橋梁加固設(shè)計(jì)分析PPT（112頁）

1、混凝土橋梁加固設(shè)計(jì)及案例分析綜合報(bào)告匯報(bào)人：姜海波2008年6月6日目 錄一、橋梁加固維修的重要意義二、上部結(jié)構(gòu)加固方法、增大截面法、體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)、粘貼鋼板加固技術(shù)、粘貼碳纖維片材加固法、增強(qiáng)橋梁整體性的加固技術(shù)、改變結(jié)構(gòu)體系加固法三、下部結(jié)構(gòu)加固方法、基礎(chǔ)加固技術(shù)、橋墩加固技術(shù)、橋臺(tái)加固技術(shù) 、橋梁頂升加固技術(shù)四、結(jié)束語一、橋梁加固維修的重要意義1、我國公路橋梁的現(xiàn)狀與加固技術(shù)改造需求隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，我國橋梁事業(yè)蓬勃發(fā)展，截至2005年底，全國通車公路中，現(xiàn)有各種橋梁共計(jì)33.66萬座，累計(jì)長(zhǎng)度為1474.75萬延米，但主要以中小橋梁為主具體統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)見下圖表。特大橋大橋中橋小橋數(shù)量

2、/千座0.87623.971.7240.7累計(jì)長(zhǎng)度/萬延米145.96512.53393.74422.53橋型結(jié)果截止2004年底，全國普查出危橋13,303座，達(dá)468,888延米（具體數(shù)據(jù)見下表）。國道省道縣道鄉(xiāng)道合計(jì)危橋數(shù)量/座93115964257572013,303累計(jì)長(zhǎng)度/米56,26784,400154,733159,422468,888 由以上統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)我們可知，我國公路橋梁總量大，但大多數(shù)都是早期設(shè)計(jì)的橋梁。這些橋梁技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)低、通行能力及技術(shù)狀況差，設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)低，經(jīng)過近些年的重載交通頻繁運(yùn)行，普遍老化、衰退嚴(yán)重，絕大多數(shù)橋梁處于“帶病”堅(jiān)持工作狀態(tài)。這些橋梁現(xiàn)有技術(shù)狀況差、承

3、載能力低，無法滿足現(xiàn)在交通運(yùn)輸?shù)男枨?，形成公路運(yùn)輸?shù)摹捌款i”，嚴(yán)重影響整條線路的暢通，要想提高路網(wǎng)通行能力，保證現(xiàn)有橋梁的安全運(yùn)營，就必須對(duì)其進(jìn)行技術(shù)改造。近期修建的現(xiàn)代橋梁，從使用情況來看，不少橋梁均不同程度地存在安全與耐久性方面的隱患。如預(yù)應(yīng)力梁橋普遍出現(xiàn)預(yù)應(yīng)力損失偏大，撓度過大，斜向和縱橫向開裂等病害。又如高速公路中常用的空心板、小箱梁普遍出現(xiàn)梁端支撐受力不均，鉸縫縱向開裂嚴(yán)重，橫向連接削弱整體性差等現(xiàn)象。這些橋梁存在極大的安全隱患，亟需對(duì)其采取必要的技術(shù)改造措施，以提高其安全性和耐久性。此外，由于橋梁結(jié)構(gòu)的荷載改變（如有超重車的通行）也必需對(duì)其進(jìn)行加固維修，確保重車的安全通行。超重車過

4、橋及加固措施2、橋梁加固技術(shù)改造的目的及意義 確保橋梁安全、完整、適用與耐久 橋梁結(jié)構(gòu)長(zhǎng)期受自然環(huán)境的侵蝕，在運(yùn)營使用過程中難免不發(fā)生病害或損傷。為了確保結(jié)構(gòu)物的安全與完整就要及時(shí)進(jìn)行維修，若未得到及時(shí)的維修，由于病害的擴(kuò)大，不但導(dǎo)致橋梁建筑物的提前破壞，勢(shì)必影響公路運(yùn)輸?shù)臅惩?，給國家與人民帶來重大的損失。2001年11月7日凌晨4點(diǎn)，從四川南部宜賓進(jìn)入云南的咽喉要道宜賓南門大橋(長(zhǎng)江大橋)發(fā)生懸索及橋面斷裂事故2004年6月10日6時(shí)50分，遼寧省盤錦市境內(nèi)田莊臺(tái)大橋突然發(fā)生垮塌。2007年05月14日凌晨5時(shí)15分，232省道位于常州漕橋附近的運(yùn)村運(yùn)河大橋，西半幅橋在一輛超載車輛過后突然坍

5、塌，2007年5月9日中午12時(shí)50分左右，江西省鉛山縣鵝湖鎮(zhèn)傍羅大橋瞬間轟然倒塌。 2007年07月03日，一輛掛江蘇鹽城牌照的“斯太爾”大貨駛至江蘇無錫玉祁鎮(zhèn)北九頃橋橋面時(shí)，8根橋欄柱和約15米長(zhǎng)、3米寬的半幅橋面突然坍塌，貨車墜入河中。 2004年 5月17日上午7時(shí)20分左右，一輛牌照為浙HD0712的重型罐式貨車，滿載水泥途經(jīng)浙江龍泉境內(nèi)西獨(dú)線5KM+600M周村一橋梁時(shí)，橋梁被壓塌，斷裂的橋梁連同車子一同墜入河中。 提高原有橋梁的通行能力與承載力為了適用交通運(yùn)輸發(fā)展的要求，需對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行拓寬加固，增加行車道寬度提高通行能力。對(duì)原設(shè)計(jì)荷載等級(jí)較低的橋梁，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，采用各種加固

6、方法對(duì)舊橋加以改造，使原橋承載能力得到提高。舊橋加固的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益 從目前我國基本建設(shè)投資來看，大量的資金用于新建高等級(jí)公路，用于國、省道，特別是縣鄉(xiāng)道路的技術(shù)改造的資金相當(dāng)有限。由于資金短缺，不可能對(duì)技術(shù)狀況差的橋梁進(jìn)行拆除重建，因?yàn)檫@樣做不僅要耗費(fèi)大量的資金，而且工期也較長(zhǎng)，因此世界各國都按照充分利用和革新的原則，對(duì)舊橋采取適當(dāng)?shù)募庸谈脑齑胧詽M足橋梁運(yùn)營和延長(zhǎng)其使用年限的需要。 國內(nèi)舊橋加固或改造的經(jīng)驗(yàn)表明，在一般情況下，橋梁加固費(fèi)用約為新建橋梁費(fèi)用的1020；雙曲拱橋的加固改造費(fèi)用約為新建橋梁費(fèi)用的2040。舊橋加固改造措施可以在不中斷交通的條件下實(shí)施。因此，如何充分利用現(xiàn)有橋梁，對(duì)

7、其進(jìn)行有效的技術(shù)改造，將是今后相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)期內(nèi)我國公路橋梁建設(shè)面臨的一個(gè)緊迫而特殊的任務(wù)。3、國外舊橋加固維修現(xiàn)狀1981年4月聯(lián)合國經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織（OECD）主持召開了關(guān)于“道路橋梁維修與管理”會(huì)議，提出了如下六個(gè)方面的問題要求加以研究：a、如何正確評(píng)價(jià)現(xiàn)有橋梁的實(shí)際承載能力安全度的問題；b、如何及早地檢查橋梁產(chǎn)生的損傷及異常現(xiàn)象，正確地檢定結(jié)構(gòu)物的損傷程度，從而采用合理的維修加固方法問題c、橋梁損壞與維修加固的實(shí)際應(yīng)用問題d、橋梁維修加固技術(shù)e、橋梁設(shè)計(jì)與維修管理的關(guān)系f、橋梁維修加固的未來展望。由此可見，對(duì)舊橋、危橋的加固維修，以及如何提高其承載力的問題研究、試驗(yàn)與推廣，己經(jīng)引起了

8、世界性的關(guān)注。很多資料還表明，當(dāng)前有些交通發(fā)達(dá)的國家，橋梁建設(shè)重點(diǎn)放在舊橋加固與改造方面，而新建橋梁己降為次要地位。據(jù)日本有關(guān)設(shè)計(jì)資料表明，結(jié)構(gòu)建筑物包括公路橋梁在投入使用后一般分兩個(gè)周期對(duì)其承載能力和使用性能進(jìn)行檢測(cè)、評(píng)價(jià)，一是投入使用后約20年，稱為小周期；二是約60年左右，稱為大周期。小周期對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測(cè)的目的是確保結(jié)構(gòu)建筑物處于完好的技術(shù)狀態(tài)；大周期是對(duì)結(jié)構(gòu)建筑進(jìn)行鑒定，判定其使用狀態(tài)，以便做出相應(yīng)的對(duì)策。二、上部結(jié)構(gòu)加固方法、增大截面法 當(dāng)梁的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性和抗裂性能不能滿足時(shí)，通常采用增大截面、增加配筋、提高配筋率的加固方法。這種方法是增大梁底面或側(cè)面的尺寸，增配主筋，提高梁的

9、有效高度和抗彎強(qiáng)度，從而提高橋梁的承載能力。該方法廣泛用于梁橋及拱橋拱肋。主要有以下幾種加固方式： （1）加厚橋面板加固法。即將原有橋面鋪張拆除，在原橋面上澆筑鋼筋混凝土補(bǔ)強(qiáng)層，以提高橋梁結(jié)構(gòu)的抗彎剛度和承載力。 （2）增焊主筋加固法。當(dāng)梁的主筋應(yīng)力超過容許范圍，而又受到橋下凈空限制時(shí)，可采用只增焊主筋的方法進(jìn)行加固。 （3）增加梁腋法。即將梁的下翼緣加寬加高，擴(kuò)大梁的斷面，在新增加斷面中增設(shè)主筋（如右圖所示）增大截面加固法的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：可以在橋下施工，簡(jiǎn)單易行，有較明顯的效果。缺點(diǎn)：A、使混凝土的截面增大，結(jié)構(gòu)自重增加較多；B、現(xiàn)場(chǎng)濕工作量大，養(yǎng)護(hù)時(shí)間較長(zhǎng)，抗腐蝕性差；C、占用橋下凈空大，不

10、適用于要滿足橋下有足夠凈空通航要求的橋；D、在混凝土施工時(shí)，影響交通。加固實(shí)例1紫坭大橋引橋加固 工程概況紫坭大橋位于廣州市番禺區(qū)紫坭鎮(zhèn)，始建于1986年，全長(zhǎng)420m，跨徑組合為720m+40m+60m+40m+720m，主橋?yàn)轭A(yù)應(yīng)力混凝土T型剛構(gòu)，引橋?yàn)?0m普通鋼筋混凝土T梁橋。設(shè)計(jì)荷載等級(jí)汽-20、掛-100。根據(jù)2001年11月廣東省公路工程質(zhì)量監(jiān)督站提供的橋梁檢測(cè)報(bào)告發(fā)現(xiàn)，紫坭大橋橋面系嚴(yán)重破損，引橋部分T梁多處出現(xiàn)裂縫。由于船只撞擊，主橋中跨牛腿附近有豎向貫通裂縫，8#墩墩身有多處水平裂縫。根據(jù)建設(shè)單位要求，為配合道路改造對(duì)原橋進(jìn)行加固補(bǔ)強(qiáng)。 加固方案設(shè)計(jì)及選比 原橋引橋?yàn)?0m

11、普通鋼筋混凝土T梁,原梁截面如右圖所示。為使引橋加固達(dá)到恢復(fù)原荷載等級(jí),且施工方便且費(fèi)用節(jié)約的要求，提出3個(gè)加固方案進(jìn)行比選。原T梁截面 方案一：體外預(yù)應(yīng)力法加固 如下圖所示，預(yù)應(yīng)力鋼筋采用精軋螺紋鋼筋。在梁端設(shè)置端錨塊，以夾持預(yù)應(yīng)力鋼筋，斜筋與水平筋的轉(zhuǎn)接通過轉(zhuǎn)向塊完成，轉(zhuǎn)向塊設(shè)置滑動(dòng)墊板以利滑動(dòng)。預(yù)應(yīng)力施加通過張拉水平筋完成。 體外預(yù)應(yīng)力加固方案圖方案二：粘貼鋼板法加固 如下圖所示，在T梁底部粘貼鋼板以提高抗彎能力，在梁端附近粘貼抗剪斜向鋼板。鋼板通過粘結(jié)劑及錨桿與原梁形成一體，共同受力。粘貼鋼板加固方案圖方案三：增大截面法加固 如下圖所示，在原梁外灌注混凝土及布置受力鋼筋，以增大原結(jié)構(gòu)的

12、截面，達(dá)到提高承載能力的目的。增大截面加一般構(gòu)造圖三種方案選比 綜合考慮施工難易程度、加固效果、長(zhǎng)期性能及工程造價(jià)等因素，選擇增大截面法加固T梁。三種加固方案的綜合比較 體外預(yù)應(yīng)力粘貼鋼板增大截面加固效果較好較好好施工難易程度較難較容易較難造價(jià)便宜高較便宜長(zhǎng)期性能不確定可能銹蝕穩(wěn)定 增大截面法加固20mT梁，梁抗彎能力主要通過增加主受力鋼筋實(shí)現(xiàn)，在跨中增設(shè)8根25mm的鋼筋。主筋端部逐根彎起以提供抗剪能力，在梁端14L范圍內(nèi)布置U形箍筋與彎筋共同提供抗剪能力。主筋、彎筋、箍筋通過貫穿梁體的錨筋與原梁聯(lián)系，混凝土結(jié)合面充分鑿毛，以達(dá)到協(xié)同工作的目的。 加固設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)分析 為了考察增大截面法的有效性

13、，分別對(duì)加固前與加固后的跨中抗彎承載力及斜截面抗剪能力進(jìn)行了計(jì)算分析。加固設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)計(jì)算分析中采用的是廣州市政設(shè)計(jì)院的BRCAD5.1，（計(jì)算模型及結(jié)果見下圖）。 計(jì)算結(jié)果匯總列于下表，從表中可能看出加固設(shè)計(jì)使20m梁的承載力得到明顯的提高。該橋經(jīng)過三個(gè)月的加固施工于2003年11月通車。經(jīng)過廣東省公路工程質(zhì)量監(jiān)督站動(dòng)靜試驗(yàn)表明，加固達(dá)到了設(shè)計(jì)目的，加固效果良好。計(jì)算值加固前設(shè)計(jì)值加固后設(shè)計(jì)值承力提高彎矩kN-mMj=1676.0Mu=2347.8Mu=3141.733.8%1/4L剪力kNQj=312.8Qu=429.9Qu=660.053.5%加固設(shè)計(jì)承載力對(duì)比表結(jié)論 通過紫坭大橋引橋加固的

14、工程實(shí)踐，主要得到以下的結(jié)論與體會(huì)：(1) 工程實(shí)踐表明增大截面法是加固普通鋼筋混凝土T梁的有效加固方法。結(jié)構(gòu)分析與復(fù)核計(jì)算證明抗彎、抗剪極限承載力有較大幅度的提高。(2) 動(dòng)靜載試驗(yàn)表明，T梁整體情況良好，跨中最大撓度不到5mm。加固后運(yùn)營已近五年，效果良好。(3) 由于橋梁規(guī)范對(duì)橋梁加固的設(shè)計(jì)計(jì)算方法沒有明確的規(guī)定。使加固設(shè)計(jì)參照新橋設(shè)計(jì)的方法，應(yīng)用時(shí)存在一定困難。設(shè)計(jì)驗(yàn)算時(shí)，假定新舊混凝土完全協(xié)同工作，這與實(shí)際情況有多大的的差異沒有量化的指標(biāo)，成為加固過程的不確定因素。(4) 增大截面法施工還是比較麻煩，尚需仔細(xì)研究方便施工的方法。加固實(shí)例2番禺蕉門大橋 工程概況 廣州市番禺區(qū)蕉門大橋位

15、于省道S257線上，為10跨16m簡(jiǎn)支T梁橋，鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，輕型橋臺(tái)。檢測(cè)單位的檢測(cè)報(bào)告表明，蕉門大橋主梁裂縫多且寬，需進(jìn)行加固處理；6#立柱橫向裂縫，需加固處理；墩臺(tái)身、蓋梁砼破損、網(wǎng)裂嚴(yán)重，需進(jìn)行加固處理；橋面鋪裝、伸縮縫破損，泄水孔堵塞等應(yīng)處理。 根據(jù)以上報(bào)告結(jié)論及現(xiàn)場(chǎng)勘察情況對(duì)蕉門大橋T梁、橋墩立柱采用增大截面法進(jìn)行加固。加固設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖如下： 加固設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)分析 加固設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)計(jì)算分析中采用的是廣州市政設(shè)計(jì)院的BRCAD5.1，通過對(duì)結(jié)構(gòu)加固前后進(jìn)行建模計(jì)算分析（計(jì)算模型見下圖）。分析結(jié)論如下表，從表中可以看出加固前原設(shè)計(jì)滿足抗彎抗剪要求，增大截面加固后，抗彎抗剪能力大大提高，撓度也大大減

16、少，增加了安全儲(chǔ)備。階段跨中所受到最大彎矩/kNm跨中截面抗彎承載力/kNm距支座1/2h0處斜截面最大剪力/kN距支座1/2h0處斜截面抗剪承載力/kN最大位移/mm（恒+汽20，掛100）（恒+汽20，掛100）（恒+汽超20，掛120）（恒+汽20，掛100）（恒+汽超20，掛120）加固前1157.51676329623.3恒載活載-6.84-9.3加固后1259.71435.92363368.1420.51035.8-4.3-4.7計(jì)算結(jié)果比較分析計(jì)算分析模型、體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù) 1、加固機(jī)理 體外預(yù)應(yīng)力加固法是通過梁體外布設(shè)鋼拉桿或撐桿，并與被加固的梁體錨固聯(lián)結(jié)，然后施加預(yù)應(yīng)力，強(qiáng)

17、迫后加的拉桿或撐桿受力，從而改變?cè)Y(jié)構(gòu)的內(nèi)力分布，并降低原結(jié)構(gòu)應(yīng)力水平，式結(jié)構(gòu)總承載力顯著提高，且可減少結(jié)構(gòu)的變形、裂縫的寬度。此方法簡(jiǎn)單示意圖如下：2、技術(shù)特點(diǎn)及適用范圍 體外預(yù)應(yīng)力加固法的特點(diǎn)就是通過對(duì)預(yù)應(yīng)力索、拉桿施加預(yù)應(yīng)力，改變?cè)Y(jié)構(gòu)內(nèi)力分布并降低原結(jié)構(gòu)的應(yīng)力水平，使一般加固結(jié)構(gòu)中所特有的應(yīng)力應(yīng)變滯后現(xiàn)象得以完全消除，因此，后加部分與原結(jié)構(gòu)能較好地共同工作，結(jié)構(gòu)的總體承載能力可顯著提高。預(yù)應(yīng)力加固法具有加固、卸荷、改變結(jié)構(gòu)內(nèi)力的三重效果，適用于采用一般方法無法加固或加固效果很不理想的較高應(yīng)力狀態(tài)下的大跨度橋梁加固。3、體外預(yù)應(yīng)力筋的構(gòu)造 體外預(yù)應(yīng)力加固法構(gòu)造設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是拉桿（力筋）的錨

18、固及與構(gòu)件的連接，其設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是錨固承載力必須大于拉桿本身的承載力。從構(gòu)造形式上看，主要由以下幾部分組成。 1、水平力筋（如圖2-1所示） 水平力筋多由鋼筋、高強(qiáng)螺紋粗鋼筋、鋼絲束或鋼絞線組成。其作用是在梁底部位施加縱向預(yù)應(yīng)力。從而對(duì)梁體產(chǎn)生反向彎矩，以抵消部分自重及活載產(chǎn)生的正彎矩，從而提高承載力。 2、斜筋（如圖2-1所示） 斜筋亦稱斜拉桿，多由高強(qiáng)粗鋼筋或槽鋼做成。其作用是為梁端附近提供負(fù)彎矩和負(fù)剪力，從而提高梁的承載力。 圖2-1 采用摩擦-黏結(jié)型錨固裝置的加固示意圖 3、上錨固點(diǎn) （1）梁頂錨固（如圖2-2所示） （2）腹板錨固（如圖2-3所示） 圖2-2 梁頂錨固構(gòu)造示意圖 圖2-3

19、 腹板鋼銷錨固構(gòu)造示意圖 4、滑塊（板）（如圖2-4所示） 圖2-4 楔形滑塊（板）構(gòu)造示意 5、U形承托（如圖2-5所示） 6、水平筋固定座（如圖2-6所示) 圖2-5 U形承托構(gòu)造示意圖 圖2-6 水平筋固定支座構(gòu)造示意圖4、體外預(yù)應(yīng)力加固法的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：A、作為一種主動(dòng)的加固方法效果明顯，能大幅度改善原結(jié)構(gòu)的受力狀況；B、自重增加很小，對(duì)墩臺(tái)基礎(chǔ)影響??；C、對(duì)橋梁運(yùn)營影響小，可在不限制交通條件下施工；D、對(duì)橋梁損傷小,可做到不影響橋下凈空不抬高路面標(biāo)高；E、可做為重車通行的臨時(shí)加固手段，又可以作為提高橋梁荷載等級(jí)的永久措施。缺點(diǎn)：A、造價(jià)較高；B、對(duì)設(shè)備、施工技術(shù)要求高；C、由于轉(zhuǎn)向裝置

20、和錨固點(diǎn)受到約束,行車時(shí)容易引起體外索的振動(dòng),預(yù)應(yīng)力索的 自由長(zhǎng)度受到限制；D、體外索防護(hù)耐久、防腐性能差，容易受到意外的破壞;E、從力學(xué)特性上來講體外預(yù)應(yīng)力索與周圍結(jié)構(gòu)主體在同一截面上的變形是不協(xié) 調(diào)的 。加固實(shí)例1番禺紫坭大橋 工程概況及加固設(shè)計(jì) 紫坭大橋位于廣州市番禺區(qū)，全長(zhǎng)420m，跨徑組合為720m+40m+60m+40m+720m，主橋?yàn)轭A(yù)應(yīng)力混凝土T型剛構(gòu)，引橋?yàn)?0m普通鋼筋混凝土T梁橋。根據(jù)2001年11月廣東省公路質(zhì)監(jiān)站提供的橋梁檢測(cè)報(bào)告發(fā)現(xiàn)，紫坭大橋橋面系破損嚴(yán)重，引橋部分T梁出現(xiàn)裂縫。由于船只撞擊，主橋中跨牛腿附近有豎向貫通裂縫，8號(hào)墩墩身有多處水平裂縫。根據(jù)建設(shè)單位要

21、求，為配合道路改造，原橋梁荷載等級(jí)擬提高到汽車一超20級(jí)，掛車一120。經(jīng)結(jié)構(gòu)分析驗(yàn)算，必須對(duì)原結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固補(bǔ)強(qiáng)。紫坭大橋及擴(kuò)橋現(xiàn)狀 根據(jù)檢測(cè)單位相關(guān)報(bào)告結(jié)論及現(xiàn)場(chǎng)勘察情況，采取相應(yīng)的加固措施：（A）洪奇瀝第二大橋T構(gòu)主梁采用體外預(yù)應(yīng)力法加固，在牛腿抽蕊鉆直徑6cm孔，預(yù)應(yīng)力鋼束穿過孔洞，錨固于T構(gòu)主梁牛腿。并設(shè)置轉(zhuǎn)向橫隔墻。（B） 8號(hào)墩采用增大截面法加固，7號(hào)墩采用纏繞芳綸纖維布修復(fù)，主梁牛腿采用粘鋼加固，8號(hào)主跨掛梁采用粘貼復(fù)合材料布修復(fù)。（C）引橋加固方案一為粘貼鋼板加固，方案二為截大截面法加固。（D）全橋重做鋪裝層、更換伸縮縫，鑿除舊人行道及欄桿，新做防撞欄。加固設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖如下：體外預(yù)

22、應(yīng)力索布置立面圖體外預(yù)應(yīng)力索布置平面圖 紫坭大橋T構(gòu)主橋加固計(jì)算分析 使用BRCAD計(jì)算分析軟件建立有限元分析模型，共計(jì)68個(gè)單元，73個(gè)結(jié)點(diǎn)（如下圖），分別對(duì)加固前后結(jié)構(gòu)各階段進(jìn)行分析。計(jì)算模型計(jì)算結(jié)果表明，體外預(yù)應(yīng)力張拉時(shí)，應(yīng)力最不利，最大壓應(yīng)力為10Mpa。假定主梁為25號(hào)混凝土（從現(xiàn)場(chǎng)看情況較差，固按25號(hào)混凝土計(jì)算），則 ，則最大壓應(yīng)力 ，運(yùn)營使用階段（汽超20，掛120）最大壓應(yīng)力為 ，根據(jù)規(guī)范要求，則 。則體外預(yù)應(yīng)力加固從施工階段到運(yùn)營使用階段都能滿足要求。從計(jì)算結(jié)果可知體外預(yù)應(yīng)力加固后，整個(gè)主梁截面壓應(yīng)力水平提高，最大最小應(yīng)力都增加1Mpa左右。增加了安全儲(chǔ)備。（加固前后結(jié)構(gòu)應(yīng)

23、力比較見下頁）加固前結(jié)構(gòu)應(yīng)力圖加固后結(jié)構(gòu)應(yīng)力圖 牛腿局部應(yīng)力分析 通過結(jié)構(gòu)分析可得到各施工階段混凝土應(yīng)力情況。從圖中看出最大的壓應(yīng)力5.5Mpa。最大拉應(yīng)力5.8Mpa，發(fā)生在中腹板負(fù)彎矩區(qū)。若考慮頂、底參與承載及邊界約束作用，該處拉應(yīng)力減半，則為2.9Mpa。普通鋼筋混凝土梁名義拉應(yīng)力小3Mpa，在正常配筋的情況下，結(jié)構(gòu)安全。鋼束張拉后牛腿應(yīng)力圖 計(jì)算分析基本結(jié)論：1、按設(shè)計(jì)的施工體外預(yù)應(yīng)力，在施工中及運(yùn)營情況均能滿足規(guī)范要求。2、采用體外預(yù)應(yīng)力加固（設(shè)計(jì)荷載等級(jí)：汽超20、掛120）較未加固（設(shè)計(jì)荷載等級(jí)：汽20、掛100）安全儲(chǔ)備增加，承載能力提高。3、通過牛腿局部應(yīng)力分析，在體外預(yù)應(yīng)力

24、作用下，牛腿結(jié)構(gòu)安全。 加固設(shè)計(jì)總結(jié)（）加固后橋梁外觀美觀，修復(fù)如新。車輛荷載作用下，橋梁的性能良好，撓度較少、整體剛度較大。該橋的加固投入使用，極大地緩解了周邊道路的壓力。橋上的車流大且很多是重車。加固維修的意義重大。（）加固費(fèi)用得到有效控制，橋梁得到翻新，承載能力得到提高，經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益明顯。（）從現(xiàn)場(chǎng)情況看，引橋的承載力提高的幅度是較大的。從檢測(cè)單位的報(bào)告來看，橋梁在試驗(yàn)荷載作用下的撓度很小，說明整體剛度大，加固效果直觀明顯。雖然其它指標(biāo)并未完全滿足要求，但其它指標(biāo)都是間接指標(biāo)，受環(huán)境及邊界條件影響較大。所以引橋的加固效果是應(yīng)該得到充分肯定的。（）體外預(yù)應(yīng)力加固橋梁是一種有效的加固方法，

25、加固效率比較高。動(dòng)靜載試驗(yàn)結(jié)果表明，主橋加固效果良好。而主橋每個(gè)構(gòu)的加固僅用了束鋼絞線就達(dá)到了目的。施工快速簡(jiǎn)單，錨固可靠。（）設(shè)計(jì)單位與施工單位的充分溝通是非常必要的，加固設(shè)計(jì)為非常規(guī)設(shè)計(jì)，很多東西是在實(shí)踐中摸索，本次設(shè)計(jì)在與施工單位的相互交流的過程中解決了很多現(xiàn)場(chǎng)的問題，并優(yōu)化了設(shè)計(jì)方案。（）體外預(yù)應(yīng)力加固的應(yīng)用一個(gè)主要障礙就是張拉控制，本次設(shè)計(jì)除張拉時(shí)采用雙控外，還在現(xiàn)場(chǎng)橋梁的整體情況進(jìn)行監(jiān)控，邊張拉邊控制。這種方法值得推廣，以消除對(duì)體外預(yù)應(yīng)力加固的畏懼心理。（）本次橋梁加固是成功的，但是由于原橋本來的缺陷，還是要加強(qiáng)常規(guī)的定期檢查，以確保橋梁的安全暢通。加固實(shí)例2番禺洪奇瀝第二大橋 工

26、程概況及加固設(shè)計(jì) 廣州南沙洪奇瀝第二大橋（瀝心沙特大橋）位于南沙經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)瀝心沙鎮(zhèn)。大橋全長(zhǎng)787m，主跨為55m+85m+55m T型剛構(gòu)帶掛孔結(jié)構(gòu)（掛孔為25m預(yù)應(yīng)力砼簡(jiǎn)支T梁）；引橋?yàn)?6m跨普通鋼筋砼簡(jiǎn)支T梁及30m跨預(yù)應(yīng)力砼簡(jiǎn)支T梁兩種結(jié)構(gòu)。 根據(jù)檢測(cè)單位相關(guān)報(bào)告結(jié)論及現(xiàn)場(chǎng)勘察情況，采取相應(yīng)的加固措施：（A）洪奇瀝第二大橋T構(gòu)主梁采用體外預(yù)應(yīng)力法加固，在T構(gòu)箱梁內(nèi)設(shè)置并張拉縱向體外預(yù)應(yīng)力束，每個(gè)T構(gòu)共設(shè)置4束9s15.24的預(yù)應(yīng)力鋼絞線成品索，控制張拉應(yīng)力為930MPa，錨具采用OVM159成套錨具。牛腿箱梁頂板、腹板采用粘貼鋼板加固。（B）洪奇瀝第二大橋主橋T構(gòu)主墩采用增大截面

27、法加固。（C）關(guān)鍵部位裂縫采用壁可法灌漿修復(fù)。加固設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖如下：主橋箱梁體外預(yù)應(yīng)力加固示意圖體外預(yù)應(yīng)力牛腿處錨固塊構(gòu)造圖立面圖平面圖剖面圖錨具構(gòu)造示意圖墩頂預(yù)應(yīng)力索鞍座構(gòu)造示意圖 加固設(shè)計(jì)計(jì)算分析 加固設(shè)計(jì)過程中采用BRCAD和橋梁博士分別按85規(guī)范、04規(guī)范進(jìn)行建模驗(yàn)算，此外還采用大型橋梁專用軟件MIDAS對(duì)橋墩加固前后結(jié)構(gòu)振型分析,采用通用有限元軟件Ansys對(duì)牛腿等結(jié)構(gòu)關(guān)鍵部位進(jìn)行細(xì)部分析。具體分析結(jié)果如下：BRCAD計(jì)算分析(按85規(guī)范)計(jì)算模型計(jì)算結(jié)果表明：A、原橋在汽-20，掛-100作用下，在正常使用極限狀態(tài)以及承載力極限狀態(tài)下，應(yīng)力驗(yàn)算和抗彎抗剪驗(yàn)算都能符合要求。B、在汽超20

28、，掛-120作用下，加固前后分析對(duì)比 。 .在正常使用極限狀態(tài)下組合應(yīng)力（正應(yīng)力、主應(yīng)力）對(duì)比如下表所示：結(jié)果表明加固后各截面的正應(yīng)力，主壓應(yīng)力有不同程度的增加，同時(shí)主拉應(yīng)力有不同程度的減少。 原橋與加固后兩階段階段相同截面組合應(yīng)力（主應(yīng)力）對(duì)比原橋與加固后兩階段階段相同截面組合應(yīng)力（正應(yīng)力）對(duì)比.在承載能力極限狀態(tài)下，T構(gòu)懸臂主要截面抗彎，抗剪加固前后對(duì)比如下表所示：位置29號(hào)節(jié)點(diǎn)32號(hào)節(jié)點(diǎn)36號(hào)節(jié)點(diǎn)T構(gòu)根部截面T構(gòu)懸臂1/3截面T構(gòu)懸臂2/3截面驗(yàn)算內(nèi)容剪力/KN彎矩/KN.m剪力/KN彎矩/KN.m剪力/KN彎矩/KN.m原橋(Y)8998.4240800.56650128686.544

29、78.846728.6加固后(J)9071.1255757.87673.8146712.95499.355570.8(J-Y)/Y0.86.2151422.718.9 小結(jié)： 在汽超20，掛120的承載能力極限狀態(tài)下進(jìn)行對(duì)比，加固后關(guān)鍵截面的抗力有不同程度的增加，其中抗剪能力最大增幅達(dá)22.7，抗彎達(dá)18.9。（按2004規(guī)范、城A荷載標(biāo)準(zhǔn)、橋梁博士分析軟件） 計(jì)算模型計(jì)算結(jié)果表明：A、經(jīng)驗(yàn)算原橋在正常使用極限狀態(tài)以及承載力極限狀態(tài)下，梁體各截面抗彎、抗剪承載力均滿足公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范(JTJ D62-2004)規(guī)范要求。B、加固前后城-A級(jí)荷載組合應(yīng)力對(duì)比取原橋和加固后

30、T構(gòu)主梁一側(cè)上緣正應(yīng)力進(jìn)行對(duì)比，對(duì)比位置如圖所示：城市A級(jí)原橋與加固后組合應(yīng)力比較（上緣） 通過以上驗(yàn)算及分析對(duì)比洪奇瀝大橋加固前后的情況，加固后恒載作用下橋體各截面拉應(yīng)力有不同程度的減少，而壓應(yīng)力相對(duì)有一定的提高，因而提高了橋的應(yīng)力儲(chǔ)備。在正常最不利荷載組合作用下其下邊緣受拉區(qū)域有較大的減少，能夠減少裂縫及提高梁體承載力。所以體外預(yù)應(yīng)力加固達(dá)到了效果。階段正應(yīng)力/MPa節(jié)點(diǎn)號(hào)123456789101112原橋(Y)最小6.156.858.58.17.737.446.796.426.14.913.341.67加固后(J)6.297.028.738.428.167.977.457.237.045

31、.873.781.83(J-Y)/Y%2.32.52.745.67.19.712.615.419.613.29.6C、加固前后撓度變化對(duì)比原橋在城A級(jí)荷載下T構(gòu)最大懸臂端的撓度為9.17cm（向下）。加固后在城A級(jí)荷載下T構(gòu)最大懸臂端的撓度為7.39cm（向下）。進(jìn)行加固前后對(duì)比： 說明加固后T構(gòu)最大懸臂端的撓度減小。 T構(gòu)牛腿分析（通用有限元軟件Ansys）分別采用三種荷載作用，對(duì)牛腿進(jìn)行分析：1、掛梁恒載，2、偏心荷載，3、對(duì)稱荷載 計(jì)算實(shí)體模型1、掛梁恒載作用下，牛腿的受力圖在掛梁恒載作用下，牛腿出現(xiàn)拉應(yīng)力，最大拉應(yīng)力為4.44MPa，最大壓應(yīng)力為5.64MPa2、偏心荷載作用下，牛腿的

32、受力圖3、對(duì)稱荷載作用下，牛腿的受力圖在對(duì)稱荷載作用下，最大拉應(yīng)力為5.09MPa，最大壓應(yīng)力為6.47MPa。 在偏心荷載作用下，最大拉應(yīng)力為5.3MPa，最大壓應(yīng)力為6.61MPa；加固實(shí)例3博羅石洲大橋 工程概況 博羅石洲大橋位于惠州市博羅縣園洲鎮(zhèn)境內(nèi)，是博羅進(jìn)入東莞市石排鎮(zhèn)的一座橋梁，該橋全長(zhǎng)598.42m，跨徑組合為和25m預(yù)應(yīng)力砼T梁，下部結(jié)構(gòu)為灌注樁基礎(chǔ)。園洲岸為U形橋臺(tái)，石排岸為雙柱式橋臺(tái)。該橋設(shè)計(jì)荷載為汽車-20級(jí)，掛車-100，于1991年7月26日交工驗(yàn)收后正式開放通車。 該橋經(jīng)廣東省公路工程質(zhì)量監(jiān)測(cè)站檢測(cè)發(fā)現(xiàn)：該橋的主橋T構(gòu)施工縫的開裂、漏水、滲白漿的現(xiàn)象較嚴(yán)重，其中牛

33、腿第一節(jié)最嚴(yán)重。腹板多處出現(xiàn)斜裂縫，個(gè)別裂縫0.3mm，故建議對(duì)T構(gòu)進(jìn)行加固處理。 根據(jù)檢測(cè)單位報(bào)告結(jié)論及現(xiàn)場(chǎng)勘察情況，采用體外預(yù)應(yīng)力法加固T構(gòu)箱梁；新增預(yù)應(yīng)力拉桿法加固牛腿；增大截面法加固主墩以及其他方法對(duì)石洲大橋主橋部分進(jìn)行加固。加固設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖如下：主橋加固總體示意圖主橋箱梁體外預(yù)應(yīng)力加固示意圖牛腿及腹板豎向預(yù)應(yīng)力加固示意圖、粘貼鋼板加固技術(shù) 1、加固機(jī)理 粘帖鋼板加固法一般采用環(huán)氧樹脂系列粘結(jié)劑將鋼板粘貼在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)物的受拉緣或薄弱部位，使之與原結(jié)構(gòu)物形成整體共同受力，達(dá)到改善原結(jié)構(gòu)的鋼筋及混凝土的應(yīng)力狀態(tài)，限制裂逢、缺陷的進(jìn)一步發(fā)展，從而達(dá)到加固補(bǔ)強(qiáng)、提高橋梁承載能力的目的。 2、技

34、術(shù)優(yōu)點(diǎn) 具有良好的強(qiáng)度、剛度，結(jié)構(gòu)承載力提高較大，耐疲勞效果好；為彈性材料，具有良好的延性，不會(huì)發(fā)生結(jié)構(gòu)脆性破壞；對(duì)于規(guī)則構(gòu)件，施工較為簡(jiǎn)便，僅增加少部分結(jié)構(gòu)恒載及斷面尺寸；能有效封閉混凝土裂縫及缺陷；對(duì)結(jié)構(gòu)的美觀影響較小。 3、技術(shù)缺點(diǎn) 耐潮濕及耐化學(xué)腐蝕性較差；因自重較大，粘貼時(shí)工藝較復(fù)雜，需要依賴錨固措施方可保證粘貼牢固。4、 適用范圍 對(duì)于受彎構(gòu)件，適用于受拉區(qū)、受壓區(qū)及抗剪要求的加固；對(duì)于受壓構(gòu)件，適用于環(huán)向、側(cè)向加固。 受拉區(qū)抗剪要求 5、材料與構(gòu)造要求 （1）加固所用的粘結(jié)劑必須是粘結(jié)強(qiáng)度高、耐久性好、具有一定彈性； （2）加固使用的鋼板，一般以3號(hào)鋼或16錳鋼為宜。鋼板、連接螺

35、栓及焊接的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值應(yīng) 按現(xiàn)行鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50017-2003）規(guī)定采用； （3）粘鋼加固結(jié)合面的粘結(jié)強(qiáng)度，除粘結(jié)劑本身強(qiáng)度應(yīng)確保外，主要取決與被加固構(gòu)件混 凝土強(qiáng)度。因此，粘結(jié)加固基層混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C15； （4）對(duì)于受壓區(qū)粘鋼加固，當(dāng)采用梁側(cè)粘帖時(shí)，鋼板寬度不宜大于梁高的1/3； （5）粘帖鋼板在加固點(diǎn)外的錨固長(zhǎng)度，除滿足計(jì)算外，尚應(yīng)保證一定的構(gòu)造要求:對(duì)于受拉 區(qū)，不得小于200t（t為鋼板厚度），亦不得小于600mm；對(duì)于受壓區(qū)，不得小于160t，亦不得小于480mm；同時(shí)，錨固區(qū)尚宜增設(shè)U型箍板或螺旋等附加錨固措施； （6）為防止鋼板銹蝕，延緩粘結(jié)劑的老化，鋼板表面應(yīng)

36、作密封防水防腐處理。 加固實(shí)例魚窩頭跨線橋 工程概況魚窩頭跨線橋位于廣州市番禺區(qū)X303線南沙大道市橋通往南沙的一座跨線橋，該橋上部結(jié)構(gòu)為連續(xù)箱梁，全長(zhǎng)425.6m，橋跨組合為：2517m。支座類型為橡膠支座（板式、盆式），下部結(jié)構(gòu)為單柱式墩，鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。設(shè)計(jì)荷載為汽超20級(jí)、掛120。相關(guān)檢測(cè)單位報(bào)告表明：該橋箱梁腹板、底板的裂縫較多，應(yīng)盡快封閉、加固。根據(jù)報(bào)告結(jié)論及現(xiàn)場(chǎng)勘察情況對(duì)魚窩頭跨線橋箱梁及橋墩進(jìn)行加固，對(duì)局部進(jìn)行維修。加固設(shè)計(jì)主要包括以下三方面：1、魚窩頭橋箱梁采用粘貼鋼板法加固。2、魚窩頭橋橋墩采用新增橫梁法加固。3、其它破損、裂縫采用相應(yīng)的維修措施處理。加固設(shè)計(jì)示意圖如下：

37、連續(xù)箱梁粘貼鋼板加固圖粘貼鋼板加固大樣圖、粘貼碳纖維片材加固法 1、加固機(jī)理 碳纖維布加固修復(fù)技術(shù)是二十世紀(jì)八十年代開始在國際上出現(xiàn)的一種混凝土外部補(bǔ)強(qiáng)新技術(shù)。1981年瑞典人Meier首先采用粘貼碳纖維片材加固Ebach橋梁。這項(xiàng)技術(shù)在我國起步較晚，1997年開始理論研究，1998年有碳纖維加固實(shí)例。在這短短幾年的時(shí)間里該項(xiàng)技術(shù)迅速發(fā)展，得到了較深入的研究。它是通過粘結(jié)劑使碳纖維這種質(zhì)輕、耐腐蝕、片材很薄、抗拉強(qiáng)度較高的材料與被加固部位共同受力，從而達(dá)到提高橋梁的承載力和限制裂縫寬度的目的。工程實(shí)踐應(yīng)用2、碳纖維復(fù)合材料 碳纖維片材具有輕質(zhì)高強(qiáng)、耐腐蝕、耐疲勞等優(yōu)異的物理力學(xué)性能，且施工簡(jiǎn)單

38、便捷是舊橋加固補(bǔ)強(qiáng)的理想材料。 碳纖維布碳纖維板材料碳纖維二級(jí)鋼筋比較結(jié)果抗拉強(qiáng)度3550MPa340MPa約10倍彈性模量235GPa200GPa較為接近3、粘結(jié)材料A級(jí)碳纖維膠修平膠 外貼碳纖維加固技術(shù)的成功應(yīng)用主要依賴于粘結(jié)劑的性能。碳纖維布的配套樹脂主要有底層樹脂、找平材料、浸漬樹脂三種。底層樹脂的作用是通過滲透入混凝土來強(qiáng)化混凝土表面，提高混凝土表面的粘結(jié)性能；找平材料的作用是修補(bǔ)混凝土的缺陷部位以提高混凝土與碳纖維的粘結(jié)質(zhì)量；浸漬樹脂的作用是充分浸潤(rùn)碳纖維布，保證各碳纖維絲共同受力，同時(shí)保證碳纖維布與混凝土之間的共同工作。4、碳纖維加固技術(shù)特點(diǎn)(1)與其它加固方法相比，采用碳纖維布

39、加固法不增加恒載和斷面尺寸，不影響結(jié)構(gòu)外觀，不減小橋下凈空。(2)該法施工簡(jiǎn)便，工期短，無需大型設(shè)備，不受空間限制，且因碳纖維布的隨型性極強(qiáng)的特點(diǎn)，可以適應(yīng)不同構(gòu)件的各種形狀，成型方便。(3)加固時(shí)碳纖維布通過環(huán)氧樹脂等粘結(jié)材料與原有構(gòu)件有效粘結(jié)，不需設(shè)置錨栓及鑿開混凝土等，不會(huì)損傷原構(gòu)件。(4)由于碳纖維材料優(yōu)異的物理力學(xué)性能，在對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)加固補(bǔ)強(qiáng)過程中可充分利用其高強(qiáng)度、高模量的特點(diǎn)來提高構(gòu)件的承載力，改善其受力性能，達(dá)到高效加固的目的。(5)碳纖維布粘貼在混凝土表面，能有效封閉混凝土表面的裂縫，并能約束混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的生成與擴(kuò)展。(6)碳纖維材料幾乎無腐蝕性和磁性，并具有較好的耐熱性，

40、且其化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不能與酸、堿、鹽等化學(xué)物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，具有良好的耐久性。(7)碳纖維布能在一個(gè)部位重疊粘貼，充分滿足構(gòu)件的補(bǔ)強(qiáng)要求。在碳纖維加固施工過程中，要注意下列幾個(gè)方面：(1) 被加固構(gòu)件的基面應(yīng)平整且具有一定強(qiáng)度，一般基面混凝土強(qiáng)度不低于C15。(2)加固用的碳纖維布一般不宜采取沿主纖維方向的搭接，特別是對(duì)受拉構(gòu)件和受彎構(gòu)件受拉區(qū)的加固。搭接部位應(yīng)避開構(gòu)件應(yīng)力最大區(qū)段，搭接長(zhǎng)度不應(yīng)小于100 mm，且搭接端部應(yīng)平整無翹曲；多層搭接的各層接口位置不應(yīng)在同一截面，每層接口位置的凈距宜大于200 mm。(3)應(yīng)注意底涂膠、找平膠、粘貼主膠、罩面膠等膠粘劑間的相容性。(4)粘貼施工應(yīng)在氣溫高于

41、5 且為晴天時(shí)進(jìn)行。(5)施工人員應(yīng)注意保護(hù)，施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)做好防火等安全措施。5、碳纖維加固施工工藝構(gòu)件表面處理涂刷底層樹脂找平修補(bǔ)表層防護(hù)粘帖RFP片材粘帖碳纖維布前的修平工作貼碳纖維加固施工現(xiàn)場(chǎng)加固實(shí)例1洪奇瀝大橋加固 工程概況 洪奇瀝大橋位于廣珠東線番禺境內(nèi)。該橋全長(zhǎng)966.2米，橋跨組合為：1216米730米52米80米52米530米1616米，橋面凈寬為14.2米，主橋上部結(jié)構(gòu)為單箱單室連續(xù)箱梁，引橋?yàn)?6米普通鋼筋砼簡(jiǎn)支T梁和30米預(yù)應(yīng)力砼簡(jiǎn)支T梁。下部結(jié)構(gòu)主橋?yàn)榭崭故较湫蜆蚨?，引橋?yàn)殡p柱式橋墩。 主要病害 洪奇瀝主線跨線橋主橋、引橋部分梁有多條豎向裂縫。加固措施對(duì)裂縫進(jìn)行表面封閉、

42、第21跨主梁貼碳纖維布（加固設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖如下）。0#、43#橋臺(tái)掏空處填片石、灌注水泥砂漿。加固實(shí)例2冼莊互通立交加固 工程概況 冼莊互通立交主要包括主線跨線橋、匝道跨線橋和17#通道橋等橋梁。其中，主線跨線橋?yàn)樯?、下行兩座分離式橋梁，上部結(jié)構(gòu)采用簡(jiǎn)支預(yù)應(yīng)力空心板，橋跨組合為621米+327米+21米，全長(zhǎng)207米。下部結(jié)構(gòu)采用獨(dú)柱墩和鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。每座橋面凈寬11.75米，總寬26.20米。加固后荷載為汽車超20級(jí)、掛車120。 主要病害 由于空心板梁簡(jiǎn)支，而人行道挑板連續(xù)澆筑，所以墩頂位置的人行道挑板底面有開裂現(xiàn)象。匝道跨線橋的結(jié)構(gòu)比主線跨線橋復(fù)雜，在0#臺(tái)處箱梁端部的橫梁發(fā)現(xiàn)有開裂現(xiàn)象。

43、加固措施 對(duì)裂縫進(jìn)行灌漿處理，對(duì)4#墩立柱頂箱梁底板裂縫進(jìn)行粘貼碳纖維布封閉處理 。（加固設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖見下頁） 箱梁底板裂縫進(jìn)行粘貼碳纖維布封閉處理碳纖維布構(gòu)造詳圖、增強(qiáng)橋梁整體性的加固技術(shù) 有些橋梁，梁的主體性能好，但因橫向聯(lián)系薄弱，整體性差，而使承載能力降低，可采取加強(qiáng)橫向聯(lián)系的措施，增強(qiáng)橋梁的整體性，以達(dá)到提高承載能力的目的。常見的加固措施有：（1）加強(qiáng)橫隔板（梁）:增大橫隔板截面，或設(shè)置橫向拉緊鋼筋，加強(qiáng)橫梁與縱梁的聯(lián)接作用。（2）增設(shè)橫隔板（梁）（3）鋪設(shè)橋面補(bǔ)強(qiáng)層:在新增橋面混凝土中設(shè)置鋼絲網(wǎng)，或摻入鋼纖維，使整體性增強(qiáng)。加強(qiáng)橫隔板加固實(shí)例魚窩頭跨線橋 工程概況魚窩頭跨線橋位于廣州市番

44、禺區(qū)X303線南沙大道市橋通往南沙的一座跨線橋，該橋上部結(jié)構(gòu)為連續(xù)箱梁，全長(zhǎng)425.6m，橋跨組合為：2517m。支座類型為橡膠支座（板式、盆式），下部結(jié)構(gòu)為單柱式墩，鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。設(shè)計(jì)荷載為汽超20級(jí)、掛120。相關(guān)檢測(cè)單位報(bào)告表明：該橋箱梁腹板、底板的裂縫較多，應(yīng)盡快封閉、加固。根據(jù)報(bào)告結(jié)論及現(xiàn)場(chǎng)勘察情況對(duì)魚窩頭跨線橋箱梁及橋墩進(jìn)行加固，對(duì)局部進(jìn)行維修。加固設(shè)計(jì)內(nèi)容如下：1、魚窩頭橋箱梁采用新增鋼桁梁法加固。2、其它破損、裂縫采用相應(yīng)的維修措施處理。加固設(shè)計(jì)示意圖如下：新增鋼桁梁加固示意圖新增鋼桁梁斷面圖新增鋼桁梁細(xì)部構(gòu)造圖、改變結(jié)構(gòu)體系加固法1、加固機(jī)理 改變結(jié)構(gòu)體系加固橋梁通常是指是

45、增設(shè)附加構(gòu)件和進(jìn)行技術(shù)改造，使橋梁的受力體系和受力狀況發(fā)生變化，從而起到減小承重構(gòu)件構(gòu)件的應(yīng)力，改善橋梁的性能，達(dá)到提高橋梁承載能力的目的。2、技術(shù)方法 改變結(jié)構(gòu)體系加固法是一種“變被動(dòng)加固為主動(dòng)加固”的方法。該方法需要對(duì)原結(jié)構(gòu)的現(xiàn)狀進(jìn)行仔細(xì)的調(diào)查，對(duì)其承載潛能進(jìn)行正確的評(píng)價(jià)，用周密、細(xì)致可靠的計(jì)算分析確定體系轉(zhuǎn)換的方法和施工工藝流程，以達(dá)到加固、修復(fù)病橋的目的。改變結(jié)構(gòu)體系加固常用的方法有以下幾種：（1）變簡(jiǎn)支梁為連續(xù)梁法；（2）將多跨簡(jiǎn)支梁改造為橋面連續(xù)簡(jiǎn)支梁法；（3）增加輔助墩法；（4）八字支撐法；（5）將梁式橋轉(zhuǎn)換為梁拱組合體系法；（6）改橋?yàn)楹捶?；?）鋼索斜拉加固法。 3、構(gòu)造要

46、求 （1）梁（板）端頭結(jié)構(gòu)應(yīng)無破損現(xiàn)象； （2）為保證橋面鋪裝與原梁體共同參與結(jié)構(gòu) 作用，梁頂要鑿毛，有條件還要設(shè)置抗剪、栓 釘，橋面鋪裝采用收縮較小的混凝土； （3）梁端間隙截面也要鑿毛，有利于膨脹混 凝土的添塞密實(shí)； （4）對(duì)于焊縫連接鋼筋，焊縫滿足規(guī)范要求； （5）新增負(fù)彎矩鋼筋可綁扎或焊接在外露的 箍筋上，若無箍筋可用栓釘固定； （6）對(duì)于簡(jiǎn)支梁空心板，其簡(jiǎn)支變連續(xù)時(shí)的 新增抗負(fù)彎矩筋及混凝土澆筑結(jié)構(gòu)如右圖所示。空心板梁橋簡(jiǎn)支變連續(xù)體系結(jié)構(gòu)示意圖 4、施工工序鑿除橋面鋪裝，拆除伸縮縫，梁頂鑿毛鑿開連接部混凝土保護(hù)層要連接的相鄰梁端用膨脹混凝土添實(shí)焊接梁端頂層外露縱向鋼筋配置剩余負(fù)彎矩鋼

47、筋重新安裝伸縮縫，澆筑橋面鋪裝加固實(shí)例佛山三山南橋 工程概況三山南橋全長(zhǎng)132.8m，分跨形式為25.6+40.0+40.0+25.6m，為預(yù)應(yīng)力混凝土組合式連續(xù)梁橋，下部結(jié)構(gòu)為雙柱式鉆孔灌注樁基礎(chǔ)和橋梁墩臺(tái)，橋面全寬11.0m，機(jī)動(dòng)車道8.0m，人行道21.5m，原設(shè)計(jì)荷載等級(jí)為汽車20，掛車100，人群荷載3.5kN/m2。 主要病害根據(jù)北京市市政工程研究院深圳分院的佛山市南海區(qū)三山南橋外觀檢測(cè)及靜動(dòng)載試驗(yàn)評(píng)估報(bào)告，知三山南橋地區(qū)的交通量較大，而橋梁的設(shè)計(jì)荷載僅為汽-20，橋梁處于超載運(yùn)營狀態(tài)。加固前全橋立面圖 加固設(shè)計(jì) 根據(jù)北京市市政工程研究院深圳分院的佛山市南海區(qū)三山南橋外觀檢測(cè)及靜動(dòng)

48、載試驗(yàn)評(píng)估報(bào)告，知三山南橋地區(qū)的交通量較大，而橋梁的設(shè)計(jì)荷載僅為汽-20，橋梁處于超載運(yùn)營狀態(tài)，建議對(duì)該橋進(jìn)行加固。加固后設(shè)計(jì)荷載：汽超20級(jí)，掛車120。加固措施如下： a、縱梁采用增設(shè)鋼管樁支撐加固； b、橫梁采用粘貼鋼板法加固； c、增鋪橋面鋪裝層，內(nèi)布雙層鋼筋網(wǎng)。 加固后全橋立面圖新增支點(diǎn)立面圖 計(jì)算分析1、模型的建立 本次驗(yàn)算主要針對(duì)全橋上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行，采用空間桿系梁格法，共劃分單元522個(gè)單元，505個(gè)節(jié)點(diǎn)；斜撐、立柱、主墩與承臺(tái)固結(jié)；橫梁與縱梁鉸接，結(jié)構(gòu)離散圖（加固后）如下圖所示。計(jì)算分析有限元模型2、驗(yàn)算截面為了計(jì)算能更有效地指導(dǎo)加固方案的設(shè)計(jì)，本文選擇關(guān)鍵截面作為控制點(diǎn)，結(jié)構(gòu)橋

49、梁各結(jié)構(gòu)受力情況和規(guī)范要求對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行混凝土結(jié)構(gòu)極限承載力分析。具體驗(yàn)算截面部位如下：截面編號(hào)123456關(guān)鍵部位跨中斜撐頂部墩頂主墩根部斜撐根部立柱考慮到三山南橋地區(qū)的交通量較大，需要提高荷載標(biāo)準(zhǔn)，因此采用驗(yàn)算荷載等級(jí)：汽超20，掛120。驗(yàn)算截面位置三山南橋驗(yàn)算的關(guān)鍵部位3、驗(yàn)算結(jié)果通過結(jié)構(gòu)計(jì)算，加固前后承載力對(duì)比分析結(jié)果如下表所示，可知加固前，結(jié)構(gòu)不滿足極限承載力要求，加固后，結(jié)構(gòu)的受力得到改善，結(jié)構(gòu)的極限承載力得到提高，加固效果明顯。三山南橋加固前后彎矩對(duì)照表（KNM）序號(hào)加固前加固后后/前*10014969.2451372.77627.623069.7562329.92475.8334

50、12.524764.50122.4橫梁承載力878.6481501.932170.9三山南橋加固前后剪力對(duì)照表(KN)序號(hào)加固前加固后后/前*10011156.415922.3479.721719.065556.69832.33878.801198.91622.6橫梁承載力795.3891106.522139.1三山南橋加固前后柱壓力對(duì)照表(KN)序號(hào)加固前加固后后/前*10042347.5861983.83984.555150.6371872.91536.36559.324320.19157.2結(jié)構(gòu)受力對(duì)比4、計(jì)算結(jié)論通過橋梁結(jié)構(gòu)分析軟件建立混凝土組合式連續(xù)拱梁橋結(jié)構(gòu)分析模型，計(jì)算確定了結(jié)構(gòu)

51、受力最大的部位，這與裂縫出現(xiàn)部位相吻合。對(duì)跨中增設(shè)鋼管樁及橫梁采用粘貼鋼板的加固方法進(jìn)行計(jì)算分析。通過加固前后的受力對(duì)比，得出以下結(jié)論，表明了加固設(shè)計(jì)對(duì)提高該橋的承載能力作用是很明顯的。1、三山南橋加固后設(shè)計(jì)能夠滿足汽超20、掛120的的設(shè)計(jì)要求。2、采用邊跨和中跨增設(shè)鋼管支撐的方法，主梁截面減小了正彎矩、剪力，增加 安全儲(chǔ)備，提高抗彎、抗剪承載力。3、由于鋼管支撐的影響，和原橋相比，斜撐、立柱、主墩受力減小。4、盡管汽車荷載等級(jí)提高，截面彎矩反而減小，因而提高了主梁的承載能力儲(chǔ)備，達(dá)到了加固效果。三、下部結(jié)構(gòu)加固方法擴(kuò)大基礎(chǔ)加固法；鋼筋混凝土套箍加固法；增補(bǔ)樁基加固法；人工地基加固法；、基礎(chǔ)

52、加固技術(shù)擴(kuò)大基礎(chǔ)加固法增補(bǔ)樁基加固法人工地基砂樁加固法 墩臺(tái)基礎(chǔ)在使用過程中，由于車輛荷載的加重以及自然作用的影響，會(huì)引起基礎(chǔ)產(chǎn)生沉降、墩臺(tái)出現(xiàn)傾斜和過大裂縫。為此，根據(jù)墩臺(tái)基礎(chǔ)不同的損壞程度，不同的結(jié)構(gòu)狀況進(jìn)行維修加固，以延長(zhǎng)橋梁使用壽命。常見的加固方法有：、橋墩加固技術(shù) 橋墩在使用過程中會(huì)出現(xiàn)：（1）水平、豎向和網(wǎng)狀裂縫；（2）混凝土剝落、空洞和老化；（3）鋼筋外露、銹蝕；（4）結(jié)構(gòu)變形、移位移等。因此，根據(jù)橋墩不同的損壞程度，不同的結(jié)構(gòu)狀況進(jìn)行維修加固，以延長(zhǎng)橋梁使用壽命。常見的加固方法有： a. 貼鋼板加固法； b. 鋼筋混凝土套箍加固法； c. 加樁（柱）加固法； d. 水泥灌漿加固

53、法； e. 化學(xué)灌漿加固法。用鋼筋砼圍帶加固橋墩加固實(shí)例龍崗大橋 工程概況龍崗大橋位于廣州市白云區(qū)Y013線上，中心樁號(hào)為K4+214，在當(dāng)?shù)佚垗彺蹇缭搅飨?。該橋建?993年，是一座彎橋，全長(zhǎng)185m，橋面寬度為16m（2m人行道+12m行車道+2m人行道）。本橋上部結(jié)構(gòu)為（515）m簡(jiǎn)支T梁 +（30+40+30）m普通鋼筋砼雙箱連續(xù)剛構(gòu)梁；下部結(jié)構(gòu)為薄壁墩，基礎(chǔ)為鋼筋砼承臺(tái)和鉆孔灌注樁；橋臺(tái)為鋼筋砼橋臺(tái)，鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。 主要病害樁基砼保護(hù)層嚴(yán)重剝落、鋼筋籠銹蝕嚴(yán)重。1墩樁基病害 2墩樁基出現(xiàn)砼剝落、露筋現(xiàn)象 4#墩樁基病害照片，斷面嚴(yán)重削弱，鋼筋銹蝕不見 加固方案設(shè)計(jì)及比選設(shè)計(jì)方共提

54、供8個(gè)加固方案，具體如下表，經(jīng)過綜合選比最終選擇方案一。方案名稱方案優(yōu)點(diǎn)方案缺點(diǎn)估算造價(jià)方案一（新承臺(tái)在舊承臺(tái)頂面）施工較方便，承臺(tái)不用水下施工橋下施工空間較低313萬元方案二（新承臺(tái)在舊承臺(tái)底面）不需進(jìn)行預(yù)應(yīng)力施工需進(jìn)行水下施工，承臺(tái)工程量較大，造價(jià)較高364萬元方案三（新承臺(tái)在舊承臺(tái)兩側(cè)）施工較方便，承臺(tái)工程量較小，造價(jià)較低 預(yù)應(yīng)力管道成孔難度大、對(duì)原承臺(tái)破壞較大，存在不安全因素297萬元方案四（1及2墩采用擴(kuò)大基礎(chǔ)）樁基工程量較小鋼板樁及封底砼工程量較大，造價(jià)較高421萬元方案五（原樁修復(fù)利用）工程造價(jià)較低方案成立尚有待檢測(cè)、論證171萬元方案六（采用微樁加固基礎(chǔ)）與原結(jié)構(gòu)接近工程造價(jià)較

55、高，僅加固基礎(chǔ)350萬元方案七（采用微樁加固基礎(chǔ)）與原結(jié)構(gòu)接近工程造價(jià)較高，僅加固基礎(chǔ)304萬元方案八（橫向托換樁基）兩側(cè)施工較方便水下施工，工程造價(jià)較高。334萬元 加固方案設(shè)計(jì)圖 加固方案計(jì)算分析 1、計(jì)算方案 針對(duì)修復(fù)方案一，做對(duì)比計(jì)算，計(jì)算一，原結(jié)構(gòu)計(jì)算；計(jì)算二，原承臺(tái)、樁基不參與 結(jié)構(gòu)計(jì)算，換為新承臺(tái)、樁基；計(jì)算三，原承臺(tái)、樁基和新承臺(tái)、樁基共同參與結(jié)構(gòu)計(jì)算。 2、結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件及計(jì)算內(nèi)容 本次結(jié)構(gòu)計(jì)算運(yùn)用橋梁博士V3.03進(jìn)行計(jì)算，對(duì)三個(gè)計(jì)算方案，分別進(jìn)行全橋二維平面桿系建模，模型考慮了樁基剛度對(duì)結(jié)構(gòu)計(jì)算的影響。 計(jì)算荷載內(nèi)容包括： 結(jié)構(gòu)恒載、砼收縮、砼徐變、汽車活載、溫度力及基礎(chǔ)沉

56、降等。三個(gè)計(jì)算方案采用完全相同的荷載工況。 3、計(jì)算結(jié)果A、計(jì)算（原橋梁計(jì)算）節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)位置彎矩（kN*m）軸力（kN）剪力（kN）豎向位移（mm）水平位移（mm）9單元右截面（10）邊跨跨中2.72E+040886-29.8-1524單元左截面（24）薄壁墩墩頂箱梁截面-5.50E+044033.09E+03-12.8-8.527單位右截面（28）薄壁墩墩頂箱梁截面-5.18E+04-5251.97E+03-12.8-7.4743單元右截面（44）中跨跨中2.87E+04-55.1539-31-22.187單元左截面（24）薄壁墩墩頂-3.49E+031.04E+04846-12.8-8.59

57、0單元左截面（28）薄壁墩墩頂3.97E+038.92E+03-992-12.8-7.47B、計(jì)算（加固后）節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)位置彎矩（kN*m）軸力（kN）剪力（kN）豎向位移（mm）水平位移（mm）9單元右截面（10）邊跨跨中2.64E+040-140-29.2-14.224單元左截面（24）薄壁墩墩頂箱梁截面-5.79E+048745.31E+03-12.5-7.5527單位右截面（28）薄壁墩墩頂箱梁截面-5.25E+04-1.05E+033.01E+03-12.5-6.543單元右截面（44）中跨跨中2.82E+04-650-594-30.2-21.887單元左截面（24）薄壁墩墩頂-4.33

58、E+039.02E+031.33E+03-12.5-7.5590單元左截面（28）薄壁墩墩頂5.02E+038.09E+03-1.57E+03-12.5-6.5、橋臺(tái)加固技術(shù)增建輔助擋墻加固法撐壁法加固埋置式橋臺(tái) 根據(jù)橋臺(tái)不同的損壞程度，不同的結(jié)構(gòu)狀況， 常用的加固方法有： 后臺(tái)加孔減載或換填土加固法；后臺(tái)增設(shè)拉桿、撐墻或擋土墻加固法；鋼筋混凝土圍帶或鋼箍加固法錨定板加固法撐壁法加固埋置式橋臺(tái)錨定板加固法1、橋梁頂升技術(shù)的背景與意義 在國內(nèi)，由于橋梁沉降、通航等級(jí)提高、下穿道路等級(jí)提高、路線改造等引起橋下凈空不足時(shí)，在這種情況下，一般是采用正常的施工方法拆除、重建。而舊橋的拆除耗時(shí)、費(fèi)力，并面

59、臨施工期長(zhǎng)、對(duì)原有交通影響大、成本高及危害環(huán)境等嚴(yán)重問題的困擾。 、橋梁頂升加固技術(shù)南安舊美林大橋的拆除惠州西枝江大橋的拆除 橋梁頂升技術(shù)抬升舊橋僅需幾個(gè)月，可以最大限度地減輕阻斷交通所帶來的交通壓力，且對(duì)環(huán)境影響較小，最重要的是其投資較少，相對(duì)于建一座新橋經(jīng)濟(jì)劃算，所以其優(yōu)點(diǎn)是十分顯著的。 圖片說明：自1968年底通車以來，30多年以來一直是溝通中國大江南北最繁華的通道，最大日車流量曾達(dá)到創(chuàng)紀(jì)錄的6.54萬輛，為原設(shè)計(jì)通車能力的4.36倍。這座在新中國建橋史上有著特殊意義的大橋的存廢去留，成為各界人士關(guān)注的焦點(diǎn)。其中東南大學(xué)的李愛群教授提出采用大橋整體頂升的辦法，在保留長(zhǎng)江大橋的原貌基礎(chǔ)上，

60、從根本上解決橋下凈空不足的問題。南京長(zhǎng)江大橋以天津獅子林橋?yàn)槔M(jìn)行比較：我國第一座采用整體抬升技術(shù)改造的橋梁工程：獅子林橋主橋成功回梁就位，該橋被整體抬升1.27m 。見下表加固方案總投資施工周期拆除重建4196.5萬元約八個(gè)月整體頂升1532.3萬元一個(gè)半月比較：整體頂升方案拆除重建方案要省2664.2萬元，時(shí)間上節(jié)省六個(gè)半月，整體頂升方案優(yōu)勢(shì)明顯。天津獅子林橋加固方案比較 所以綜上所述：尋求一種既快速可靠的，又可以最大限度減少施工的不良影響的舊橋改造新技術(shù)橋梁頂升技術(shù)是十分有必要的，而且也是十分迫切的。 2、橋梁頂升技術(shù)的定義和優(yōu)點(diǎn)定義：橋梁頂升技術(shù)是指通過千斤頂及其他輔助設(shè)備，在保證橋梁