公路橋梁加固設(shè)計(jì)規(guī)范》宣貫及技術(shù)培訓(xùn)講座

1、12345總則及基本規(guī)定總則及基本規(guī)定 增大截面加固法增大截面加固法 體外預(yù)應(yīng)力加固法體外預(yù)應(yīng)力加固法 粘貼鋼板加固法粘貼鋼板加固法 6改變結(jié)構(gòu)體系加固法改變結(jié)構(gòu)體系加固法 7橋梁加固橋梁加固 、橋梁維修、橋梁維修粘貼纖維復(fù)合材料加固法粘貼纖維復(fù)合材料加固法 一一1 1 總則：總則： 原原 則則安全適用；技術(shù)可靠，經(jīng)久耐用；安全適用；技術(shù)可靠，經(jīng)久耐用； 經(jīng)濟(jì)合理；保護(hù)環(huán)境。經(jīng)濟(jì)合理；保護(hù)環(huán)境。目目 的的恢復(fù)使用功能；提高承載力；恢復(fù)使用功能；提高承載力； 增強(qiáng)安全耐久性；適應(yīng)地震性能。增強(qiáng)安全耐久性；適應(yīng)地震性能。決決 策策依病害程度及使用功能要求，在檢測(cè)，依病害程度及使用功能要求，在檢測(cè)，

2、 評(píng)定的基礎(chǔ)上，進(jìn)行社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)比較。評(píng)定的基礎(chǔ)上，進(jìn)行社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)比較。 社會(huì)性：具有時(shí)代標(biāo)志，列入文物、社會(huì)性：具有時(shí)代標(biāo)志，列入文物、 地域象征等；地域象征等； 經(jīng)濟(jì)性：加固投入資金經(jīng)濟(jì)性：加固投入資金/ /加固后使用年限；加固后使用年限； 技術(shù)性：加固設(shè)計(jì)及施工的可靠性，技術(shù)性：加固設(shè)計(jì)及施工的可靠性， 技術(shù)難度及實(shí)現(xiàn)的程度；技術(shù)難度及實(shí)現(xiàn)的程度； 設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)內(nèi)內(nèi)容容 二二. 3 . 3 基本規(guī)定基本規(guī)定 3.2 3.2 基本假定：基本假定： 3.2.1 3.2.1 分階段受力分階段受力 加固時(shí)結(jié)構(gòu)的載荷仍由原結(jié)構(gòu)承擔(dān)。加固后的組合加固時(shí)結(jié)構(gòu)的載荷仍由原結(jié)構(gòu)承擔(dān)。加固后的組合截面

3、承擔(dān)后續(xù)載荷截面承擔(dān)后續(xù)載荷 1 1） 原構(gòu)件驗(yàn)算荷載：自重、恒載（未卸除的橋梁原構(gòu)件驗(yàn)算荷載：自重、恒載（未卸除的橋梁恒重）、新增構(gòu)件恒重（由原構(gòu)件承擔(dān)的恒重）稱為一恒重）、新增構(gòu)件恒重（由原構(gòu)件承擔(dān)的恒重）稱為一期荷載。進(jìn)行施工驗(yàn)算時(shí)還應(yīng)計(jì)入施工荷載及施工中的期荷載。進(jìn)行施工驗(yàn)算時(shí)還應(yīng)計(jì)入施工荷載及施工中的溫度效應(yīng)及混凝土收縮、徐變等；溫度效應(yīng)及混凝土收縮、徐變等； 2 2） 原構(gòu)件截面驗(yàn)算：應(yīng)計(jì)入荷載安全系數(shù)，考慮原構(gòu)件截面驗(yàn)算：應(yīng)計(jì)入荷載安全系數(shù)，考慮原構(gòu)件的損傷折減，依次進(jìn)行施工階段驗(yàn)算；原構(gòu)件的損傷折減，依次進(jìn)行施工階段驗(yàn)算； 設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)內(nèi)內(nèi)容容 3 3）組合截驗(yàn)算荷載：）組合截驗(yàn)算

4、荷載： 含自重在內(nèi)的恒載（扣除一期荷載），作用在橋上含自重在內(nèi)的恒載（扣除一期荷載），作用在橋上的可變荷載稱為二期荷載，并計(jì)入附加荷載的組合值。的可變荷載稱為二期荷載，并計(jì)入附加荷載的組合值。 4 4）組合截面驗(yàn)算：）組合截面驗(yàn)算： 截面幾何性質(zhì)按不同材料的組合截面計(jì)。受損的原截面幾何性質(zhì)按不同材料的組合截面計(jì)。受損的原構(gòu)件應(yīng)適當(dāng)弱化處理。構(gòu)件應(yīng)適當(dāng)弱化處理。 因而，原構(gòu)件承擔(dān)一期及二期荷載的分配值，組合因而，原構(gòu)件承擔(dān)一期及二期荷載的分配值，組合構(gòu)件的新增材料只承擔(dān)二期荷載的分配值。構(gòu)件的新增材料只承擔(dān)二期荷載的分配值。 3.2.2 3.2.2 應(yīng)變值符合平截面假定應(yīng)變值符合平截面假定 結(jié)構(gòu)

5、處于材料的彈性階段，截面應(yīng)變應(yīng)符合虎克定結(jié)構(gòu)處于材料的彈性階段，截面應(yīng)變應(yīng)符合虎克定理，視彈性模量理，視彈性模量E E為常量。如果承載力達(dá)到極限狀態(tài)時(shí)，為常量。如果承載力達(dá)到極限狀態(tài)時(shí)，材料則進(jìn)入彈塑性階段，材料的彈性模量材料則進(jìn)入彈塑性階段，材料的彈性模量E E成為變量，平成為變量，平截面假定失效。截面假定失效。與與 是以原結(jié)構(gòu)的混凝土或鋼筋強(qiáng)度達(dá)到其設(shè)計(jì)強(qiáng)度值是以原結(jié)構(gòu)的混凝土或鋼筋強(qiáng)度達(dá)到其設(shè)計(jì)強(qiáng)度值 、 來(lái)控制其極限承載能力。此時(shí)混凝土的極限應(yīng)變來(lái)控制其極限承載能力。此時(shí)混凝土的極限應(yīng)變值可以取到值可以取到 =0.0033=0.0033。即受壓區(qū)應(yīng)力圖式成矩形。如。即受壓區(qū)應(yīng)力圖式成矩

6、形。如果原結(jié)構(gòu)材料的應(yīng)力使用過(guò)高，會(huì)使原結(jié)構(gòu)遭達(dá)到破壞果原結(jié)構(gòu)材料的應(yīng)力使用過(guò)高，會(huì)使原結(jié)構(gòu)遭達(dá)到破壞，由組合截面新增材料需承受全部外載時(shí)，則有必要考，由組合截面新增材料需承受全部外載時(shí)，則有必要考慮加固的經(jīng)濟(jì)性。慮加固的經(jīng)濟(jì)性。 cdfsdfcdfsdf cu 3.2.5 3.2.5 加固后的承載能力是依原構(gòu)件中混凝土或鋼筋加固后的承載能力是依原構(gòu)件中混凝土或鋼筋達(dá)到其設(shè)計(jì)值控制使用。達(dá)到其設(shè)計(jì)值控制使用。 受拉區(qū)增大截面、貼鋼板、貼碳纖維等，其材料的受拉區(qū)增大截面、貼鋼板、貼碳纖維等，其材料的使用率一般受原構(gòu)件受拉鋼筋的使用率一般受原構(gòu)件受拉鋼筋的 控制，不可能充分控制，不可能充分發(fā)揮其能

7、力。因而，多貼只會(huì)降低其使用率，對(duì)承載發(fā)揮其能力。因而，多貼只會(huì)降低其使用率，對(duì)承載力的提高無(wú)益。力的提高無(wú)益。 在受壓區(qū)增高混凝土加固時(shí)，則考慮到混凝土的塑在受壓區(qū)增高混凝土加固時(shí)，則考慮到混凝土的塑性發(fā)展，中性軸的上移，新增混凝土的抗壓能力的提性發(fā)展，中性軸的上移，新增混凝土的抗壓能力的提高，按分階段受力計(jì)算承載力影響不會(huì)太大。高，按分階段受力計(jì)算承載力影響不會(huì)太大。 抗剪加固新增材料后，設(shè)計(jì)亦應(yīng)考慮分階段受力的抗剪加固新增材料后，設(shè)計(jì)亦應(yīng)考慮分階段受力的特點(diǎn)。特點(diǎn)。sdf構(gòu)構(gòu)件件加加固固方方法法5 5 增大截面加固法增大截面加固法6 6 粘貼鋼板加固法粘貼鋼板加固法7 7 粘貼纖維復(fù)合材

8、料加固法粘貼纖維復(fù)合材料加固法8 8 體外預(yù)應(yīng)力加固法體外預(yù)應(yīng)力加固法9 9 改變體系加固法改變體系加固法 設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)內(nèi)內(nèi)容容 構(gòu)件加固方法構(gòu)件加固方法 一一5 5 增大截面加固法增大截面加固法 5.2.1 5.2.1 必須采用當(dāng)前結(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)強(qiáng)度。在承載力必須采用當(dāng)前結(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)強(qiáng)度。在承載力檢測(cè)時(shí)給以確定。檢測(cè)時(shí)給以確定。 實(shí)測(cè)結(jié)構(gòu)混凝土標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度不宜過(guò)低。因?yàn)榧訉?shí)測(cè)結(jié)構(gòu)混凝土標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度不宜過(guò)低。因?yàn)榧庸毯蟮臉?gòu)件承載力是依原構(gòu)件混凝土及鋼筋達(dá)到設(shè)計(jì)值固后的構(gòu)件承載力是依原構(gòu)件混凝土及鋼筋達(dá)到設(shè)計(jì)值確定，該值過(guò)低時(shí)，加固后的承載力難以提高而滿足要確定，該值過(guò)低時(shí)，加固后的承載力難以提高而滿足要求，

9、加固則失去了意義。求，加固則失去了意義。 5.1.3 5.1.3 核心是結(jié)合面必須牢靠而無(wú)相對(duì)錯(cuò)動(dòng)。否則不核心是結(jié)合面必須牢靠而無(wú)相對(duì)錯(cuò)動(dòng)。否則不可能共同受力，使計(jì)算模式變異，不能正確反映受力特可能共同受力，使計(jì)算模式變異，不能正確反映受力特征。征。增增大大截截面面加加固固法法 5.2.2 5.2.2 僅在受壓區(qū)加厚混凝土加固時(shí)，原構(gòu)件即是受壓僅在受壓區(qū)加厚混凝土加固時(shí)，原構(gòu)件即是受壓區(qū)進(jìn)入塑性階段，由于混凝土應(yīng)變發(fā)展很快，其壓應(yīng)力區(qū)進(jìn)入塑性階段，由于混凝土應(yīng)變發(fā)展很快，其壓應(yīng)力會(huì)迅速由新加混凝土承擔(dān)，加上中性軸的移動(dòng)，原構(gòu)件會(huì)迅速由新加混凝土承擔(dān)，加上中性軸的移動(dòng)，原構(gòu)件受壓邊處于卸載狀態(tài)。

10、因而可以按受壓邊處于卸載狀態(tài)。因而可以按JTG D62-2004JTG D62-2004第第8.18.1節(jié)進(jìn)行。節(jié)進(jìn)行。 但是，考慮結(jié)合面的混凝土收縮差時(shí)，應(yīng)計(jì)入混凝但是，考慮結(jié)合面的混凝土收縮差時(shí)，應(yīng)計(jì)入混凝土的徐變影響，加厚層內(nèi)按構(gòu)造應(yīng)配置鋼筋，特別注意土的徐變影響，加厚層內(nèi)按構(gòu)造應(yīng)配置鋼筋，特別注意配置結(jié)合面上的抗剪鋼筋。配置結(jié)合面上的抗剪鋼筋。增增大大截截面面加加固固法法 5.2.3 5.2.3 受彎構(gòu)件承載力極限狀態(tài)，是指材料的應(yīng)力用受彎構(gòu)件承載力極限狀態(tài)，是指材料的應(yīng)力用到設(shè)計(jì)強(qiáng)度到設(shè)計(jì)強(qiáng)度 或或 值。此時(shí)的應(yīng)變提升很快，應(yīng)力增幅值。此時(shí)的應(yīng)變提升很快，應(yīng)力增幅停滯或緩慢，因而受壓

11、區(qū)混凝土應(yīng)力可以等效為矩形。停滯或緩慢，因而受壓區(qū)混凝土應(yīng)力可以等效為矩形。 此時(shí)的結(jié)構(gòu)截面應(yīng)力不再成直線分布，也不符合平此時(shí)的結(jié)構(gòu)截面應(yīng)力不再成直線分布，也不符合平截面假定。因而截面假定。因而 不能按平截而假定求得！不能按平截而假定求得！ 因?yàn)殇摻罨炷两Y(jié)構(gòu)按平衡設(shè)計(jì)或低筋設(shè)計(jì)時(shí)，承因?yàn)殇摻罨炷两Y(jié)構(gòu)按平衡設(shè)計(jì)或低筋設(shè)計(jì)時(shí)，承載能力均由鋼筋控制。因而，載能力均由鋼筋控制。因而， 的求得采用原結(jié)構(gòu)受拉的求得采用原結(jié)構(gòu)受拉鋼筋達(dá)到設(shè)計(jì)值鋼筋達(dá)到設(shè)計(jì)值 來(lái)控制，即：來(lái)控制，即：2222111112()2hossdshvsxEsfxEcdfsdf2s2s1sdf增增大大截截面面加加固固法法 新增鋼筋

12、比原構(gòu)件鋼筋滯后一期載荷新增鋼筋比原構(gòu)件鋼筋滯后一期載荷 ，同步增，同步增長(zhǎng)使原構(gòu)件鋼筋應(yīng)力先達(dá)到設(shè)計(jì)值。如果原構(gòu)件鋼筋長(zhǎng)使原構(gòu)件鋼筋應(yīng)力先達(dá)到設(shè)計(jì)值。如果原構(gòu)件鋼筋應(yīng)變繼續(xù)增加，雖然其應(yīng)力停止增大，但存在著拉斷應(yīng)變繼續(xù)增加，雖然其應(yīng)力停止增大，但存在著拉斷的可能。的可能。 新增鋼筋的應(yīng)力雖則有所放大新增鋼筋的應(yīng)力雖則有所放大 ，但隨著，但隨著 的值增大在減小，一般很難達(dá)到設(shè)計(jì)值的值增大在減小，一般很難達(dá)到設(shè)計(jì)值 。2222111112()2hossdshvsxEsfxE1s0102hh1s2sdf增增大大截截面面加加固固法法 增大增大 ，即新增鋼筋離開中性軸較遠(yuǎn)，即新增鋼筋離開中性軸較遠(yuǎn) ；

13、減小減小 ，卸載加固（，卸載加固（ 減小）；減?。?； 加大新增鋼筋面積，在應(yīng)變一定的情況下提加大新增鋼筋面積，在應(yīng)變一定的情況下提高承拉力高承拉力 ；給新增鋼筋施加預(yù)拉應(yīng)力給新增鋼筋施加預(yù)拉應(yīng)力 ， 使其與原鋼筋同時(shí)達(dá)到設(shè)計(jì)值使其與原鋼筋同時(shí)達(dá)到設(shè)計(jì)值 。如果要提高加固構(gòu)件承載力如果要提高加固構(gòu)件承載力 02h02h02h02h1s1dM22ssdsyf增增大大截截面面加加固固法法 增增大大截截面面加加固固法法 增增大大截截面面加加固固法法 5.2.6 5.2.6 受彎構(gòu)件達(dá)到受彎承載能力極限狀態(tài)時(shí)，新增受彎構(gòu)件達(dá)到受彎承載能力極限狀態(tài)時(shí)，新增縱向普通鋼筋的拉應(yīng)變縱向普通鋼筋的拉應(yīng)變 1102

14、1022)()(xxhxxhccus（） 是由圖所示的幾何關(guān)系求得。但是，依截面應(yīng)變值是由圖所示的幾何關(guān)系求得。但是，依截面應(yīng)變值 求求 時(shí)，截面應(yīng)變并非線性分布，其求法值得討論。時(shí)，截面應(yīng)變并非線性分布，其求法值得討論。2scu2s增增大大截截面面加加固固法法 討論討論： 1 1）結(jié)構(gòu)承載能力達(dá)到極限狀態(tài)時(shí)，材料已進(jìn)入彈塑性）結(jié)構(gòu)承載能力達(dá)到極限狀態(tài)時(shí)，材料已進(jìn)入彈塑性階段，平截面假定只適用于彈性階段，在彈塑性或塑性階段，平截面假定只適用于彈性階段，在彈塑性或塑性階段不能依平截面假定的幾何關(guān)系推求新加材料應(yīng)變。階段不能依平截面假定的幾何關(guān)系推求新加材料應(yīng)變。以混凝土以混凝土 設(shè)計(jì)強(qiáng)度及標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)

15、度相應(yīng)的應(yīng)變?yōu)槔O(shè)計(jì)強(qiáng)度及標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度相應(yīng)的應(yīng)變?yōu)槔?0065. 01045. 3/4 .22/4codEf00094. 01045. 3/4 .32/4cckEf 材料在標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度以內(nèi)時(shí)，基本上能處于彈性階段，材料在標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度以內(nèi)時(shí)，基本上能處于彈性階段，可以利用平截面假定?？梢岳闷浇孛婕俣?。 采用采用 極限壓應(yīng)變時(shí)，材料已進(jìn)入塑極限壓應(yīng)變時(shí)，材料已進(jìn)入塑性階段，其應(yīng)力雖不再增長(zhǎng)，但時(shí)，彈性模量性階段，其應(yīng)力雖不再增長(zhǎng)，但時(shí)，彈性模量 值值的下降，的下降， 增長(zhǎng)很快，呈曲線變化！增長(zhǎng)很快，呈曲線變化！50C0033. 0cucEc增增大大截截面面加加固固法法 2 2）在彈性階段，截面的應(yīng)力、應(yīng)變呈

16、直線變化時(shí)，）在彈性階段，截面的應(yīng)力、應(yīng)變呈直線變化時(shí)，其壓應(yīng)力呈三角形，并非矩形應(yīng)力圖式。結(jié)構(gòu)進(jìn)入塑性其壓應(yīng)力呈三角形，并非矩形應(yīng)力圖式。結(jié)構(gòu)進(jìn)入塑性階段后，受壓區(qū)應(yīng)力圖式近似成為矩形，采用階段后，受壓區(qū)應(yīng)力圖式近似成為矩形，采用的折算的折算辦法求合力可行。求中性軸位置顯然不合理，其所得非辦法求合力可行。求中性軸位置顯然不合理，其所得非線性變化的中性軸位置。線性變化的中性軸位置。增增大大截截面面加加固固法法 3 3）依）依JTG D62-2004JTG D62-2004第、條混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度第、條混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度 及彈性模量及彈性模量 求相應(yīng)的應(yīng)變值求相應(yīng)的應(yīng)變值 ： 式中受壓區(qū)邊緣采用式中

17、受壓區(qū)邊緣采用 ，依直線推求，依直線推求 ，顯然擴(kuò)大了顯然擴(kuò)大了10.510.54.54.5倍。倍。cdfEcc0.0033cu2s增增大大截截面面加加固固法法 4 4）按平截面假定計(jì)算）按平截面假定計(jì)算 ，必須限制，必須限制 在線性范圍在線性范圍內(nèi)?；炷恋膽?yīng)變圖如下：（見結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理圖）內(nèi)?；炷恋膽?yīng)變圖如下：（見結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理圖）2sc增增大大截截面面加加固固法法 由圖可知，由圖可知， 在在0 00.00060.0006的范圍內(nèi)，基本上的范圍內(nèi)，基本上成線性變化，大于成線性變化，大于0.00060.0006時(shí)，成曲線變化。顯然，時(shí)，成曲線變化。顯然，采用采用 推求推求 是不合理的。是不合理

18、的。 5 5）原結(jié)構(gòu)一般都是按平衡設(shè)計(jì)或低筋設(shè)計(jì)，因而）原結(jié)構(gòu)一般都是按平衡設(shè)計(jì)或低筋設(shè)計(jì)，因而 依依325325條限制，原結(jié)構(gòu)受拉鋼筋會(huì)首先到達(dá)條限制，原結(jié)構(gòu)受拉鋼筋會(huì)首先到達(dá) 而控制設(shè)計(jì)。而控制設(shè)計(jì)。 以以 （第一階段彎矩的組合值）求滯后應(yīng)力（第一階段彎矩的組合值）求滯后應(yīng)力 時(shí)，無(wú)需采用組合值，并且不能含施工荷載值。時(shí)，無(wú)需采用組合值，并且不能含施工荷載值。c0.0033cu2s1sdf1dM1c增增大大截截面面加加固固法法 建議建議： 求求 時(shí)，宜采用容許應(yīng)力法計(jì)算。依原結(jié)構(gòu)上下時(shí)，宜采用容許應(yīng)力法計(jì)算。依原結(jié)構(gòu)上下緣應(yīng)力為緣應(yīng)力為 、 控制。若原構(gòu)件截面有效高為控制。若原構(gòu)件截面有效

19、高為 ，受，受壓區(qū)高度為壓區(qū)高度為 ，鋼筋彈模為，鋼筋彈模為 ，而增加材料后的組合，而增加材料后的組合截面，相應(yīng)值為截面，相應(yīng)值為 、 、 時(shí)。時(shí)。 則：則：202221110112()2sssdssEhxfEhx2s1cdf1sdf1ho1X1sE2oh2X2sE增增大大截截面面加加固固法法 式中：式中： / / 為兩種鋼筋的折算系數(shù)，為兩種鋼筋的折算系數(shù)， 為原構(gòu)件構(gòu)件受拉鋼筋的后期貢獻(xiàn)值。為原構(gòu)件構(gòu)件受拉鋼筋的后期貢獻(xiàn)值。 為鋼筋位為鋼筋位置的影響系數(shù)。置的影響系數(shù)。202221110112()2sssdssEhxfEhx2sE1sE11()sdsf112222xhoxho 531 53

20、1 公式（公式（531-1531-1）中）中 、 的求值的求值 在（），（）中依應(yīng)變不超過(guò)在（），（）中依應(yīng)變不超過(guò) ，扣除一期荷載應(yīng)變后的剩余值作為新增，扣除一期荷載應(yīng)變后的剩余值作為新增混凝土及新增鋼筋的貢獻(xiàn)值?；炷良靶略鲣摻畹呢暙I(xiàn)值。 討論討論： 控制量采用應(yīng)變控制量采用應(yīng)變 時(shí)，結(jié)構(gòu)的材料已進(jìn)時(shí)，結(jié)構(gòu)的材料已進(jìn)入彈塑性階段。因?yàn)榛炷翍?yīng)變能保持線性變化的入彈塑性階段。因?yàn)榛炷翍?yīng)變能保持線性變化的范圍大約在范圍大約在 左右。左右。2c2s0.002cu0.002cu0.0006c增增大大截截面面加加固固法法 建議： 依混凝土應(yīng)力達(dá)到設(shè)計(jì)值作為極限承載力求 、 。 即 22111()c

21、ccdccEfE22111()cscdccEfE2c2s增增大大截截面面加加固固法法 533 533 在兩側(cè)加厚偏心受壓構(gòu)件增大截面中，在兩側(cè)加厚偏心受壓構(gòu)件增大截面中， 公式（公式（533-1533-1）、（）、（533-2533-2）、（）、（533-533-3 3）、（）、（533-8533-8）及（）及（533-7533-7）中新增材料恢復(fù)應(yīng)）中新增材料恢復(fù)應(yīng)力：力： 討論討論： 受壓較大邊的新增混凝土參與受力后，當(dāng)其達(dá)到受壓較大邊的新增混凝土參與受力后，當(dāng)其達(dá)到 時(shí)，原結(jié)構(gòu)混凝土應(yīng)力是否超過(guò)時(shí)，原結(jié)構(gòu)混凝土應(yīng)力是否超過(guò) 值，一期載荷較大時(shí)值，一期載荷較大時(shí)，新加混凝土的應(yīng)力滯后如何考

22、慮？，新加混凝土的應(yīng)力滯后如何考慮？ 式中受壓區(qū)為式中受壓區(qū)為X X，未區(qū)分新、老混凝土的差異。，未區(qū)分新、老混凝土的差異。 當(dāng)新增鋼筋達(dá)到當(dāng)新增鋼筋達(dá)到 時(shí)，原配筋應(yīng)力不會(huì)滯留在時(shí)，原配筋應(yīng)力不會(huì)滯留在 值不變。特別是新增鋼筋強(qiáng)度低時(shí)，原配鋼筋有可能斷裂值不變。特別是新增鋼筋強(qiáng)度低時(shí)，原配鋼筋有可能斷裂！ 新增混凝土強(qiáng)度低時(shí)，原構(gòu)件混凝土實(shí)際強(qiáng)度增長(zhǎng)新增混凝土強(qiáng)度低時(shí)，原構(gòu)件混凝土實(shí)際強(qiáng)度增長(zhǎng)較快將兩者統(tǒng)一在一起計(jì)算，取較快將兩者統(tǒng)一在一起計(jì)算，取 控制是否合理？控制是否合理？2cdf1cdf2sdf 1sdf 1sdf 增增大大截截面面加加固固法法 建議建議： 第一期的軸力應(yīng)由原構(gòu)件承擔(dān)，

23、并產(chǎn)生一期應(yīng)力第一期的軸力應(yīng)由原構(gòu)件承擔(dān)，并產(chǎn)生一期應(yīng)力 、 ; ; 第二期軸力由加固后的組合截面承擔(dān)，按變形協(xié)第二期軸力由加固后的組合截面承擔(dān)，按變形協(xié)調(diào)條件，分別計(jì)算原構(gòu)件新增材料的二期應(yīng)力。調(diào)條件，分別計(jì)算原構(gòu)件新增材料的二期應(yīng)力。1c1s增增大大截截面面加加固固法法 以原結(jié)構(gòu)的控制截面的材料應(yīng)力達(dá)到其設(shè)計(jì)強(qiáng)度作以原結(jié)構(gòu)的控制截面的材料應(yīng)力達(dá)到其設(shè)計(jì)強(qiáng)度作為加固結(jié)構(gòu)承載力的極限值。為加固結(jié)構(gòu)承載力的極限值。 亦即：亦即： 第二期受壓構(gòu)件容許的應(yīng)變值為：第二期受壓構(gòu)件容許的應(yīng)變值為：1112cccdcEf或或1112sssdsEf （受拉）（受拉）222222cccscsEE222sssE

24、222sssE則則或或 （受拉受拉）增增大大截截面面加加固固法法 對(duì)于偏心受壓構(gòu)件，再計(jì)入所求應(yīng)力點(diǎn)在截面中的位置對(duì)于偏心受壓構(gòu)件，再計(jì)入所求應(yīng)力點(diǎn)在截面中的位置影響系數(shù)。影響系數(shù)。 534 534 式式 （534-1534-1） 535 535 式式 （534-2534-2） 0111(1)scashExhc222()oscushxxh c增增大大截截面面加加固固法法 依受壓較大邊應(yīng)變依受壓較大邊應(yīng)變 為控制，由平截面變形為控制，由平截面變形的直線關(guān)系求未知量。的直線關(guān)系求未知量。當(dāng)截面應(yīng)變進(jìn)入塑性狀當(dāng)截面應(yīng)變進(jìn)入塑性狀態(tài)后，截面變形不再保態(tài)后，截面變形不再保持平截面變形，因而本持平截面變形

25、，因而本身幾何關(guān)系不成立；身幾何關(guān)系不成立；在材料進(jìn)入彈塑性或塑性之后在材料進(jìn)入彈塑性或塑性之后，受壓區(qū)應(yīng)力圖形從三角形趨向，受壓區(qū)應(yīng)力圖形從三角形趨向于矩形。而中性軸到受壓側(cè)邊緣于矩形。而中性軸到受壓側(cè)邊緣高度的折算為受壓區(qū)高度采用系高度的折算為受壓區(qū)高度采用系數(shù)：數(shù)：取取 0.50.5時(shí)為三角形應(yīng)力圖時(shí)為三角形應(yīng)力圖式（線性分布）；取式（線性分布）；取1.01.0時(shí)全部時(shí)全部為矩形應(yīng)力圖式（全塑性分布）為矩形應(yīng)力圖式（全塑性分布）；采用；采用=0.8=0.8，則表明為彈塑性，則表明為彈塑性階段（非線性分布），依此求得階段（非線性分布），依此求得的中性軸位置（的中性軸位置（x/x/）為非線性

26、）為非線性時(shí)的位置。時(shí)的位置。 討論討論 534534536536條在條文說(shuō)明中圖條在條文說(shuō)明中圖5-15-1、圖、圖5-25-2是是按直線應(yīng)變圖式求按直線應(yīng)變圖式求 、 是否妥當(dāng)可以考慮是否妥當(dāng)可以考慮？2s2s增增大大截截面面加加固固法法 骨料咬合作用力。即界面上凹凸不平的部分產(chǎn)生和咬合力骨料咬合作用力。即界面上凹凸不平的部分產(chǎn)生和咬合力；摩擦作用力。即結(jié)合面滑動(dòng)時(shí)，界面上產(chǎn)生磨擦作用力；摩擦作用力。即結(jié)合面滑動(dòng)時(shí)，界面上產(chǎn)生磨擦作用力； 鋼筋的暗銷作用力。鋼筋的暗銷作用力。 123542 542 在受壓區(qū)增加混凝土增大截面加固時(shí)，新老混凝土在受壓區(qū)增加混凝土增大截面加固時(shí)，新老混凝土共同

27、工作是靠結(jié)合面的抗剪來(lái)保證的。共同工作是靠結(jié)合面的抗剪來(lái)保證的。增增大大截截面面加加固固法法 對(duì)于不設(shè)錨固鋼筋的結(jié)合面，剪力主要由咬合作用對(duì)于不設(shè)錨固鋼筋的結(jié)合面，剪力主要由咬合作用力和摩擦作用力傳遞。依力和摩擦作用力傳遞。依JTG D62-2004JTG D62-2004及參照及參照美美國(guó)公路橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范國(guó)公路橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范（AASHTO14AASHTO14版）規(guī)定，結(jié)合面抗版）規(guī)定，結(jié)合面抗剪承載力應(yīng)符合：剪承載力應(yīng)符合：222sssE 00.45 aaV VMPbho（542-1） 對(duì)于結(jié)合面設(shè)置暗銷錨固鋼筋時(shí)，同一豎向截面配置對(duì)于結(jié)合面設(shè)置暗銷錨固鋼筋時(shí)，同一豎向截面配置不少于不少于 的

28、結(jié)合鋼筋時(shí)，結(jié)合面抗剪承載力的結(jié)合鋼筋時(shí)，結(jié)合面抗剪承載力應(yīng)符合：應(yīng)符合：02 aaV VMPbho（542-2） )(3 .02mmfbSsav增增大大截截面面加加固固法法 二二. 6 . 6 粘貼鋼板加固法粘貼鋼板加固法 6.2.3 6.2.3 加固鋼板的拉應(yīng)變加固鋼板的拉應(yīng)變 值：值： 111()()cucsphxhxxx（）（） 是按平截面假定確定鋼板的拉應(yīng)變是按平截面假定確定鋼板的拉應(yīng)變 。spsp粘粘貼貼鋼鋼板板加加固固法法 討論討論： 當(dāng)受壓邊緣混凝土應(yīng)變達(dá)到當(dāng)受壓邊緣混凝土應(yīng)變達(dá)到 時(shí)，截面還能時(shí)，截面還能保持平截面應(yīng)變嗎？且中性軸位置保持平截面應(yīng)變嗎？且中性軸位置 的折算也為

29、的折算也為非線形應(yīng)力圖式的截面狀態(tài)；非線形應(yīng)力圖式的截面狀態(tài)； 一般情況結(jié)構(gòu)承載力是由受拉區(qū)鋼筋控制，因承載一般情況結(jié)構(gòu)承載力是由受拉區(qū)鋼筋控制，因承載力不足才進(jìn)行外貼鋼板加固。力不足才進(jìn)行外貼鋼板加固。 如果以受壓區(qū)邊緣混凝土應(yīng)變達(dá)到極限值推求鋼板應(yīng)如果以受壓區(qū)邊緣混凝土應(yīng)變達(dá)到極限值推求鋼板應(yīng)力，是否受拉鋼筋力，是否受拉鋼筋 的應(yīng)力已超過(guò)其設(shè)計(jì)強(qiáng)度的應(yīng)力已超過(guò)其設(shè)計(jì)強(qiáng)度 。0033. 0cu8 . 0/xxsA1sdf粘粘貼貼鋼鋼板板加加固固法法 建議建議： 采用受拉區(qū)原結(jié)構(gòu)鋼筋應(yīng)力達(dá)到設(shè)計(jì)值采用受拉區(qū)原結(jié)構(gòu)鋼筋應(yīng)力達(dá)到設(shè)計(jì)值 來(lái)控來(lái)控制求制求 ， 即：即： 復(fù)核受壓區(qū)邊緣應(yīng)力復(fù)核受壓區(qū)邊

30、緣應(yīng)力11102()2spdspsdocrciEMhxfhxIEhx1sdfsp11cdcf粘粘貼貼鋼鋼板板加加固固法法 如果受壓區(qū)邊緣應(yīng)力首先達(dá)到如果受壓區(qū)邊緣應(yīng)力首先達(dá)到 ，推求，推求 時(shí)（略時(shí)（略去鋼板厚度的影響）則：去鋼板厚度的影響）則： 在混凝土強(qiáng)度不超過(guò)設(shè)計(jì)強(qiáng)度時(shí)，截面仍處于彈性在混凝土強(qiáng)度不超過(guò)設(shè)計(jì)強(qiáng)度時(shí)，截面仍處于彈性范圍內(nèi)，平截面假定還可成立。范圍內(nèi)，平截面假定還可成立。 若若 時(shí)，則：時(shí)，則： 復(fù)核受拉區(qū)鋼筋應(yīng)力復(fù)核受拉區(qū)鋼筋應(yīng)力 ：1011sdcdsfxxhfxxhfccdsp)(111111spcdchxhxfxxcdfsp1xx 1s粘粘貼貼鋼鋼板板加加固固法法 6.

31、3.1 6.3.1 兩側(cè)貼鋼板的偏心受壓鋼筋混凝土構(gòu)件，正截面承兩側(cè)貼鋼板的偏心受壓鋼筋混凝土構(gòu)件，正截面承載力計(jì)算公式（）載力計(jì)算公式（） (6.3.1-2) (6.3.1-2) （）中（）中 討論討論： 承受第一階段壓應(yīng)力的原構(gòu)件混凝土和鋼筋的應(yīng)力承受第一階段壓應(yīng)力的原構(gòu)件混凝土和鋼筋的應(yīng)力達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度 、 時(shí)，外貼鋼板的應(yīng)力狀態(tài)是什么時(shí)，外貼鋼板的應(yīng)力狀態(tài)是什么？ 原構(gòu)件應(yīng)力滯留在原構(gòu)件應(yīng)力滯留在 、 不再上升時(shí)，表示已進(jìn)不再上升時(shí)，表示已進(jìn)入塑性階段，這時(shí)應(yīng)變加大，彈模下降，入塑性階段，這時(shí)應(yīng)變加大，彈模下降， 應(yīng)力停滯。應(yīng)力停滯。當(dāng)混凝土的應(yīng)變達(dá)到當(dāng)混凝土的應(yīng)變達(dá)到 之前

32、，外貼鋼板的應(yīng)變之前，外貼鋼板的應(yīng)變 同步增長(zhǎng)，其應(yīng)力能夠達(dá)到同步增長(zhǎng)，其應(yīng)力能夠達(dá)到 值。值。 1cdfsdf 1cdfsdf 0033. 0cuspf 粘粘貼貼鋼鋼板板加加固固法法 因?yàn)橐驗(yàn)?R235: R235: HRB335: HRB335: 均先于均先于 達(dá)到其設(shè)計(jì)值達(dá)到其設(shè)計(jì)值51950.000932.1 10sdsfE52800.00142.1 10sdsfEcu粘粘貼貼鋼鋼板板加加固固法法 6.3.2 6.3.2 當(dāng)為小偏心時(shí)當(dāng)為小偏心時(shí) （）（） 受壓較大區(qū)邊緣應(yīng)變達(dá)到受壓較大區(qū)邊緣應(yīng)變達(dá)到 時(shí)，截面應(yīng)變已不為線時(shí)，截面應(yīng)變已不為線性變化，所以受拉區(qū)鋼筋應(yīng)力性變化，所以受拉區(qū)

33、鋼筋應(yīng)力 的值能否這樣求得需要的值能否這樣求得需要研究。研究。) 1(0 xEhscuscus粘粘貼貼鋼鋼板板加加固固法法 6.3.3 6.3.3 式式 （）（） 是以一平截面線性比例關(guān)系求是以一平截面線性比例關(guān)系求 。 應(yīng)變達(dá)到極限值應(yīng)變達(dá)到極限值 時(shí)，截面的應(yīng)力、應(yīng)變已不成時(shí)，截面的應(yīng)力、應(yīng)變已不成直線分布！直線分布！1pxxcuhspspcu粘粘貼貼鋼鋼板板加加固固法法 6.3.5 6.3.5 計(jì)算式：計(jì)算式： （）（） 對(duì)受壓較大邊普通鋼筋合力點(diǎn)取矩，圖示：對(duì)受壓較大邊普通鋼筋合力點(diǎn)取矩，圖示：111220()()()2odcdosdssdssspspshN efbh hfAfAhaf

34、 A a粘粘貼貼鋼鋼板板加加固固法法 對(duì)受壓較大邊普通鋼筋合力點(diǎn)取矩，圖示對(duì)受壓較大邊普通鋼筋合力點(diǎn)取矩，圖示 粘粘貼貼鋼鋼板板加加固固法法 計(jì)算式應(yīng)為計(jì)算式應(yīng)為 式中式中 、 隨隨 的變化在變化。的變化在變化。 中應(yīng)計(jì)入第中應(yīng)計(jì)入第一階段的荷載應(yīng)力。在極限狀態(tài)一階段的荷載應(yīng)力。在極限狀態(tài) 式（式（）中，中，多出多出 項(xiàng)，缺少項(xiàng)，缺少 項(xiàng)！項(xiàng)！0102200()()2acdsssspspspsp shNef bh hA haA hf A a 2ssp,e2s22sdsf11ssdAf 0hAspsp粘粘貼貼鋼鋼板板加加固固法法 6.4.1 6.4.1 （）中，（）中， 第一階段軸向力第一階段軸

35、向力 組合設(shè)計(jì)值。采用軸向力值即可，無(wú)需再加安全度，因?yàn)榻M合設(shè)計(jì)值。采用軸向力值即可，無(wú)需再加安全度，因?yàn)?已為組合設(shè)計(jì)值。已為組合設(shè)計(jì)值。11assNA E1aNaN粘粘貼貼鋼鋼板板加加固固法法 6.4.3 6.4.3 大偏心受拉構(gòu)件大偏心受拉構(gòu)件 式式 （）（） 討論討論： 大偏心受拉構(gòu)件，求外貼鋼板應(yīng)變時(shí)，以混凝土大偏心受拉構(gòu)件，求外貼鋼板應(yīng)變時(shí)，以混凝土的極限壓變的極限壓變 作為控制條件妥當(dāng)否？作為控制條件妥當(dāng)否？ 式中采用式中采用 恢復(fù)中性軸位置可否？恢復(fù)中性軸位置可否？ 使用在截使用在截面應(yīng)力近似于矩形的彈塑性階段，此時(shí)截面應(yīng)力、應(yīng)變面應(yīng)力近似于矩形的彈塑性階段，此時(shí)截面應(yīng)力、應(yīng)變

36、并非直線分布狀態(tài)。并非直線分布狀態(tài)。spspccuspEfxxhxxh111)()(cu粘粘貼貼鋼鋼板板加加固固法法 建議建議： 采用采用 即從原構(gòu)件受拉鋼筋設(shè)計(jì)強(qiáng)度中扣除第一階段的消即從原構(gòu)件受拉鋼筋設(shè)計(jì)強(qiáng)度中扣除第一階段的消 耗值，將剩余值作為后期應(yīng)變，折算求得應(yīng)力。耗值，將剩余值作為后期應(yīng)變，折算求得應(yīng)力。1010()spaspsdcxENe xhxfIEshx粘粘貼貼鋼鋼板板加加固固法法 三三7 7 粘貼纖維復(fù)合材料加固法粘貼纖維復(fù)合材料加固法 （一）采用這一方法加固構(gòu)件時(shí)，應(yīng)充分注意以下特點(diǎn)（一）采用這一方法加固構(gòu)件時(shí)，應(yīng)充分注意以下特點(diǎn) 加固后原構(gòu)件的剛度基本上不發(fā)生變化。變形過(guò)加

37、固后原構(gòu)件的剛度基本上不發(fā)生變化。變形過(guò) 大而產(chǎn)生的病害需要加固時(shí)，應(yīng)慎用。大而產(chǎn)生的病害需要加固時(shí)，應(yīng)慎用。 被加固構(gòu)件的材料已達(dá)到承載力極限時(shí)，如果不被加固構(gòu)件的材料已達(dá)到承載力極限時(shí)，如果不 可能大幅度卸載加固時(shí)慎用?？赡艽蠓刃遁d加固時(shí)慎用。 這時(shí)纖維材料粘貼后發(fā)揮的作用并不大。因?yàn)榧庸踢@時(shí)纖維材料粘貼后發(fā)揮的作用并不大。因?yàn)榧庸?后的構(gòu)件依變形協(xié)調(diào)條件分配后續(xù)荷載，纖維材料面積后的構(gòu)件依變形協(xié)調(diào)條件分配后續(xù)荷載，纖維材料面積 小，如果彈模不高時(shí)，其剛度就更低，難以承擔(dān)后加荷小，如果彈模不高時(shí)，其剛度就更低，難以承擔(dān)后加荷載。載。粘粘貼貼纖纖維維復(fù)復(fù)合合加加固固法法 不可使纖維材料承受

38、剪切力。因而，即是承拉，也不可使纖維材料承受剪切力。因而，即是承拉，也要防止轉(zhuǎn)角凸起，尖楞等使其局部受剪。要防止轉(zhuǎn)角凸起，尖楞等使其局部受剪。 纖維材料是依靠黏結(jié)材料粘結(jié)于構(gòu)件上共同受力。纖維材料是依靠黏結(jié)材料粘結(jié)于構(gòu)件上共同受力。因而黏結(jié)材料應(yīng)具有更重要的可靠性要求。因而黏結(jié)材料應(yīng)具有更重要的可靠性要求。 纖維材料具有良好地抗拉性能。用于加固承拉構(gòu)件纖維材料具有良好地抗拉性能。用于加固承拉構(gòu)件或承壓柱體的環(huán)向圍束加固，有其不可替代的優(yōu)勢(shì)?；虺袎褐w的環(huán)向圍束加固，有其不可替代的優(yōu)勢(shì)。 環(huán)向圍束加固承壓柱體，以約束柱體橫向變形來(lái)提環(huán)向圍束加固承壓柱體，以約束柱體橫向變形來(lái)提高其承壓能力，并且又

39、提高了受壓柱體的延性，對(duì)結(jié)構(gòu)高其承壓能力，并且又提高了受壓柱體的延性，對(duì)結(jié)構(gòu)抗震大有好處。抗震大有好處。粘粘貼貼纖纖維維復(fù)復(fù)合合加加固固法法 使用廉價(jià)纖維材料封閉結(jié)構(gòu)裂縫的維修方法具有使用廉價(jià)纖維材料封閉結(jié)構(gòu)裂縫的維修方法具有其優(yōu)勢(shì)。其優(yōu)勢(shì)。 其施工簡(jiǎn)單、操作方便、使用機(jī)具少；效果好、耐其施工簡(jiǎn)單、操作方便、使用機(jī)具少；效果好、耐久。因而廣為使用。久。因而廣為使用。 采用纖維材料加固時(shí)，應(yīng)防止產(chǎn)生脫空、氣泡，采用纖維材料加固時(shí)，應(yīng)防止產(chǎn)生脫空、氣泡，要求兩端錨固必須可靠。要求兩端錨固必須可靠。粘粘貼貼纖纖維維復(fù)復(fù)合合加加固固法法 （二）二） 值的求解值的求解 按極限狀態(tài)計(jì)算結(jié)構(gòu)承載力時(shí)，混凝土

40、的極限壓應(yīng)變按極限狀態(tài)計(jì)算結(jié)構(gòu)承載力時(shí)，混凝土的極限壓應(yīng)變可用取可用取 ，鋼筋的極限拉應(yīng)變?nèi)∮茫摻畹臉O限拉應(yīng)變?nèi)∮?.010.01。 顯然，在這一應(yīng)變狀態(tài)下，截面不再為平截面應(yīng)力、顯然，在這一應(yīng)變狀態(tài)下，截面不再為平截面應(yīng)力、應(yīng)變狀態(tài)，因而無(wú)法用平截面假定以極限應(yīng)變值推求新加應(yīng)變狀態(tài)，因而無(wú)法用平截面假定以極限應(yīng)變值推求新加材料的應(yīng)變。材料的應(yīng)變。 依依3.23.2加固設(shè)計(jì)算基本假定加固設(shè)計(jì)算基本假定的條，加固后，結(jié)構(gòu)的的條，加固后，結(jié)構(gòu)的極限承載力是以原結(jié)構(gòu)中混凝土或鋼筋強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)值來(lái)極限承載力是以原結(jié)構(gòu)中混凝土或鋼筋強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)值來(lái)控制。因而，我們利用原結(jié)構(gòu)混凝土或鋼筋達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度控制

41、。因而，我們利用原結(jié)構(gòu)混凝土或鋼筋達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度時(shí)的相應(yīng)應(yīng)變值來(lái)控制。并且在設(shè)計(jì)強(qiáng)度范圍以內(nèi)材料的時(shí)的相應(yīng)應(yīng)變值來(lái)控制。并且在設(shè)計(jì)強(qiáng)度范圍以內(nèi)材料的彈性模量近似直線，應(yīng)力、應(yīng)變關(guān)系成線性變化。彈性模量近似直線，應(yīng)力、應(yīng)變關(guān)系成線性變化。f0033. 0cu粘粘貼貼纖纖維維復(fù)復(fù)合合加加固固法法 由于一期載荷已在原結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生了一定的應(yīng)變由于一期載荷已在原結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生了一定的應(yīng)變 或或 ，將此作為新加材料的滯后值計(jì)入。故：，將此作為新加材料的滯后值計(jì)入。故： 式中：式中： 彎曲變形時(shí)，新、舊拉伸材料形心到截面彎曲變形時(shí)，新、舊拉伸材料形心到截面中性軸的距離比值，中性軸的距離比值， 即：即： 當(dāng)外貼材料與

42、受拉鋼筋很近時(shí)，（即當(dāng)外貼材料與受拉鋼筋很近時(shí)，（即 ）?。┤?= 1 = 1。 因而：因而：)(1sssdfEfnnxhxh0sfsssdfffEEEfE)(11c1shas05. 0粘粘貼貼纖纖維維復(fù)復(fù)合合加加固固法法 如果原結(jié)構(gòu)截面受壓區(qū)混凝土先于受拉區(qū)鋼筋達(dá)到設(shè)如果原結(jié)構(gòu)截面受壓區(qū)混凝土先于受拉區(qū)鋼筋達(dá)到設(shè) 計(jì)強(qiáng)度時(shí)，加固時(shí)混凝土應(yīng)變?yōu)橛?jì)強(qiáng)度時(shí)，加固時(shí)混凝土應(yīng)變?yōu)?， 則：則： （ 加固后受壓區(qū)高度）加固后受壓區(qū)高度） 式中式中 1snncdfxxhEcf11011xxhcsfffE （ 加固前受壓區(qū)高度）加固前受壓區(qū)高度）1cnx1x粘粘貼貼纖纖維維復(fù)復(fù)合合加加固固法法 四四. 8

43、. 8 體外預(yù)應(yīng)力加固法體外預(yù)應(yīng)力加固法 ( (一一) )基本概念基本概念 體外施加預(yù)應(yīng)力加固結(jié)構(gòu)，是一種人為主動(dòng)加固的方體外施加預(yù)應(yīng)力加固結(jié)構(gòu)，是一種人為主動(dòng)加固的方法。由于預(yù)加力的作用，改善了原結(jié)構(gòu)的應(yīng)力狀態(tài)，提高法。由于預(yù)加力的作用，改善了原結(jié)構(gòu)的應(yīng)力狀態(tài)，提高了原梁的承載能力和抗裂性。了原梁的承載能力和抗裂性。 在外荷載作用下，體外預(yù)應(yīng)力筋的伸長(zhǎng)取決于兩個(gè)錨在外荷載作用下，體外預(yù)應(yīng)力筋的伸長(zhǎng)取決于兩個(gè)錨固點(diǎn)間梁體的總變形。體外預(yù)應(yīng)力筋的應(yīng)力，取決于梁體固點(diǎn)間梁體的總變形。體外預(yù)應(yīng)力筋的應(yīng)力，取決于梁體 變形的發(fā)揮程度。在一般情況下，極限狀態(tài)時(shí)體外預(yù)應(yīng)變形的發(fā)揮程度。在一般情況下，極限狀

44、態(tài)時(shí)體外預(yù)應(yīng) 力筋達(dá)不到材料強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。力筋達(dá)不到材料強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。 體體外外預(yù)預(yù)應(yīng)應(yīng)力力加加固固法法 表現(xiàn)特點(diǎn)有：表現(xiàn)特點(diǎn)有： 張拉體外預(yù)應(yīng)力鋼筋后，會(huì)使原結(jié)構(gòu)中的預(yù)應(yīng)力產(chǎn)張拉體外預(yù)應(yīng)力鋼筋后，會(huì)使原結(jié)構(gòu)中的預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生二次拉損失。生二次拉損失。 張拉體外預(yù)應(yīng)力鋼筋后，原結(jié)構(gòu)混凝土產(chǎn)生彈塑性張拉體外預(yù)應(yīng)力鋼筋后，原結(jié)構(gòu)混凝土產(chǎn)生彈塑性變形及發(fā)生混凝土收縮、徐變，導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力損失。變形及發(fā)生混凝土收縮、徐變，導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力損失。 體外預(yù)應(yīng)力筋的應(yīng)力取決于混凝土變形發(fā)揮的程度，體外預(yù)應(yīng)力筋的應(yīng)力取決于混凝土變形發(fā)揮的程度，低標(biāo)號(hào)混凝土的變形值大，在一般情況下，極限狀態(tài)時(shí)低標(biāo)號(hào)混凝土的變形值大，在一般情況下

45、，極限狀態(tài)時(shí)體外預(yù)應(yīng)力筋的應(yīng)力值達(dá)不到材料的設(shè)計(jì)強(qiáng)度。其應(yīng)力體外預(yù)應(yīng)力筋的應(yīng)力值達(dá)不到材料的設(shè)計(jì)強(qiáng)度。其應(yīng)力與梁的高跨比，混凝土的等級(jí)，梁的配筋率（預(yù)應(yīng)力筋與梁的高跨比，混凝土的等級(jí)，梁的配筋率（預(yù)應(yīng)力筋和非預(yù)應(yīng)力筋）有關(guān)。和非預(yù)應(yīng)力筋）有關(guān)。體體外外預(yù)預(yù)應(yīng)應(yīng)力力加加固固法法 我國(guó)頒布的我國(guó)頒布的無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程 （JGJ-2004JGJ-2004）中規(guī)定：）中規(guī)定： 體外預(yù)應(yīng)力筋的受彎構(gòu)件，在進(jìn)行正截面受彎承載體外預(yù)應(yīng)力筋的受彎構(gòu)件，在進(jìn)行正截面受彎承載力計(jì)算時(shí)，體外預(yù)應(yīng)力筋和應(yīng)力設(shè)計(jì)值力計(jì)算時(shí)，體外預(yù)應(yīng)力筋和應(yīng)力設(shè)計(jì)值 為：為： （ ） 且且 式

46、中：式中： 有效預(yù)應(yīng)力值；有效預(yù)應(yīng)力值； 抗性標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)值；抗性標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)值；100pepupypufpuMPapepyf體體外外預(yù)預(yù)應(yīng)應(yīng)力力加加固固法法 （二）計(jì)算內(nèi)容（二）計(jì)算內(nèi)容 需要計(jì)算持久狀況下的承載能力極限狀態(tài)；正常使用需要計(jì)算持久狀況下的承載能力極限狀態(tài)；正常使用極限狀態(tài)；持久和短暫狀態(tài)下的應(yīng)力。極限狀態(tài)；持久和短暫狀態(tài)下的應(yīng)力。 計(jì)算轉(zhuǎn)向構(gòu)造的承載力和抗裂性；錨固區(qū)的承載能力計(jì)算轉(zhuǎn)向構(gòu)造的承載力和抗裂性；錨固區(qū)的承載能力和抗裂性；持久狀況下其他局部構(gòu)件的承載能力。和抗裂性；持久狀況下其他局部構(gòu)件的承載能力。體體外外預(yù)預(yù)應(yīng)應(yīng)力力加加固固法法 8.2.3 8.2.3 持久狀況承載能力極

47、狀態(tài)計(jì)算持久狀況承載能力極狀態(tài)計(jì)算 1. 1.正截面抗彎承載力計(jì)算：正截面抗彎承載力計(jì)算： （）（） 式中漏掉受壓區(qū)鋼筋矩一項(xiàng)，應(yīng)為式中漏掉受壓區(qū)鋼筋矩一項(xiàng)，應(yīng)為00()2dcdxr Mfb x h0()sdssf A ha體體外外預(yù)預(yù)應(yīng)應(yīng)力力加加固固法法 00()2dcdxr Mf b x h 2. 2.斜截面抗剪承載力計(jì)算斜截面抗剪承載力計(jì)算 與與JTG D62-2004JTG D62-2004相關(guān)內(nèi)容相同，只是加入了體外相關(guān)內(nèi)容相同，只是加入了體外預(yù)應(yīng)力的作用。（預(yù)應(yīng)力的作用。（ ） 3. 3.轉(zhuǎn)向裝置計(jì)算轉(zhuǎn)向裝置計(jì)算 抗剪承載力、抗拉承載力、局部承壓承載力計(jì)算抗剪承載力、抗拉承載力、局

48、部承壓承載力計(jì)算pbAepube體體外外預(yù)預(yù)應(yīng)應(yīng)力力加加固固法法 8.2.4 8.2.4 持久狀況正常使用極限狀態(tài)計(jì)算持久狀況正常使用極限狀態(tài)計(jì)算 1 1）受彎構(gòu)件按全預(yù)應(yīng)力，）受彎構(gòu)件按全預(yù)應(yīng)力，A A類、類、B B類分別計(jì)算類分別計(jì)算; ; 2 2）預(yù)應(yīng)力損失考慮：）預(yù)應(yīng)力損失考慮： 轉(zhuǎn)向塊和錨固構(gòu)造管道的磨擦損失轉(zhuǎn)向塊和錨固構(gòu)造管道的磨擦損失 ; ; 錨具變形，筋（束）回縮和接縫壓縮損失錨具變形，筋（束）回縮和接縫壓縮損失 ; ; 分批張拉引起的混凝土彈壓損失分批張拉引起的混凝土彈壓損失 ; ; 鋼筋板馳損失鋼筋板馳損失 . .1c2c4c5c體體外外預(yù)預(yù)應(yīng)應(yīng)力力加加固固法法 體體外外預(yù)

49、預(yù)應(yīng)應(yīng)力力加加固固法法 3 3）抗裂性驗(yàn)算）抗裂性驗(yàn)算 1 1）正截面抗裂性驗(yàn)算）正截面抗裂性驗(yàn)算 2 2）斜截面抗裂性驗(yàn)算）斜截面抗裂性驗(yàn)算 3 3）轉(zhuǎn)向裝置與原結(jié)構(gòu)結(jié)合面的裂縫寬度驗(yàn)算）轉(zhuǎn)向裝置與原結(jié)構(gòu)結(jié)合面的裂縫寬度驗(yàn)算 4 4）B B類構(gòu)件，正常使用極限狀態(tài)下的裂縫寬度驗(yàn)算類構(gòu)件，正常使用極限狀態(tài)下的裂縫寬度驗(yàn)算 4 4）正常使用極限狀態(tài)下的撓度計(jì)算）正常使用極限狀態(tài)下的撓度計(jì)算 8.2.5 8.2.5 應(yīng)力計(jì)算應(yīng)力計(jì)算 需要計(jì)算使用階段正截面混凝土的法向應(yīng)力、斜截需要計(jì)算使用階段正截面混凝土的法向應(yīng)力、斜截面混凝土的主壓應(yīng)力；原梁受拉區(qū)的預(yù)應(yīng)力鋼筋的拉應(yīng)面混凝土的主壓應(yīng)力；原梁受拉區(qū)

50、的預(yù)應(yīng)力鋼筋的拉應(yīng)力，體外預(yù)應(yīng)力筋的拉應(yīng)力。力，體外預(yù)應(yīng)力筋的拉應(yīng)力。 不同預(yù)應(yīng)力類型，按不同截面幾何性質(zhì)，考慮不同不同預(yù)應(yīng)力類型，按不同截面幾何性質(zhì)，考慮不同的預(yù)應(yīng)力作用值（損失不相同）分別進(jìn)行計(jì)算。并使應(yīng)的預(yù)應(yīng)力作用值（損失不相同）分別進(jìn)行計(jì)算。并使應(yīng)力滿足不同限制要求。力滿足不同限制要求。 ( (三）構(gòu)造要求三）構(gòu)造要求 為了滿足受力分析要求，便于施工，彌補(bǔ)意外荷載為了滿足受力分析要求，便于施工，彌補(bǔ)意外荷載發(fā)生，以已往積累的經(jīng)驗(yàn)在構(gòu)造上作出諸多要求。發(fā)生，以已往積累的經(jīng)驗(yàn)在構(gòu)造上作出諸多要求。體體外外預(yù)預(yù)應(yīng)應(yīng)力力加加固固法法 五五9 9 改變結(jié)構(gòu)體系加固法改變結(jié)構(gòu)體系加固法 （一）目的

51、：（一）目的： 這是采用改變結(jié)構(gòu)受力圖式，使外荷載在結(jié)構(gòu)內(nèi)的傳這是采用改變結(jié)構(gòu)受力圖式，使外荷載在結(jié)構(gòu)內(nèi)的傳遞、分布發(fā)生改變。達(dá)到原結(jié)構(gòu)的截面內(nèi)力發(fā)生改變或轉(zhuǎn)遞、分布發(fā)生改變。達(dá)到原結(jié)構(gòu)的截面內(nèi)力發(fā)生改變或轉(zhuǎn)移，使受力控制截面得到緩解，從而提高了結(jié)構(gòu)的承載能移，使受力控制截面得到緩解，從而提高了結(jié)構(gòu)的承載能力、穩(wěn)定性及結(jié)構(gòu)剛度，達(dá)到了加固的目的。力、穩(wěn)定性及結(jié)構(gòu)剛度，達(dá)到了加固的目的。 例如：例如： 1 1簡(jiǎn)支梁增加八字撐，成為為斜腿剛架；增加橋墩變簡(jiǎn)支梁增加八字撐，成為為斜腿剛架；增加橋墩變成連續(xù)梁。成連續(xù)梁。 2 2多孔簡(jiǎn)支梁將墩頂斷縫給予彌合，變成連續(xù)梁橋。多孔簡(jiǎn)支梁將墩頂斷縫給予彌合，

52、變成連續(xù)梁橋。 3 3連續(xù)梁橋進(jìn)行墩梁固結(jié)，成為連續(xù)剛構(gòu)橋。連續(xù)梁橋進(jìn)行墩梁固結(jié)，成為連續(xù)剛構(gòu)橋。改改變變結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)體體系系加加固固法法 4 4拱橋（輕型拱）增加斜拉索成為斜拉拱橋。拱橋（輕型拱）增加斜拉索成為斜拉拱橋。 5 5連續(xù)梁橋、連續(xù)剛構(gòu)橋增加矮塔拉索成為矮塔斜拉。連續(xù)梁橋、連續(xù)剛構(gòu)橋增加矮塔拉索成為矮塔斜拉。 6 6鋼桁（箱）梁橋，增加纜索成為自錨式吊橋，或增加鋼桁（箱）梁橋，增加纜索成為自錨式吊橋，或增加 斜拉索成為矮塔斜拉橋。斜拉索成為矮塔斜拉橋。 7 7T T型剛構(gòu)橋封閉鉸支承，成為連續(xù)剛構(gòu)橋。型剛構(gòu)橋封閉鉸支承，成為連續(xù)剛構(gòu)橋。 8 8斜拉橋、吊橋相互增加纜索或斜拉索成為索拉組

53、合結(jié)斜拉橋、吊橋相互增加纜索或斜拉索成為索拉組合結(jié)構(gòu)。構(gòu)。 9 9中承式、下承式拱橋增加系桿承受推力，成為無(wú)推力中承式、下承式拱橋增加系桿承受推力，成為無(wú)推力或少推力的系桿拱橋?；蛏偻屏Φ南禇U拱橋。改改變變結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)體體系系加加固固法法 （二（二) ) 條件：條件： 每一個(gè)需要加固的橋梁其病害程度不同，產(chǎn)生病每一個(gè)需要加固的橋梁其病害程度不同，產(chǎn)生病害的成因各異；橋位地形、地質(zhì)、水文、氣象、人文環(huán)害的成因各異；橋位地形、地質(zhì)、水文、氣象、人文環(huán)境、自然環(huán)境、經(jīng)濟(jì)條件等均不相同。所以，每一個(gè)橋境、自然環(huán)境、經(jīng)濟(jì)條件等均不相同。所以，每一個(gè)橋都要依實(shí)際條件，進(jìn)行綜合分析后再?zèng)Q定加固形式。其都要依實(shí)際

54、條件，進(jìn)行綜合分析后再?zèng)Q定加固形式。其技術(shù)條件需考慮：技術(shù)條件需考慮： 1 1）采用方案實(shí)現(xiàn)中的結(jié)構(gòu)分析能力。）采用方案實(shí)現(xiàn)中的結(jié)構(gòu)分析能力。 一般病害橋梁結(jié)構(gòu)分析比新建橋梁復(fù)雜得多。材料變一般病害橋梁結(jié)構(gòu)分析比新建橋梁復(fù)雜得多。材料變異，結(jié)構(gòu)弱化，邊界條件的改變，施工及使用的損傷、異，結(jié)構(gòu)弱化，邊界條件的改變，施工及使用的損傷、缺失等給結(jié)構(gòu)分析帶來(lái)了各式各樣，各不相同的改變。缺失等給結(jié)構(gòu)分析帶來(lái)了各式各樣，各不相同的改變。需要一一調(diào)查清楚，并且通過(guò)試驗(yàn)來(lái)確定設(shè)計(jì)參數(shù)的取需要一一調(diào)查清楚，并且通過(guò)試驗(yàn)來(lái)確定設(shè)計(jì)參數(shù)的取值，建立可靠地分析模型。值，建立可靠地分析模型。改改變變結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)體體系系加加

55、固固法法 通過(guò)改變結(jié)構(gòu)體系，增加新的構(gòu)件，使之形成材料各通過(guò)改變結(jié)構(gòu)體系，增加新的構(gòu)件，使之形成材料各異、剛度不一的新老組合構(gòu)件，需要重新認(rèn)識(shí)其傳力路徑異、剛度不一的新老組合構(gòu)件，需要重新認(rèn)識(shí)其傳力路徑和承載能力，以便建立新的分析模型。和承載能力，以便建立新的分析模型。 在實(shí)現(xiàn)的過(guò)程中，由于材料、機(jī)具、技能、自然條件在實(shí)現(xiàn)的過(guò)程中，由于材料、機(jī)具、技能、自然條件等差異，又會(huì)不斷發(fā)生變化。往往會(huì)使已經(jīng)安排好的經(jīng)過(guò)等差異，又會(huì)不斷發(fā)生變化。往往會(huì)使已經(jīng)安排好的經(jīng)過(guò) 周密結(jié)構(gòu)分析的施工步驟發(fā)生改變。因而，必須要對(duì)過(guò)周密結(jié)構(gòu)分析的施工步驟發(fā)生改變。因而，必須要對(duì)過(guò) 程作出多個(gè)可靠地備用方案，以便在執(zhí)行

56、中不斷跟蹤分程作出多個(gè)可靠地備用方案，以便在執(zhí)行中不斷跟蹤分 析。析。改改變變結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)體體系系加加固固法法 2 2）完成加固過(guò)程的施工能力。）完成加固過(guò)程的施工能力。 施工是完成設(shè)計(jì)達(dá)到目標(biāo)的過(guò)程。其影響因素很多。施工是完成設(shè)計(jì)達(dá)到目標(biāo)的過(guò)程。其影響因素很多。 施工技術(shù)力量及對(duì)設(shè)計(jì)理解的程度；施工技術(shù)力量及對(duì)設(shè)計(jì)理解的程度； 操作工人的技能及專業(yè)素質(zhì)的高低；操作工人的技能及專業(yè)素質(zhì)的高低； 材料品質(zhì)及施工機(jī)具、設(shè)備條件；材料品質(zhì)及施工機(jī)具、設(shè)備條件； 自然環(huán)境、人文環(huán)境的優(yōu)劣；自然環(huán)境、人文環(huán)境的優(yōu)劣； 資金支持的程度。資金支持的程度。 舊橋的加固施工比建新橋要復(fù)雜得多，保證質(zhì)量可靠舊橋的加固

57、施工比建新橋要復(fù)雜得多，保證質(zhì)量可靠的困難程度要大得多。應(yīng)對(duì)突發(fā)事件的概率要高得多。的困難程度要大得多。應(yīng)對(duì)突發(fā)事件的概率要高得多。改改變變結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)體體系系加加固固法法 3 3）要有堅(jiān)強(qiáng)地高水平管理機(jī)構(gòu)。）要有堅(jiān)強(qiáng)地高水平管理機(jī)構(gòu)。 技術(shù)管理、資金保證、內(nèi)外協(xié)調(diào)等是完成任務(wù)技術(shù)管理、資金保證、內(nèi)外協(xié)調(diào)等是完成任務(wù) 的組織條件。的組織條件。 總之，改變結(jié)構(gòu)體系加固橋梁的技術(shù)難度大，風(fēng)總之，改變結(jié)構(gòu)體系加固橋梁的技術(shù)難度大，風(fēng) 險(xiǎn)性高，要求的技術(shù)能力，操作水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)新橋建險(xiǎn)性高，要求的技術(shù)能力，操作水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)新橋建設(shè)。設(shè)。改改變變結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)體體系系加加固固法法 技術(shù)條件：設(shè)計(jì)、施工投入到第一線的技術(shù)技術(shù)條件：設(shè)計(jì)、施工投入到第一線的技術(shù)力量和人員素質(zhì)力量和人員素質(zhì) 自然條件：方案對(duì)水文、地形、地質(zhì)、氣溫自然條件：方案對(duì)水文、地形、地質(zhì)、氣溫風(fēng)雪、海潮等自然條件的適應(yīng)和利用程