕分析橋梁結(jié)構(gòu)病害分析與改造加固設(shè)計橋梁結(jié)構(gòu)病害分析與改造加固設(shè)計 中間寬兩頭細，至梁的上、下緣附近逐漸消逝，梁底普通沒有裂痕。大體積混凝土在平面部位收縮裂痕較多，側(cè)面也有所見。收縮裂痕對構(gòu)件承載力影響不大，主要影響影響構(gòu)造外觀和耐久性。 2溫度裂痕 鋼筋混凝土構(gòu)造隨著溫度變化將產(chǎn)生熱脹冷縮變形，這種溫度變形遭到約束時，在混凝土內(nèi)部就會產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)此應(yīng)力到達混凝土的抗拉強度極限值時，即會引起混凝土裂痕，這種裂痕稱為溫度裂痕。按構(gòu)造的溫度場不同、溫度變形、溫度應(yīng)力不同，溫度裂痕可分為三

24、種類型： 截面均勻溫差裂痕第一章 橋梁病害診斷1-2混凝土構(gòu)造的裂痕分析橋梁結(jié)構(gòu)病害分析與改造加固設(shè)計橋梁結(jié)構(gòu)病害分析與改造加固設(shè)計 普通橋梁構(gòu)造為桿件體系長細構(gòu)造，當(dāng)溫度變化時，構(gòu)件截面遭到均勻溫差的作用，可忽略橫截面兩個方向的變形，只思索沿梁長度方向的溫度變形，當(dāng)這種變形遭到約束時，在混凝土內(nèi)部就會產(chǎn)生拉應(yīng)力，出現(xiàn)裂痕。例如：延續(xù)梁預(yù)留伸縮縫的伸縮量過小，或有施工時散落的混凝土碎塊等雜物嵌入伸縮縫，或堆集于支座處沒有及時清理，使伸縮縫和支座失靈等，當(dāng)溫度急劇變化時，構(gòu)造伸長遭到約束，上部橋跨構(gòu)培育會出現(xiàn)這種截面均勻溫差裂痕，嚴(yán)重者還能夠呵斥墩臺的破壞。 截面上、下溫差裂痕 以橋梁構(gòu)造中大量

25、采用的箱形梁為例，當(dāng)外界溫度驟然第一章 橋梁病害診斷1-2混凝土構(gòu)造的裂痕分析橋梁結(jié)構(gòu)病害分析與改造加固設(shè)計橋梁結(jié)構(gòu)病害分析與改造加固設(shè)計 變化時，會呵斥箱內(nèi)外的溫度差，思索到橋梁為長細構(gòu)造，可以以為在沿梁長方向箱內(nèi)外的溫差是一致的，沿程度橫向沒有溫差。將三維熱傳導(dǎo)問題簡化為沿梁的豎向溫度梯度來確定，普通假設(shè)梁的截面高度方向、溫差呈線性變化。 在這種溫差作用下，梁不但有軸向變形，還伴隨產(chǎn)生彎曲變形。梁的彎曲變形在超靜定構(gòu)造中不但引起構(gòu)造的位移，而且因多余約束存在，還要產(chǎn)生構(gòu)造內(nèi)部溫度應(yīng)力。當(dāng)上、下溫差變形產(chǎn)生的應(yīng)力到達混凝土抗拉強度極限值時，混凝土就要出現(xiàn)裂痕，這種裂痕稱為截面上、下溫差裂痕。

26、第一章 橋梁病害診斷1-2混凝土構(gòu)造的裂痕分析橋梁結(jié)構(gòu)病害分析與改造加固設(shè)計橋梁結(jié)構(gòu)病害分析與改造加固設(shè)計 截面內(nèi)外溫差裂痕 水泥在水化過程產(chǎn)生一定的水化熱，其大部分熱量是在混凝土澆筑后3天以內(nèi)放出的。大體積混凝土產(chǎn)生的大量水化熱不容易分發(fā)，內(nèi)部溫度不斷上升，而混凝土表層散熱較快，使截面內(nèi)部產(chǎn)生非線性溫度差。另外，預(yù)制構(gòu)件采用蒸氣養(yǎng)護時，由于混凝土升溫或降溫過快，致使混凝土外表猛烈升溫或降溫，也會使截面內(nèi)部產(chǎn)生非線性溫度差。在這種截面內(nèi)外溫差作用下，構(gòu)造將產(chǎn)生彎曲變形，截面縱向纖維因溫差的伸長將遭到約束，產(chǎn)生溫度自應(yīng)力。對超靜定構(gòu)造還會產(chǎn)生阻止撓曲變形的約束應(yīng)力。有時此溫度應(yīng)力是相當(dāng)大的，尤其

27、是混凝土早期強度比較較低，很容易呵斥混凝土裂痕。第一章 橋梁病害診斷1-2混凝土構(gòu)造的裂痕分析橋梁結(jié)構(gòu)病害分析與改造加固設(shè)計橋梁結(jié)構(gòu)病害分析與改造加固設(shè)計 混凝土溫度裂痕有以下特點： 裂痕發(fā)生在板上時，多為貫穿裂痕；發(fā)生在梁上多為外表裂痕。 梁板式構(gòu)造或長度較大的構(gòu)造，裂痕多是平行于短邊。 大面積構(gòu)造例如橋面鋪裝裂痕多是縱橫交錯。 裂痕寬度大小不一，且沿構(gòu)造全長沒有多大變化。 預(yù)防溫度裂痕的主要措施是合理設(shè)置溫度伸縮縫，在混凝土組成資料中摻入適量的磨細粉煤灰，減少水化熱，加強混凝土養(yǎng)護，嚴(yán)厲控制升溫暖降溫速度。第一章 橋梁病害診斷1-2混凝土構(gòu)造的裂痕分析橋梁結(jié)構(gòu)病害分析與改造加固設(shè)計橋梁結(jié)構(gòu)

28、病害分析與改造加固設(shè)計第二章 混凝土構(gòu)造承載才干及耐久性評價2-1 在役混凝土構(gòu)造的承載才干與耐久性評價的根本概念 2-2 思索鋼筋腐蝕影響的承載才干評價方法 根本內(nèi)容橋梁結(jié)構(gòu)病害分析與改造加固設(shè)計橋梁結(jié)構(gòu)病害分析與改造加固設(shè)計2-1 在役混凝土構(gòu)造的承載才干與耐久性評價的根本概念 混凝土構(gòu)造遭到損傷后，需求對構(gòu)造損傷的緣由和程度進展分析，對損傷對構(gòu)造承載才干及耐久性的影響進展評價，其主要內(nèi)容是： 思索構(gòu)造損傷影響的承載才干評價 在役構(gòu)造剩余運用壽命評價 在評價分析的根底上，根據(jù)經(jīng)濟技術(shù)條件，制定科學(xué)的維修加固方案，提出構(gòu)造處置措施。 評價現(xiàn)有構(gòu)造的平安可靠性的中心問題是確定思索構(gòu)造病害損傷后

29、的構(gòu)造承載才干。橋梁構(gòu)造的承載才干評定通常采用以下三個途徑： 根據(jù)相關(guān)規(guī)范要求對照橋梁的存在的缺陷及病害進展綜合評定例如我國中對橋梁技術(shù)形狀規(guī)范和裂痕寬度，都做了規(guī)定。依此規(guī)范將橋梁技術(shù)情況劃分為四類。公路養(yǎng)護第二章 混凝土構(gòu)造承載才干及耐久性評價橋梁結(jié)構(gòu)病害分析與改造加固設(shè)計橋梁結(jié)構(gòu)病害分析與改造加固設(shè)計2-1 在役混凝土構(gòu)造的承載才干與耐久性評價的根本概念 管理部門推行運用的也屬于綜合評價方法，這種評價方法只能給出宏觀的分析結(jié)果。 現(xiàn)場荷載實驗評價方法 經(jīng)過現(xiàn)場荷載實驗靜載實驗和動載實驗可直接檢測構(gòu)造的實踐承載力。荷載實驗與實際計算分析相結(jié)合是比較符合實踐的承載力評定方法，但實驗設(shè)備復(fù)雜，

30、技術(shù)難度高，經(jīng)費支出大，目前尚難以大規(guī)模推行運用。 實際計算分析評價方法 在現(xiàn)場調(diào)查和病害檢測分析的根底上，思索構(gòu)造病害、損傷的影響，按現(xiàn)行規(guī)范計算構(gòu)造承載力是國內(nèi)采用的承載力評價的主要方法。第二章 混凝土構(gòu)造承載才干及耐久性評價橋梁結(jié)構(gòu)病害分析與改造加固設(shè)計橋梁結(jié)構(gòu)病害分析與改造加固設(shè)計2-1 在役混凝土構(gòu)造的承載才干與耐久性評價的根本概念 構(gòu)造的剩余運用壽命預(yù)測是耐久性評價的中心內(nèi)容。構(gòu)造的剩余壽命系指在不加維修或正常維修及正常運用條件下，構(gòu)造能夠繼續(xù)運用的年限。鋼筋銹蝕是影響混凝土構(gòu)造耐久性和運用壽命的重要要素，因此， 普通將鋼筋銹蝕作為判別混凝土構(gòu)造運用壽命終結(jié)的規(guī)范。混凝土構(gòu)造剩余壽

31、命評價是個目前尚未很益處理的科研課題，它涉及到鋼筋銹蝕破壞機理和鋼筋銹蝕脹力模型的研討和耐久性終結(jié)規(guī)范確實定。目前，對在役構(gòu)造的耐久性評價和剩余壽命預(yù)測，大多還是依賴有閱歷的工程技術(shù)人員作出閱歷性評價和處置意見。第二章 混凝土構(gòu)造承載才干及耐久性評價橋梁結(jié)構(gòu)病害分析與改造加固設(shè)計橋梁結(jié)構(gòu)病害分析與改造加固設(shè)計2-2思索鋼筋腐蝕影響的承載才干評價方法1 1、鋼筋銹蝕對構(gòu)造承載力的影響、鋼筋銹蝕對構(gòu)造承載力的影響 混凝土中的鋼筋腐蝕是呵斥混凝土構(gòu)造損傷，影混凝土中的鋼筋腐蝕是呵斥混凝土構(gòu)造損傷，影響構(gòu)造承載才干的最主要要素，其主要表現(xiàn)是：響構(gòu)造承載才干的最主要要素，其主要表現(xiàn)是： 鋼筋腐蝕后，使鋼

32、筋的有效截面面積減少；鋼筋腐蝕后，使鋼筋的有效截面面積減少； 鋼筋腐蝕后，力學(xué)性能劣化，強度降低；鋼筋腐蝕后，力學(xué)性能劣化，強度降低； 鋼筋腐蝕后，混凝土維護層開裂甚至零落，使混凝鋼筋腐蝕后，混凝土維護層開裂甚至零落，使混凝土的有效斷土的有效斷 面減少；面減少； 鋼筋腐蝕后，鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)性能退化，鋼筋腐蝕后，鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)性能退化，影響鋼筋與混凝土的共同任務(wù)。影響鋼筋與混凝土的共同任務(wù)。 1 1腐蝕鋼筋的屈服強度和極限強度腐蝕鋼筋的屈服強度和極限強度 鋼筋腐蝕對其力學(xué)性能的影響取決于腐蝕程度。鋼筋腐蝕對其力學(xué)性能的影響取決于腐蝕程度。實驗研討闡明，腐蝕鋼筋的屈服強度與相應(yīng)的截

33、面損實驗研討闡明，腐蝕鋼筋的屈服強度與相應(yīng)的截面損失率之間的關(guān)系，根本上服從線性關(guān)系。失率之間的關(guān)系，根本上服從線性關(guān)系。第二章 混凝土構(gòu)造承載才干及耐久性評價橋梁結(jié)構(gòu)病害分析與改造加固設(shè)計橋梁結(jié)構(gòu)病害分析與改造加固設(shè)計2-2思索鋼筋腐蝕影響的承載才干評價方法 牛荻濤 在綜合分析實驗資料的根底上，給出了腐蝕鋼筋實踐屈服強度和極限強度計算表達式為第二章 混凝土構(gòu)造承載才干及耐久性評價2-1 2-2 式中：s腐蝕鋼筋的截面損失率； yf未腐蝕鋼筋的屈服強度； uf 未腐蝕鋼筋的極限強度。 并建議，當(dāng)s0.15 時，按公式（2-1）計算腐蝕鋼筋的屈服強度，當(dāng)s0.15 時，則按無屈服點的熱扎鋼筋處理

34、。 橋梁結(jié)構(gòu)病害分析與改造加固設(shè)計橋梁結(jié)構(gòu)病害分析與改造加固設(shè)計2-2思索鋼筋腐蝕影響的承載才干評價方法 2腐蝕鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)性能退化對承載力的影響。 混凝土中的鋼筋腐蝕后，在鋼筋與混凝土接口上生成疏松的銹層，破壞鋼筋外表與混凝土之間的化學(xué)膠結(jié)力，并降低了鋼筋與混凝土之間的摩擦力；對變形鋼筋橫肋的銹蝕將降低鋼筋和混凝土之間的機械咬合力，維護層混凝土銹脹開裂甚至零落，那么降低外圍混凝土對鋼筋的約束，一切這些要素都將導(dǎo)致鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)性能退化。 鋼筋腐蝕引起的鋼筋與混凝土之間粘結(jié)性能退化，將導(dǎo)致鋼筋與混凝土不能很好的協(xié)同任務(wù)。鋼筋發(fā)生嚴(yán)重腐蝕時，鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)力顯著降低，鋼

35、筋與混凝土之間共同任務(wù)才干減弱，梁的受力第二章 混凝土構(gòu)造承載才干及耐久性評價橋梁結(jié)構(gòu)病害分析與改造加固設(shè)計橋梁結(jié)構(gòu)病害分析與改造加固設(shè)計2-2思索鋼筋腐蝕影響的承載才干評價方法 特征接近于無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力拉桿或配有普通鋼筋的無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力梁。由于目前人們對鋼筋腐蝕引起的粘結(jié)力退化規(guī)律及其對受拉鋼筋強度發(fā)揚的影響程度還不非常清楚，因此，現(xiàn)今只能用一個協(xié)同任務(wù)降低系數(shù)來思索粘結(jié)退化的影響。協(xié)同任務(wù)降低系數(shù)與鋼筋銹蝕量或銹脹裂痕寬度有關(guān)。冶金建筑科學(xué)研討院的實驗研討闡明，鋼筋的截面損失率大于10%時，鋼筋與混凝土之間的粘著力顯著降低，應(yīng)思索鋼筋與混凝土協(xié)同任務(wù)降低系數(shù)的影響，建議將其承載力乘以0.80.

36、9的系數(shù)。2、思索鋼筋腐蝕影響的承載才干計算1正截面抗彎承載力 按規(guī)定，構(gòu)件承載才干極限形狀的根本方程式為：第二章 混凝土構(gòu)造承載才干及耐久性評價橋梁結(jié)構(gòu)病害分析與改造加固設(shè)計橋梁結(jié)構(gòu)病害分析與改造加固設(shè)計2-2思索鋼筋腐蝕影響的承載才干評價方法第二章 混凝土構(gòu)造承載才干及耐久性評價2-3 式中 Sd荷載效應(yīng)組合設(shè)計值； 0結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)； fcd混凝土抗壓強度設(shè)計值； fsd鋼筋抗拉強度設(shè)計值； d與結(jié)構(gòu)尺寸有關(guān)的計算參數(shù)； )(R結(jié)構(gòu)抗力函數(shù)。 橋梁結(jié)構(gòu)病害分析與改造加固設(shè)計橋梁結(jié)構(gòu)病害分析與改造加固設(shè)計2-2思索鋼筋腐蝕影響的承載才干評價方法 對運用多年的在役構(gòu)造進展承載才干評價時，應(yīng)思

37、索鋼筋腐蝕的影響。其承載力計算根本方程與普通鋼筋混凝土構(gòu)件根本一樣，只是在計算鋼筋應(yīng)力項時，應(yīng)采用腐蝕鋼筋的實踐屈服強度和腐蝕后的有效截的面積，并計入?yún)f(xié)同任務(wù)降低系數(shù)，思索鋼筋與混凝土之間粘結(jié)性能退化的影響。 思索鋼筋銹蝕影響的受彎構(gòu)件正截面承載力計算的根本方程可由內(nèi)力平衡條件求得 第二章 混凝土構(gòu)造承載才干及耐久性評價（以fxh的 T 形截面為例） （見圖 2-1） 。 橋梁結(jié)構(gòu)病害分析與改造加固設(shè)計橋梁結(jié)構(gòu)病害分析與改造加固設(shè)計2-2思索鋼筋腐蝕影響的承載才干評價方法第二章 混凝土構(gòu)造承載才干及耐久性評價圖2-1 思索鋼筋腐蝕影響的受彎構(gòu)件正截面承載力計算簡圖 橋梁結(jié)構(gòu)病害分析與改造加固設(shè)

38、計橋梁結(jié)構(gòu)病害分析與改造加固設(shè)計2-2思索鋼筋腐蝕影響的承載才干評價方法第二章 混凝土構(gòu)造承載才干及耐久性評價由0X得 2-4 由0M得 2-5 公式的適用條件是 2-6 橋梁結(jié)構(gòu)病害分析與改造加固設(shè)計橋梁結(jié)構(gòu)病害分析與改造加固設(shè)計2-2思索鋼筋腐蝕影響的承載才干評價方法第二章 混凝土構(gòu)造承載才干及耐久性評價式中 fcd混凝土抗壓強度設(shè)計值，其數(shù)值應(yīng)按實際混凝土強度等級，參照采用，混凝土的實際強度等級應(yīng)在綜合分析設(shè)計文件、施工材料檢測試驗記錄和現(xiàn)場測試資料的基礎(chǔ)上確定； fsd鋼筋抗拉強度設(shè)計值（MPa） ； Asi第 i 根受拉鋼筋的截面面積設(shè)計值（mm2） ； si綜合考慮腐蝕鋼筋截面面積

39、減少和屈服強度降低影響的第 i 根受拉鋼筋屈服強度折減系數(shù)，其數(shù)值按下式計算， 2-7 si第 i 根鋼筋的截面損失率，其數(shù)值應(yīng)根據(jù)取樣檢查法確定； kis第 i 根鋼筋的協(xié)同工作系數(shù)，其數(shù)值與鋼筋截面損失率有關(guān)：10%s時，取1sik ；10%si時，取0.8 0.9sik ； bc腐蝕鋼筋的混凝土界限受壓區(qū)高度系數(shù)，其數(shù)值應(yīng)按腐蝕鋼筋的實際屈服強度由界限破壞時的變形條件確定； b未腐蝕鋼筋的混凝土受壓區(qū)高度系數(shù)，其數(shù)值，按規(guī)定采用。 由bcb，故將公式適用條件簡化為0bxh。 當(dāng) 05. 0si時，取1si 當(dāng) 15. 005. 0si時，取sisi077. 11 橋梁結(jié)構(gòu)病害分析與改造加

40、固設(shè)計橋梁結(jié)構(gòu)病害分析與改造加固設(shè)計2-2思索鋼筋腐蝕影響的承載才干評價方法 應(yīng)該指出，公式2-4和2-5是針對受拉鋼筋腐蝕的單筋T形截面導(dǎo)出的，由于計算中不思索受拉區(qū)混凝土的抗拉作用，因此，在公式中未計入鋼筋腐蝕引起的混凝土截面損傷。假設(shè)受壓區(qū)混凝土截面損失較大時，那么應(yīng)思索其對承載力的影響。2、斜截面抗剪承載力 對在役構(gòu)造的斜截面抗剪承載力計算，應(yīng)思索斜裂痕對混凝土抗剪承載力的影響，及鋼筋銹蝕對箍筋和彎起鋼筋抗剪承載力的影響。斜截面抗剪承載力計算表達式可改寫為以下方式。 第二章 混凝土構(gòu)造承載才干及耐久性評價橋梁結(jié)構(gòu)病害分析與改造加固設(shè)計橋梁結(jié)構(gòu)病害分析與改造加固設(shè)計2-2思索鋼筋腐蝕影響

41、的承載才干評價方法第二章 混凝土構(gòu)造承載才干及耐久性評價2-10 2-9 2-8 式中 cs考慮斜裂縫對混凝土抗剪承載力影響的修正系數(shù)，根據(jù)筆者的試驗研究結(jié)果7，建議： 斜裂縫寬度小于 0.2mm 者，取cs=0.835； 斜裂縫寬度大于 0.2mm 者，取cs=0.78。 sv、sb分別為考慮鋼筋腐蝕影響的箍筋和彎起鋼筋屈服強度折減系數(shù)，其數(shù)值按公式（2-7）計算。 橋梁結(jié)構(gòu)病害分析與改造加固設(shè)計橋梁結(jié)構(gòu)病害分析與改造加固設(shè)計2-2思索鋼筋腐蝕影響的承載才干評價方法第二章 混凝土構(gòu)造承載才干及耐久性評價公式（28）（2-10）中其他符號的意義與給出一般鋼筋混凝土斜截面抗剪承載力公式相同。 在

42、考慮結(jié)構(gòu)病害損傷的基礎(chǔ)上， 按橋規(guī)的有關(guān)公式， 求得現(xiàn)有構(gòu)件所能承擔(dān)的正截面抗彎承載力 Mdu和斜截面抗剪承載力 Vdu，并將其與按擬提高的荷載等級計算的彎矩組合設(shè)計值0dM和剪力組合設(shè)計值0dV加以比較，則得： 正截面抗彎承載力檢算系數(shù) 0dumdMKM 斜截面抗彎承載力檢算系數(shù) 0duvdVKV 若1mK ，說明正截面抗彎承載力可以滿足要求，若1mK ，說明正截面抗彎承載力不足，應(yīng)予加固補強。 若1vK ，說明斜截面抗彎承載力可以滿足要求，若1vK ，說明正截面抗彎承載力不足，應(yīng)予加固補強。 橋梁結(jié)構(gòu)病害分析與改造加固設(shè)計橋梁結(jié)構(gòu)病害分析與改造加固設(shè)計第三章 橋梁改造加固方案設(shè)計 3-1

43、橋梁改造加固方案設(shè)計的原那么3-2 型橋梁加固方案評述根本內(nèi)容橋梁結(jié)構(gòu)病害分析與改造加固設(shè)計橋梁結(jié)構(gòu)病害分析與改造加固設(shè)計根本內(nèi)容 在對橋梁構(gòu)造病害檢測分析和鑒定評價的根底上，根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟條件和運用要求，有針對性地制定加固方案。 橋梁結(jié)構(gòu)病害分析與改造加固設(shè)計橋梁結(jié)構(gòu)病害分析與改造加固設(shè)計3-1橋梁改造加固方案設(shè)計的原那么1 1分清加固的性質(zhì)分清加固的性質(zhì) 根據(jù)橋梁病害檢測分析和鑒定評價結(jié)果，橋梁構(gòu)根據(jù)橋梁病害檢測分析和鑒定評價結(jié)果，橋梁構(gòu)造加固設(shè)計應(yīng)分為：承載力加固強度加固、運用造加固設(shè)計應(yīng)分為：承載力加固強度加固、運用功能加固剛度加固和耐久性加固等三種情況。功能加固剛度加固和耐久性加固等三

44、種情況。 承載力加固是確保構(gòu)造平安任務(wù)的根底，是橋梁承載力加固是確保構(gòu)造平安任務(wù)的根底，是橋梁改造加固設(shè)計的中心內(nèi)容，其內(nèi)容包括正截面抗彎承改造加固設(shè)計的中心內(nèi)容，其內(nèi)容包括正截面抗彎承載力加固和斜截面抗剪承載力兩部分。承載力加固應(yīng)載力加固和斜截面抗剪承載力兩部分。承載力加固應(yīng)思索分階段受力的特點，留意新加補強資料與原構(gòu)造思索分階段受力的特點，留意新加補強資料與原構(gòu)造的整體任務(wù)。的整體任務(wù)。 運用功能加固是確保橋梁正常任務(wù)的需求，主要運用功能加固是確保橋梁正常任務(wù)的需求，主要是對活載變形或振動過大的構(gòu)件，加大截面尺寸，添是對活載變形或振動過大的構(gòu)件，加大截面尺寸，添加截面剛度，以滿足構(gòu)造運用功

45、能要求。加截面剛度，以滿足構(gòu)造運用功能要求。第三章 橋梁改造加固方案設(shè)計橋梁結(jié)構(gòu)病害分析與改造加固設(shè)計橋梁結(jié)構(gòu)病害分析與改造加固設(shè)計3-1橋梁改造加固方案設(shè)計的原那么 耐久性加固是指對構(gòu)造損傷部位進展修復(fù)和補強，以阻止構(gòu)造損傷部分的性能繼續(xù)惡化，消除損傷隱患，提高構(gòu)造的可靠性，提高構(gòu)造的運用功能，延伸構(gòu)造運用壽命。2橋梁加固與加寬設(shè)計相結(jié)合 在公路改造設(shè)計中，很多情況下橋梁加固和加寬是同時進展的。在加寬寬度不大的情況下，盡量將加寬部分與原橋連為一體，使新舊橋共同任務(wù)，利用新加寬部分，調(diào)整原橋內(nèi)力，減輕原梁負擔(dān)，間接到達加固補強的目的。第三章 橋梁改造加固方案設(shè)計橋梁結(jié)構(gòu)病害分析與改造加固設(shè)計橋

46、梁結(jié)構(gòu)病害分析與改造加固設(shè)計3-1橋梁改造加固方案設(shè)計的原那么3 3留意各種加固補強方法的綜合運用留意各種加固補強方法的綜合運用 橋梁加固補強的方法很多，但是根本上可以劃分橋梁加固補強的方法很多，但是根本上可以劃分為兩大類：為兩大類： 第一類為改動構(gòu)造體系，調(diào)整構(gòu)造內(nèi)力、減輕原梁負第一類為改動構(gòu)造體系，調(diào)整構(gòu)造內(nèi)力、減輕原梁負擔(dān)。例如：加斜撐減少梁的跨度、簡支梁改為延續(xù)構(gòu)擔(dān)。例如：加斜撐減少梁的跨度、簡支梁改為延續(xù)構(gòu)造、添加縱梁數(shù)目、互換梁位、加大新建邊梁截面尺造、添加縱梁數(shù)目、互換梁位、加大新建邊梁截面尺寸，調(diào)整橫向分布系數(shù)，減輕原梁負擔(dān)等。寸，調(diào)整橫向分布系數(shù)，減輕原梁負擔(dān)等。 第二類為加

47、大截面尺寸和配筋，加固薄弱構(gòu)件。第二類為加大截面尺寸和配筋，加固薄弱構(gòu)件。 對薄弱構(gòu)件進展加固補強的方法很多，從作用原對薄弱構(gòu)件進展加固補強的方法很多，從作用原理可分為兩大類：理可分為兩大類：第三章 橋梁改造加固方案設(shè)計橋梁結(jié)構(gòu)病害分析與改造加固設(shè)計橋梁結(jié)構(gòu)病害分析與改造加固設(shè)計3-1橋梁改造加固方案設(shè)計的原那么 在受拉區(qū)直接增設(shè)抗拉補強資料，例如：補焊鋼筋，粘貼鋼板，粘貼高強復(fù)合纖維碳纖維、芳綸纖維等。這種加固方法，設(shè)計時，必需思索橋梁帶載加固分階段受力特點。后加補強資料的強度發(fā)揚程度受原梁變形的限制，普通情況下是達不到其抗拉強度設(shè)計值。特別是采用直接粘貼高強復(fù)合纖維加固時，在極限形狀下，復(fù)

48、合纖維的高強抗拉性能根本無法充分發(fā)揚作用，“大馬拉小車是一種極大的浪費。假設(shè)不思索分階段受力特點，過高的估計了后加補強資料的作用，設(shè)計是不平安的。 采用預(yù)加力原理進展加固補強，例如：體外預(yù)應(yīng)力加固，韓國M.S公司的SRAP加固工藝等。由于預(yù)加力的作用，改善了原梁的應(yīng)力形狀，提高了原梁的承載才干和抗裂性能。采用預(yù)加力加固，可以充分發(fā)揚加固補強資料的力學(xué)性能，提高了資料的利用效率。第三章 橋梁改造加固方案設(shè)計橋梁結(jié)構(gòu)病害分析與改造加固設(shè)計橋梁結(jié)構(gòu)病害分析與改造加固設(shè)計3-1橋梁改造加固方案設(shè)計的原那么 應(yīng)該指出，在進展橋梁加固方案設(shè)計時，應(yīng)特別留意的是：在堅持原梁截面尺寸不變的前提下，采用上述對受

49、拉區(qū)進展補強的方法，加固后截面所能承當(dāng)?shù)淖畲蟪休d力是有限的。承載力提高的幅度取決于原梁的配筋率，與所采用的加固方法無關(guān)。在某些情況下，由于原梁的高度較小，相對配筋率較大，單純采用受拉區(qū)加固補強，仍不能滿足設(shè)計荷載要求時例如：設(shè)計荷載由汽15，提高到公路級，可采用加厚橋面的方法同時對梁的受壓區(qū)加固，添加梁的有效高度，亦可到達提高原梁承載力的目的。通常的作法是結(jié)合橋面鋪裝層維修，采取有效的構(gòu)造措施，第三章 橋梁改造加固方案設(shè)計橋梁結(jié)構(gòu)病害分析與改造加固設(shè)計橋梁結(jié)構(gòu)病害分析與改造加固設(shè)計3-1橋梁改造加固方案設(shè)計的原那么 加強橋面鋪裝層與原梁翼板的整體銜接，設(shè)計中可思索部分橋面鋪裝層混凝土參與主梁共

50、同任務(wù)。 此外，橋梁加固設(shè)計應(yīng)留意各種加固方法的綜合利用，經(jīng)過調(diào)整構(gòu)造內(nèi)力，盡量地減輕原梁的負擔(dān)，將加固補強任務(wù)量緊縮到最少。第三章 橋梁改造加固方案設(shè)計橋梁結(jié)構(gòu)病害分析與改造加固設(shè)計橋梁結(jié)構(gòu)病害分析與改造加固設(shè)計3-2 典型橋梁加固方案評述1 1鞍千鞍千9 9號橋加固設(shè)計號橋加固設(shè)計 設(shè)計單位：原哈爾濱建筑工程學(xué)院設(shè)計單位：原哈爾濱建筑工程學(xué)院 實施時間：實施時間：19871987年年 1 1原橋的根本情況和加固設(shè)計要求原橋的根本情況和加固設(shè)計要求 鞍千鞍千9 9號橋位于遼寧省鞍山至千山公路上見圖號橋位于遼寧省鞍山至千山公路上見圖3 31 1，原橋為跨徑原橋為跨徑L=12mL=12m的單跨二

51、梁式鋼筋混凝土簡支梁橋，的單跨二梁式鋼筋混凝土簡支梁橋，設(shè)計荷載為汽設(shè)計荷載為汽1515，掛，掛8080，橋面凈空為凈，橋面凈空為凈77，下部，下部構(gòu)造為座落于巖盤上的沉井根底，重力式混凝土橋臺。構(gòu)造為座落于巖盤上的沉井根底，重力式混凝土橋臺。 鞍千公路擴建為二級路，路基寬度為鞍千公路擴建為二級路，路基寬度為12m12m，行車道，行車道寬度為寬度為9m9m，在橋位處道路雙側(cè)加寬，橋面凈空為凈，在橋位處道路雙側(cè)加寬，橋面凈空為凈9+29+21.5m1.5m，橋梁的設(shè)計荷載提高為汽，橋梁的設(shè)計荷載提高為汽2020，掛，掛100100。第三章 橋梁改造加固方案設(shè)計橋梁結(jié)構(gòu)病害分析與改造加固設(shè)計橋梁結(jié)

52、構(gòu)病害分析與改造加固設(shè)計3-2 型橋梁加固方案評述2橋梁現(xiàn)場調(diào)查和承載力檢算 現(xiàn)場檢測發(fā)現(xiàn)，原梁混凝土質(zhì)量良好，未有發(fā)現(xiàn)可見裂痕，實測混凝土強度在26Mpa以上。經(jīng)檢算原梁可以滿足原設(shè)計荷載汽15，掛80的要求。但距汽20，掛100的要求，正截面承載力相差約15%。 查閱原設(shè)計圖紙和現(xiàn)場實踐核對，原橋為座落于巖盤上的小沉井根底，橋臺混凝土質(zhì)量良好，經(jīng)檢算以為原橋根底具有較大的超載潛力。第三章 橋梁改造加固方案設(shè)計橋梁結(jié)構(gòu)病害分析與改造加固設(shè)計橋梁結(jié)構(gòu)病害分析與改造加固設(shè)計3-2 型橋梁加固方案評述3加固設(shè)計要點 利用原橋根底的承載潛力，采用插入錨固鋼筋，加大橋臺蓋梁懸臂長度。 新加寬部分與原梁

53、整體任務(wù)，適當(dāng)加大新增主梁的截面尺寸，添加邊梁剛度，調(diào)整荷載橫向分布系數(shù)，減輕原梁的負擔(dān)。為了加強新加寬部分與原梁的整體任務(wù)，將原梁懸臂混凝土鑿掉50cm，顯露懸臂鋼筋與新加寬部分橋面板鋼筋焊接；在支點和跨中增設(shè)銜接橫梁。 去除原橋面鋪裝層，全橋一致加鋪10cm厚的橋面鋪裝混凝土，為了加強新舊混凝土之間的銜接，將原橋面頂面鑿成齒槽，保證新舊混凝土共同任務(wù)。計入6cm橋面鋪裝層參與主梁任務(wù)，即梁的有效高度添加6cm。第三章 橋梁改造加固方案設(shè)計橋梁結(jié)構(gòu)病害分析與改造加固設(shè)計橋梁結(jié)構(gòu)病害分析與改造加固設(shè)計3-2 型橋梁加固方案評述4方案評述 該方案充分利用了原橋沉井根底的承載潛力，采用插入錨固鋼筋

54、，接長墩臺蓋梁懸臂，節(jié)省了大量的下部構(gòu)造工量費用。 采用加大新建邊梁剛度，調(diào)整荷載橫向分布系數(shù)，減輕原梁負擔(dān)和橋面鋪裝層參與主梁任務(wù)，添加梁的有效高度等綜合措施，使原梁在不添加配筋的情況下，滿足汽20，掛100的承載要求。5改良建議 蓋梁懸臂接長，假設(shè)采用體外預(yù)應(yīng)力筋或預(yù)應(yīng)力錨筋技求施工更為方面，構(gòu)造更為可靠。 為保證橋面鋪裝混凝土與橋面板的共同任務(wù)，加強兩者之間的銜接，應(yīng)設(shè)置錨固短鋼筋，橋面鋪裝層應(yīng)設(shè)置鋼筋網(wǎng)或摻入高強復(fù)合纖維，加強混凝土的抗裂才干。 第三章 橋梁改造加固方案設(shè)計橋梁結(jié)構(gòu)病害分析與改造加固設(shè)計橋梁結(jié)構(gòu)病害分析與改造加固設(shè)計3-2 型橋梁加固方案評述2 2洪河洪河1 1號橋號橋

55、 設(shè)計單位：原哈爾濱建筑工程學(xué)院設(shè)計單位：原哈爾濱建筑工程學(xué)院 實施時間：實施時間：19881988年年 1 1原橋的根本情況和加固設(shè)計要求原橋的根本情況和加固設(shè)計要求 洪河洪河1 1號橋位于黑龍江省二龍山至撫遠公路，原橋號橋位于黑龍江省二龍山至撫遠公路，原橋為跨徑為跨徑8m8m的單跨裝配式鋼筋混凝土簡支板梁橋，全橋的單跨裝配式鋼筋混凝土簡支板梁橋，全橋由由7 7塊寬度為塊寬度為100cm100cm板組成。設(shè)計荷載為汽板組成。設(shè)計荷載為汽1515，掛，掛8080，橋面凈空為凈，橋面凈空為凈77，下部構(gòu)造為混凝土輕型橋臺，下部構(gòu)造為混凝土輕型橋臺，擴展根底。擴展根底。 二撫公路擴建為二級公路，路

56、基寬度為二撫公路擴建為二級公路，路基寬度為12m12m，行車，行車道寬度為道寬度為9m9m，在橋位處道路雙側(cè)加寬，橋面凈空為凈，在橋位處道路雙側(cè)加寬，橋面凈空為凈9+29+21.5m1.5m，橋梁的設(shè)計荷載提高為汽，橋梁的設(shè)計荷載提高為汽2020，掛，掛100100。第三章 橋梁改造加固方案設(shè)計橋梁結(jié)構(gòu)病害分析與改造加固設(shè)計橋梁結(jié)構(gòu)病害分析與改造加固設(shè)計3-2 型橋梁加固方案評述 2橋梁現(xiàn)場調(diào)查和承載力檢算 現(xiàn)場檢測發(fā)現(xiàn)原梁的混凝土質(zhì)量良好，經(jīng)回彈測定混凝土強度在28Mpa以上。經(jīng)檢算原橋可以滿足汽15、掛80的承載要求，但距汽20，掛100的要求正截面承載力相差的18%。 現(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn)，原橋

57、橋臺前墻混凝土質(zhì)量良好，未發(fā)現(xiàn)根底不均勻沉降景象。第三章 橋梁改造加固方案設(shè)計橋梁結(jié)構(gòu)病害分析與改造加固設(shè)計橋梁結(jié)構(gòu)病害分析與改造加固設(shè)計3-2 型橋梁加固方案評述3加固設(shè)計要點 按加寬的橋面凈空要求，加寬部分采用22塊寬度為125cm的鋼筋混凝土矩形板。按新加寬部分與原橋共同任務(wù)計算，靠邊第2、3塊板受力最大，邊板位于人行道下面，受力較小。為此，將原橋邊板1號和7號塊分別移至新加寬部分的最外側(cè)位置，中間空出250cm的空隙，布置新制造的2塊125cm的鋼筋混凝土矩形板A、B或C、D，新板的鋼筋按受力需求配置。 將原橋面鋪裝混凝土鑿除，全橋一致加鋪10cm的C30陶礫混凝土。為了加強新舊混凝土

58、之間的聯(lián)絡(luò)，在原橋面應(yīng)鑿成齒槽。 原橋橋臺及根底雙側(cè)加寬，新加根底部分基底設(shè)50cm的水撼砂墊層。為了加強橋臺臺身新舊混凝土之間的銜接，在原橋臺臺身插入錨固鋼筋。第三章 橋梁改造加固方案設(shè)計橋梁結(jié)構(gòu)病害分析與改造加固設(shè)計橋梁結(jié)構(gòu)病害分析與改造加固設(shè)計3-2 型橋梁加固方案評述4方案評述 采用互換梁位的方法，合理利用原板的承載潛力，最大限制地發(fā)揚新板的作用。 改用輕質(zhì)陶礫混凝土橋面鋪裝，減輕橋梁恒載內(nèi)力。 采用上述綜合措施，在堅持原梁配筋不添加的前提下，到達了汽20，掛100的承載要求。 陶礫混凝土橋面鋪裝中應(yīng)設(shè)置鋼筋網(wǎng)或摻入適量的高強復(fù)合短纖維，提高橋面鋪裝的抗裂才干。 第三章 橋梁改造加固方

59、案設(shè)計橋梁結(jié)構(gòu)病害分析與改造加固設(shè)計橋梁結(jié)構(gòu)病害分析與改造加固設(shè)計3-2 型橋梁加固方案評述3 3坂頭大橋坂頭大橋 設(shè)計單位：交通部第一公路工程總公司設(shè)計所設(shè)計單位：交通部第一公路工程總公司設(shè)計所44廈門市公路局廈門市公路局55 實施時間：第一次加固實施時間：第一次加固19551955年年 第二次加固第二次加固20192019年年1 1原橋的根本情況及承載力評價原橋的根本情況及承載力評價 板頭大橋位于國道板頭大橋位于國道324324線廈門段，原橋建于線廈門段，原橋建于19531953年，年，其構(gòu)造為四跨鋼筋混凝土變高度延續(xù)其構(gòu)造為四跨鋼筋混凝土變高度延續(xù)T T梁，外加一跨梁，外加一跨鋼筋混凝土

60、簡支梁，其跨度劃分及橋梁橫斷面如圖鋼筋混凝土簡支梁，其跨度劃分及橋梁橫斷面如圖3-3-3 3所示。所示。第三章 橋梁改造加固方案設(shè)計橋梁結(jié)構(gòu)病害分析與改造加固設(shè)計橋梁結(jié)構(gòu)病害分析與改造加固設(shè)計3-2 型橋梁加固方案評述 原橋的設(shè)計荷載為汽13級。國道324線廈門段改擴建工程要求將橋梁的設(shè)計荷載提高為汽超20級。為了討論原橋加固利用的可行性，2019年對原橋進展詳細的外觀檢查和荷載實驗。實驗結(jié)果闡明： 橋梁主體構(gòu)造未發(fā)現(xiàn)明顯的破損和裂痕，混凝土質(zhì)量較好，強度等級均在C25以上； 延續(xù)梁各支點截面抗彎承載較高可以滿足汽超20的承載要求。延續(xù)梁各跨中截面抗彎承載力較低，不能滿足汽超20的要求，必需進