公路舊橋加固成套技術(shù)研究

1、公路舊橋加固成套技術(shù)研究 交通部公路科學(xué)研究院 （北京公科固橋技術(shù)有限公司 ） 張勁泉 魏洪昌公路舊橋加固成套技術(shù)研究0 橋梁維修處治現(xiàn)狀1 加固的基本原則與加固程序2 加固設(shè)計方案的比選原則與要求3 橋梁加固技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)論證分析方法與確定原則4 加固效果評價方法5 加固設(shè)計方法加固工程實例其它橋梁加固工程實例照片0 橋梁維修處治現(xiàn)狀1 橋梁檢測 (1) 檢測資質(zhì)的要求 (2) 檢測人員的培訓(xùn) (3) 檢測質(zhì)量的控制(4) 基于檢測結(jié)果的橋梁現(xiàn)狀評價(5) 檢測報告的評審 (6) 檢測費用的報價 0 橋梁維修處治現(xiàn)狀2 橋梁加固設(shè)計 (1) 設(shè)計資質(zhì)的要求(2) 設(shè)計質(zhì)量的保證( 預(yù)審查制和風(fēng)

2、險評估制)(3) 設(shè)計方案的評審 3 橋梁加固施工 (1) 加固施工投標(biāo) (2) 施工質(zhì)量的控制 探討: 交鑰匙方式是值得借鑒的，即對需要加固的橋梁，進(jìn)行橋梁檢測評定、加固設(shè)計及加固工程一體化招標(biāo).1 加固的基本原則與加固程序1.1 加固的基本原則(1) 加固設(shè)計的要求、內(nèi)容及范圍(2) 加固后的橋梁結(jié)構(gòu)整體壽命(3) 加固設(shè)計應(yīng)與施工方法緊密結(jié)合(4) 加固設(shè)計方案(5) 加固設(shè)計與原結(jié)構(gòu)的關(guān)系(6) 加固設(shè)計應(yīng)按下列原則進(jìn)行承載力驗算 (7) 加固施工對環(huán)境的影響(8) 加固施工對新發(fā)現(xiàn)缺陷的處理(9) 加固施工中的安全措施1 加固的基本原則與加固程序(6) 加固設(shè)計應(yīng)按下列原則進(jìn)行承載力

3、驗算 結(jié)構(gòu)的計算應(yīng)根據(jù)加固后結(jié)構(gòu)的實際應(yīng)力情 況和實際的邊界條件進(jìn)行。 結(jié)構(gòu)的計算截面積，保留的構(gòu)件采用基于檢 測結(jié)果的計算截面積，新增構(gòu)件采用實際有 效截面積，并考慮結(jié)構(gòu)在加固后的實際受力 程度及加固部分的應(yīng)變滯后特點，以及加固 部分與原結(jié)構(gòu)協(xié)同工作的程度。 加固后使構(gòu)件重量增大時，應(yīng)對被加固的相 關(guān)構(gòu)件及基礎(chǔ)進(jìn)行驗算。1 加固的基本原則與加固程序1.2 加固工作程序橋梁現(xiàn)狀評價加固工程可行性研究報告加固工程施工圖設(shè)計加固工程施工、監(jiān)理招標(biāo)施工組織設(shè)計施工驗收1 加固的基本原則與加固程序(1) 橋梁現(xiàn)狀評價使用功能評價： 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 橋涵各部完好程度 橋梁養(yǎng)護(hù)狀況及意外事故的分析承載能力評價：

4、 原結(jié)構(gòu)復(fù)算 基于檢測結(jié)果的承載能力評定 荷載試驗鑒定1 加固的基本原則與加固程序(2) 加固工程可行性研究報告 概述 橋梁現(xiàn)狀評價及發(fā)展環(huán)境 交通量預(yù)測 加固技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 加固建設(shè)條件與加固方案選擇 投資估算及資金籌措 實施方案 經(jīng)濟(jì)評價 問題與建議1 加固的基本原則與加固程序(2) 加固工程可行性研究報告 橋梁現(xiàn)狀評價及發(fā)展環(huán)境 原設(shè)計概況 在交通運輸網(wǎng)中的作用 存在的問題 基于檢測結(jié)果的使用功能評價 基于檢測結(jié)果的承載能力評價 加固的必要性和緊迫性1 加固的基本原則與加固程序(2) 加固工程可行性研究報告 交通量預(yù)測 擬加固橋梁所在地區(qū)的經(jīng)濟(jì)特征 橋上通行車輛調(diào)查及分析 相關(guān)路線交通量調(diào)查與

5、分析 交通量預(yù)測思路與方法 加固期交通量預(yù)測 加固后交通量預(yù)測 活載折減系數(shù)的確定1 加固的基本原則與加固程序(7) 加固工程驗收 驗收辦法之一般規(guī)定 橋梁加固工程只分為竣工驗收一個階段 竣工驗收工程質(zhì)量等級分為合格和不合格 竣工驗收工程質(zhì)量評定采用100分制 驗收辦法之驗收條件 試運營1年后 對加固工程已進(jìn)行全面檢測 竣工決算、審計已完成 各參建單位完成工作報告1 加固的基本原則與加固程序(7) 加固工程驗收 驗收辦法之竣工驗收工程質(zhì)量評定 加固工程竣工驗收工程質(zhì)量采取加權(quán)平均法計算得分 質(zhì)量監(jiān)督部門根據(jù)施工過程中的抽檢資料評定得分權(quán) 值為0.3， 竣工驗收工程質(zhì)量鑒定得分權(quán)值為0.7。2

6、加固設(shè)計方案比選原則與要求2.1 比選原則 結(jié)構(gòu)檢算分析應(yīng)簡單、構(gòu)造措施應(yīng)合理、設(shè)計經(jīng)驗成熟。 施工過程中粉塵、噪音、廢棄物等對環(huán)境的影響要小 施工難度要小、工藝要成熟、質(zhì)量和工期要易于控制。 施工過程中對人身安全、行車安全和結(jié)構(gòu)安全影響要小。 工程費用應(yīng)經(jīng)濟(jì)合理。 加固后的結(jié)構(gòu)耐久性要好，減少后期養(yǎng)護(hù)的費用。 2 加固設(shè)計方案比選原則與要求2.2 比選要求 各加固設(shè)計方案應(yīng)進(jìn)行同等深度的比選。 針對以上比選原則，要求列表進(jìn)行綜合比選。 3 橋梁加固技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)論證分析方法與確定原則3.1 一般規(guī)定 為項目決策提供依據(jù)。 本辦法適用于橋梁加固工程中的大中型項目。 宏觀經(jīng)濟(jì)分析與微觀經(jīng)濟(jì)分析。

7、經(jīng)濟(jì)技術(shù)評價采用加固費用系數(shù)和加固壽命系數(shù)。3 橋梁加固技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)論證分析方法與確定原則3.2 橋梁改造的宏觀經(jīng)濟(jì)分析 (1) 客貨運輸成本損失 (2) 客貨運輸時間損失 (3) 附近相關(guān)道路的擁擠損失 (4) 車輛繞行里程增加導(dǎo)致的繞行損失 (5) 事故損失 橋梁改造的宏觀經(jīng)濟(jì)費用=(1)+(2)+(3)+(4)+(5)3 橋梁加固技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)論證分析方法與確定原則3.3 橋梁改造的微觀經(jīng)濟(jì)分析 收費公路上橋梁由于車輛繞行或限速造成的收費損失： 收費損失=日平均收費損失額施工工期 橋梁加固或新建工程費用 完成該技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)加固或新建方案的投資估算，依照有 關(guān)定額進(jìn)行，新建方案還應(yīng)包括拆除橋梁構(gòu)

8、件所涉及 到的費用。 橋梁改造的微觀經(jīng)濟(jì)=收費損失+工程費用3 橋梁加固技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)論證分析方法與確定原則3.4 橋梁加固技術(shù)經(jīng)濟(jì)確定原則 加固費用系數(shù)=加固費用/新建費用 加固費用=宏觀經(jīng)濟(jì)總損失+微觀經(jīng)濟(jì)總損失 新建費用=宏觀經(jīng)濟(jì)總損失+微觀經(jīng)濟(jì)總損失 加固壽命系數(shù)=（橋梁原設(shè)計使用壽命-橋梁已運營的時間）/橋梁原設(shè)計使用壽命3 橋梁加固技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)論證分析方法與確定原則3.4 橋梁加固技術(shù)經(jīng)濟(jì)確定原則 確定原則 加固技術(shù)經(jīng)濟(jì)確定原則為：加固壽命系數(shù)=n2時，加固費用系數(shù)n1。4 加固效果的評價(1) 橋梁加固后的效果主要是指橋梁加固后的正常使用功能和承載能力恢復(fù)到原設(shè)計狀態(tài)，由于橋梁結(jié)構(gòu)

9、的多樣化，加固方案的多變性，很難用簡單易行的辦法對加固后的效果進(jìn)行評價。(2) 根據(jù)竣工驗收確定的加固工程質(zhì)量評分及等級，當(dāng)加固工程質(zhì)量評定為合格時，即認(rèn)為加固后的效果達(dá)到了加固設(shè)計要求。(3) 對于較為復(fù)雜的加固設(shè)計或加固前進(jìn)行過荷載試驗的，原則上加固后也應(yīng)進(jìn)行荷載試驗，并依據(jù)荷載試驗對加固效果作進(jìn)一步評價。5 加固方法5.1 橋面補強層加固法5.2 增大截面和配筋加固法5.3 粘貼鋼板加固法5.4 粘貼碳纖維片加固法5.5 增加構(gòu)件加固法5.6 預(yù)應(yīng)力加固法5.7 改變結(jié)構(gòu)受力體系加固法5.8 擴(kuò)大基礎(chǔ)加固法5.9 增補樁基加固法5.10 用頂推法調(diào)整拱橋拱腳水平位移加固法5.11 墩臺基

10、礎(chǔ)的旋噴注漿加固法5 加固方法 5.5 增加構(gòu)件加固法 梁 橋 (1) 增設(shè)縱梁加固 (2) 新舊梁混合布置拓寬加固 (3) 單邊拓寬改建加固 (4) 雙邊對稱拓寬改建 (5) 增加輔助橫梁加固 5 加固方法 5.5 增加構(gòu)件加固法 拱 橋 (1) 拱橋立面加固 (2) 增設(shè)拱肋加固 (3) 增大增設(shè)拱圈加固 (4) 拱橋拓寬加固 (5) 拱肋間橫梁加固 5 加固方法 5.7 改變結(jié)構(gòu)受力體系加固法 (1) 將簡支梁與簡支梁連接改變?yōu)檫B續(xù)梁體系 (2) 將多跨簡支梁改造為橋面連續(xù)簡支梁體系 (3) 在橋孔內(nèi)加設(shè)橋墩支點 (4) 將簡支梁和連續(xù)梁轉(zhuǎn)換為撐架橋體系 (5) 梁拱組合加固 (6) 將

11、雙曲拱橋改變?yōu)殍旒芄矮@雙曲拱 (7) 加勁梁或疊合梁加固 (8) 斜拉加固法 (9) 改橋為涵洞加固5 加固方法每一種加固方法獨立成一章，每一章內(nèi)容主要： 概念、適用條件及特點 設(shè)計計算方法 施工工序 構(gòu)造措施 工序質(zhì)量控制 加固工程質(zhì)量檢驗方法 例1 例2 例3 例45 加固方法 例1 5.3 粘貼鋼板加固法5.3.1 概念、適用條件主梁承載力不足，或縱向主筋出現(xiàn)嚴(yán)重的銹蝕，或梁板橋的主梁出現(xiàn)嚴(yán)重橫裂縫,可用粘結(jié)劑及錨栓將鋼板粘貼錨固在混凝土結(jié)構(gòu)的受拉緣或薄弱部位，使其與結(jié)構(gòu)形成整體，以鋼板代替增設(shè)的補強鋼筋。 5.3.2 優(yōu)點 (1) 技術(shù)先進(jìn)，性能良好 (2) 所占空間小 (3)加固施工

12、周期短 (4)材料消耗小 (5) 工藝簡便 5 加固方法 例1 5.3 粘貼鋼板加固法5.3.3 適用范圍 (1) 適用于受彎及受拉構(gòu)件(2) 適應(yīng)外部環(huán)境溫度不高于60、相對濕度不大于70%及無化學(xué)腐蝕地區(qū)的橋梁結(jié)構(gòu)中。(3) 使用成熟的建筑結(jié)構(gòu)膠，慎重對待新膠種(4) 試驗表明粘結(jié)抗剪、抗拉強度大于混凝土的抗剪、抗拉強度，破壞發(fā)生在混凝土上而不在膠層上，鋼板與混凝土的粘結(jié)強度完全取決于混凝土本身的強度，構(gòu)件混凝土強度不能過低，否則不能發(fā)揮鋼板和膠粘劑的作用 5 加固方法 例1 5.3 粘貼鋼板加固法5.3.4 材料要求 (1) 膠粘劑彈性模量高、線膨脹系數(shù)小、比較有韌性，耐久性好。(2)

13、加固用鋼板一般以3號鋼或16錳鋼為宜，鋼板、連接螺栓及焊縫的強度設(shè)計值，應(yīng)按現(xiàn)行鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范規(guī)定采用。 5 加固方法 例1 5.3 粘貼鋼板加固法5.3.5 粘鋼加固梁破壞特征與受力分析 (1) 破壞特征 在適筋范圍內(nèi)，隨著荷載的增加，原梁中鋼筋屈服，鋼板隨著也達(dá)到屈服，隨即混凝土被壓碎而破壞。 對粘鋼加固受彎構(gòu)件，破壞階段多數(shù)構(gòu)件鋼板與混凝土之間發(fā)生局部剝離，沿板與混凝土交界面，出現(xiàn)較長的順筋裂縫，混凝土被撕裂，導(dǎo)致構(gòu)件破壞。 對粘鋼加固受剪構(gòu)件，構(gòu)件的破壞類似于普通鋼筋混凝土受剪構(gòu)件，首先出現(xiàn)斜裂縫，然后裂縫不斷發(fā)展，鋼板應(yīng)力明顯增大，最后構(gòu)件產(chǎn)生破壞。但是，在構(gòu)件受力過程的后期，明顯可

14、以觀察到錨固端的局部損傷，甚至剝離。 也有部分試驗表明，粘貼在梁底的鋼板未達(dá)到屈服強度，而是鋼板與混凝土間撕脫導(dǎo)致加固梁破壞。5 加固方法 例1 5.3 粘貼鋼板加固法5.3.6 粘鋼加固梁破壞特征與受力分析 (2) 受力分析 加固梁鋼板比原鋼筋有應(yīng)力滯后現(xiàn)象，但在破壞時，鋼板一般均能達(dá)到屈服強度，因此，其截面受力可按一般受彎構(gòu)件計算。 由于粘貼鋼板的應(yīng)力滯后，當(dāng)鋼板達(dá)到屈服時，加固梁的撓度及裂縫就偏大。 對粘鋼加固鋼筋混凝土受彎構(gòu)件，鋼板和混凝土之間，不但存在切向剪正應(yīng)力，同時由于構(gòu)件的彎曲作用，還存在徑向正應(yīng)力。在切向剪正應(yīng)力和徑向正應(yīng)力共同作用下，結(jié)構(gòu)膠與構(gòu)件交界面處的混凝土上產(chǎn)生斜裂縫

15、和水平裂縫，這些裂縫起始于加固鋼板的末端，并沿梁長方向延伸，最終導(dǎo)致鋼板從混凝土上脫落。5 加固方法 例1 5.3 粘貼鋼板加固法5.3.6 粘鋼加固梁破壞特征與受力分析 脆性破壞，這種現(xiàn)象應(yīng)避免出現(xiàn)。造成此種破壞主要有如下三個方面原因： 錨固長度不夠 要求錨固長度：受拉區(qū)不得小于200t（t為鋼板厚度），亦不得小于600mm，受壓區(qū)，不得小于160t ，亦不得小于480mm。 膠粘劑的質(zhì)量問題 現(xiàn)場使用的結(jié)構(gòu)膠應(yīng)經(jīng)常檢驗，其強度指標(biāo)應(yīng)不低于砼強度，但檢驗結(jié)構(gòu)膠的方法尚無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，只能參照已有經(jīng)驗進(jìn)行。 施工質(zhì)量的影響 粘鋼加固的效果與施工質(zhì)量密切相關(guān)，粘貼、固定與加壓應(yīng)不斷檢查，保證粘貼密實

16、。否則非常容易出現(xiàn)粘貼鋼板受力撕脫。為了保證工程質(zhì)量，粘鋼加固必須由專業(yè)化施工隊伍施工。5 加固方法 例1 5.3 粘貼鋼板加固法5.3.6 粘鋼加固計算 (1) 承載力計算 矩形截面受彎承載力可按下式進(jìn)行計算：5 加固方法 例1 5.3 粘貼鋼板加固法5.3.6 粘鋼加固計算 (2) 鋼板錨固粘結(jié)長度計算 鋼板錨固粘結(jié)長度L1，是指在原梁不需要加固截面以外的粘貼鋼板的延伸長度。要求鋼板在錨固區(qū)的粘結(jié)受剪承載力V必須大于鋼板的受拉（受壓）承載力T，其錨固長度按下式計算： 5 加固方法 例1 5.3 粘貼鋼板加固法5.3.6 粘鋼加固計算 (3) 斜截面受剪承載力計算 當(dāng)梁的斜截面受剪承載力不足

17、時，可采用局部粘貼并聯(lián)U形箍板進(jìn)行，此時斜截面受剪承載力按下式計算:5 加固方法 例1 5.3 粘貼鋼板加固法5.3.7 粘鋼加固施工 (1) 構(gòu)造要求 粘鋼加固基層的混凝土強度等級不應(yīng)低于C20。 粘鋼鋼板厚度以26mm為宜，一般取4mm。 錨固長度必須滿足一定的構(gòu)造要求：對于受拉區(qū)不得小于200t（t為鋼板厚度），亦不得小于600mm；對于受壓區(qū)，不得小于160t，亦不得小于480mm；對于大跨度結(jié)構(gòu)或可能經(jīng)受反復(fù)荷載的結(jié)構(gòu)，錨固區(qū)尚宜增設(shè)U型箍板或螺栓等附加錨固措施 為了延緩膠層老化，防止鋼板銹蝕，鋼板及其鄰接的混凝土表面，應(yīng)進(jìn)行密封防水防腐處理。簡單而有效的辦法是用M15水泥砂漿抹面，

18、其厚度對于梁不應(yīng)小于20mm，對于板不應(yīng)小于15mm。 5 加固方法 例1 5.3 粘貼鋼板加固法5.3.7 粘鋼加固施工方法與工藝要求 鋼板表面處理被粘混凝土和膠粘劑配制加固構(gòu)件卸荷涂 膠粘 貼固定加壓固 化 檢驗與試驗防腐處理5 加固方法 例1 5.3 粘貼鋼板加固法5.3.8 工序質(zhì)量控制與加固工程質(zhì)量檢驗方法 (1) 基本要求 粘貼鋼板加固所用材料類別、規(guī)格及質(zhì)量應(yīng)符合設(shè)計要求； 按規(guī)定的程序施工，加壓及固化時間應(yīng)符合設(shè)計要求； 錨固螺栓數(shù)量、規(guī)格、鋼板的搭接長度不得少于設(shè)計值； 按設(shè)計要求進(jìn)行防腐處理。5 加固方法 例1 5.3 粘貼鋼板加固法5.3.8 工序質(zhì)量控制與加固工程質(zhì)量檢

19、驗方法 (2) 實測項目5 加固方法 例2 5.7(6) 雙曲拱改桁架拱或剛架拱5.7.6.1 概念、適用條件 當(dāng)雙曲拱由于自重或地基承載力不足，致使拱腳發(fā)生水平位移和轉(zhuǎn)動，拱軸線發(fā)生變形，拱上建筑損害嚴(yán)重而主拱圈質(zhì)量尚可，在條件許可情況下，可采取調(diào)整拱上建筑自重的布置，改變雙曲拱橋結(jié)構(gòu)體系的方法，來改善主拱圈受力情況，達(dá)到加固目的。 5.7.6.2 特點 (1) 設(shè)計計算和施工過程驗算復(fù)雜 (2) 拆除拱上建筑工程量大、施工難度大 (3)施工全過程中斷交通 (4)加固效果明顯 5 加固方法 例2 5.7(6) 雙曲拱改桁架拱或剛架拱5.7.6.3 適用范圍 (1) 適用于交通量小、且斷交通影

20、響小的橋梁(2) 適用于單跨雙曲拱，對多跨雙曲拱應(yīng)慎重5 加固方法 例2 5.7(6) 雙曲拱改桁架拱或剛架拱5.7.6.4 設(shè)計計算 (1) 原結(jié)構(gòu)拱上建筑拆除計算 采用平面桿系程序，采用倒拆法，計算結(jié)構(gòu)受力，確保拆除過程中的結(jié)構(gòu)和人員安全。(2) 改建后桁架拱或剛架拱設(shè)計計算 采用平面桿系程序，確定新增構(gòu)件的斷面尺寸、配筋及保留構(gòu)建是否需要補強(3) 新建施工過程計算 利用電算程序，對構(gòu)件安裝、澆注過程進(jìn)行驗算，確保結(jié)構(gòu)達(dá)到設(shè)計要求。5 加固方法 例2 5.7(6) 雙曲拱改桁架拱或剛架拱5.7.6.5 施工工序與構(gòu)造措施 (1) 施工工序 將原拱上建筑拆除，以原拱圈作為下弦桿，增設(shè)腹桿及

21、下弦桿 改變主拱圈受力體系 改善受力條件 5 加固方法 例2 5.7(6) 雙曲拱改桁架拱或剛架拱5.7.6.5 施工工序與構(gòu)造措施 (2) 構(gòu)造措施 保留立柱腳鋼筋 植入足夠的錨固鋼筋 5 加固方法 例2 5.7(6) 雙曲拱改桁架拱或剛架拱5.7.6.6 施工安全措施 保持拱上受力平衡，不對稱拆除范圍不超過2m 由跨中對稱向拱腳方向?qū)ΨQ拆除 5 加固方法例2 5.7(6) 雙曲拱改桁架拱或剛架拱5.7.6.7 工序質(zhì)量控制與加固工程質(zhì)量檢驗方法 (1) 基本要求 按規(guī)定的程序施工，不平衡荷載不大與設(shè)計規(guī)定值； 植筋長度、位置、數(shù)量、植筋膠的性能應(yīng)滿足設(shè)計要求；5 加固方法例2 5.7(6)

22、 雙曲拱改桁架拱或剛架拱5.7.6.7 工序質(zhì)量控制與加固工程質(zhì)量檢驗方法 (2) 實測項目5 加固方法 例3 5.4 粘貼碳纖維片加固法5.4.1 本課題的研究內(nèi)容 1. 概述 1.1 纖維片材簡介 1.2 體外粘貼纖維片材加固方法 1.3 本報告中通用符號及其義意一覽 2. 加固材料及其要求 2.1 纖維片材 2.2 配套樹脂粘結(jié)材料 3. 加固設(shè)計準(zhǔn)則 3.1 總則 3.2 材料本構(gòu)關(guān)系 3.3 延性要求5 加固方法 例3 5.4 粘貼碳纖維片加固法5.4.1 研究內(nèi)容 4 加固設(shè)計計算方法 4.1 構(gòu)造規(guī)定 4.2 抗彎加固 4.3 抗剪加固 4.4 受壓構(gòu)件的加固設(shè)計 5 施工工藝與

23、施工質(zhì)量要求 5.1 一般施工工藝流程 5.2 施工質(zhì)量要求、質(zhì)量檢測與驗收方法 5.3 碳纖維板加固空心板的施工方法 5.4 預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁加固 6 結(jié)論5 加固方法 例3 5.4 粘貼碳纖維片加固法5.4.2 特點 (1) 碳纖維片材；片材碳纖維材料的拉伸強度在（24003400）MPa之間，與普通碳素鋼板拉伸強度為240MPa相比，片材的拉伸強度很高。(2) 配套樹脂類粘結(jié)材料；混凝土結(jié)構(gòu)加固修補配套樹脂系統(tǒng)包括底層涂料，用于滲透過混凝土表面，促進(jìn)粘結(jié)并形成長期持久界面的基礎(chǔ)；油灰，用于填充整個表面空隙并形成平整表面以便使用碳纖維片材；浸漬樹脂或粘結(jié)樹脂，前者用于碳纖維布粘貼，后者用于

24、碳纖維板粘貼。浸漬樹脂或粘貼樹脂是將碳纖維片粘附于混凝土構(gòu)件表面并與之緊密地結(jié)合在一起形成整體共同工作的關(guān)鍵，因此，樹脂同混凝土的粘貼強度大于混凝土的拉伸強度和剪切強度。5 加固方法 例3 5.4 粘貼碳纖維片加固法5.4.3 設(shè)計注意事項 （1）補加固構(gòu)件的最小截面尺寸必須滿足有關(guān)規(guī)范的要求，否則不宜采用碳纖維加固技術(shù)進(jìn)行加固；（2）被加固混凝土構(gòu)件的受壓區(qū)高度、配筋率等仍就滿足所有相關(guān)規(guī)范的有關(guān)要求，縱向受拉鋼筋配筋率不能大于要求；（3）碳纖維材料的設(shè)計強度，碳纖維材料設(shè)計強度計算方法一般采用簡化計算方法，考慮到碳纖維材料與被加固構(gòu)件中受拉鋼筋的變形協(xié)調(diào)，取受拉鋼筋極限變形狀態(tài)時的碳纖維受

25、拉應(yīng)力作為碳纖維材料的設(shè)計強度。（4）采用碳纖維材料加固時，考慮到碳纖維布與被加固構(gòu)件表面的剝離破壞以及實際加固效果，當(dāng)沒有采取必要的構(gòu)造措施，同一截面受力碳纖維布粘貼層（張）數(shù)一般不宜超過3層。（5）一般加固混凝土構(gòu)件的強度等級不應(yīng)小于C15。（6）碳纖維布纖維方向的搭接長度不應(yīng)小于20mm。（7）碳纖維布在端部的自然錨固長度不應(yīng)小于(250n)mm(n為粘貼層數(shù))；5 加固方法 例3 5.4 粘貼碳纖維片加固法5.4.4 存在的問題 (1)夸大了作用(2)產(chǎn)品繁雜、性能參差不齊(3)造價高5 加固方法 例4 增補樁基加固法1 特點及使用條件 當(dāng)橋梁采用樁基礎(chǔ)，改造拓寬項目，通過增加樁的數(shù)量

26、，擴(kuò)大承臺面積，提高基礎(chǔ)承載力； 橋梁墩臺基底下有軟弱層，墩臺發(fā)生沉陷，而樁的深度不足； 由于風(fēng)蝕、水蝕或沖刷等原因使樁基外露或發(fā)生傾斜時。當(dāng)?shù)鼗休d力不夠 對樁式基礎(chǔ)可增基樁（鉆孔樁或打入樁） 優(yōu)點是不需要抽水筑壩等水下施工作業(yè)，且加固效果顯著。 缺點是需搭設(shè)打樁架和開鑿橋面，對橋頭原有架空線路及陸上、水上交通均有一定影響。5 加固方法 例4 增補樁基加固法1.特點及使用條件關(guān)于靜壓樁5 加固方法 例4 增補樁基加固法2.附加影響 增加的樁基會引起河床過水?dāng)嗝婷娣e的減少，從而引起水流速度加大，這樣將會加劇原有樁基的沖刷。 通航凈跨由于增加樁基而縮小。 在樁間加樁時，較小的樁基中距，對樁基的承

27、載力有一定影響。 基礎(chǔ)的整體性由于新舊樁基及承臺的連接將有所降低。 缺點是需搭設(shè)打樁架和開鑿橋面，對橋頭原有架空線路及陸上、水上交通均有一定影響。3.力學(xué)特點 橋梁荷載通過樁基礎(chǔ)傳遞給地基，垂直荷載一般將由樁底土層抵抗力和樁側(cè)與土產(chǎn)生的摩阻力來支承，水平荷載一般由樁和樁側(cè)土的水平抗力來支承。由于地基土的分層和其物理力學(xué)性質(zhì)不同，樁的尺寸和設(shè)置在土中方法不同，都會影響樁的受力狀態(tài)。 摩擦樁主要依靠樁側(cè)土的摩阻力支承垂直荷載，樁底土層抵抗力也支承部分垂直荷載。樁側(cè)極限摩阻力的大小不僅與樁側(cè)土層和成樁工藝有關(guān)，而且與樁的入土深度有關(guān)。當(dāng)樁的入土深度超過一定深度后，側(cè)阻不再隨深度增加而增大，臨界極限摩

28、阻力大約在25 m深度處。柱樁一般專指樁底直接支承在基巖上的樁，樁的沉降甚微，樁側(cè)摩阻力可忽略不計，全部垂直荷載由樁底巖層抵抗力承受。 5 加固方法 例4 增補樁基加固法4.設(shè)計計算(1) 單樁容許承載力的確定新增自重和活載將有相當(dāng)一部分由補樁傳遞到持力層及其以下的土層中那么正確的確定單樁的容許承載力就顯得非常重要。同時，正確的單樁容許承載力是合理的確定補樁數(shù)量和補樁長度的必需而重要的依據(jù)。 (2) 群樁的承載力可把單樁承載力折算成群樁的承載力， 用Converse-Labarre公式作近似計算， 取群樁的效率系數(shù)為：= 群樁極限承載力/(n 單樁的極限承載力) 5 加固方法 例4 增補樁基加

29、固法(4)加樁沉降控制（1）不同樁型下的沉降計算荷載分配由于單樁承擔(dān)的荷載與該樁的材料性能、樁身的規(guī)格尺寸及樁的入土情況等因素有關(guān)，而這些因素又綜合反映在單樁設(shè)計承載力上，按單樁設(shè)計承載力來分配沉降計算荷載是較合理的。（2）群樁沉降量的計算按簡單疊加法原理即可計算群樁在各自計算荷載作用下引起的作用于土層上的豎向附加應(yīng)力。 5 加固方法 例4 增補樁基加固法4.設(shè)計計算5 加固方法 例4 增補樁基加固法 5.構(gòu)造措施之樁的構(gòu)造、布置和中距（1）鉆孔樁設(shè)計直徑（即鉆頭直徑）不宜小于80cm；（2）混凝土等級，鉆孔樁C15，水下C20，打入樁C25；（3）沉樁的樁身配筋應(yīng)按運輸、沉入和使用各階段內(nèi)力

30、要 求通長配筋。樁的兩端或接樁區(qū)需加密；（4）加樁與原樁可采用對稱布置；（5）摩擦樁中距不得小于成孔直徑的2.5倍，打入樁在樁尖 處的中距不得小于樁徑（或邊長）的34倍，且在承臺底 面不得小于1.5倍；（6）采用柱樁時，樁基中距不宜小于樁徑（或邊長）的2.0倍（7）邊樁外側(cè)與承臺邊緣的距離，對于直徑（或邊長）1m 的樁，不得小于0.5倍樁徑并（或邊長）不小于25cm；對 于直徑（或邊長）1m的樁，不得小于0.3倍樁徑并不小 于50cm；5 加固方法 例4 增補樁基加固法 5.構(gòu)造措施之混凝土承臺的新舊連接 原承臺鑿成鋸齒狀剪力鍵，設(shè)置釬釘，也可采用植筋法連接新老承臺，即通過植入的鋼筋承接和傳導(dǎo)

31、彎矩及剪力，并使新舊混凝土形成有機(jī)整體，以達(dá)到擴(kuò)大原承臺尺寸的目的。 為加強新舊混凝土的結(jié)合，應(yīng)把原承臺有蜂窩或空洞缺陷部分盡可能鑿除，并對新承臺下的加樁頂部分進(jìn)行鑿毛處理，使之露出新鮮混凝土，讓混凝土表面保持濕潤、清潔。 6.工序質(zhì)量控制嚴(yán)格按照施工工序及構(gòu)造措施要求來保證施工質(zhì)量，加固施工的質(zhì)量控制按公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范（JTJ 0412000）要求進(jìn)行，重點控制樁基礎(chǔ)和承臺的施工。2、加固工程質(zhì)量檢驗評定方法（1）基本要求 所用材料的種類、型號、規(guī)格、數(shù)量和質(zhì)量應(yīng)符合有關(guān)規(guī)范及設(shè)計要求。 按設(shè)計要求的程序進(jìn)行施工。（2） 實測項目實測項目參照公路工程質(zhì)量檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)(JTJ071-98)

32、相關(guān)規(guī)定進(jìn)行檢驗評定。 原承臺鑿成鋸齒狀剪力鍵，設(shè)置釬釘，也可采用植筋法連接新老承臺，即通過植入的鋼筋承接和傳導(dǎo)彎矩及剪力，并使新舊混凝土形成有機(jī)整體，以達(dá)到擴(kuò)大原承臺尺寸的目的 7.評述 采用增補樁基加固法提高基礎(chǔ)承載力及增加基礎(chǔ)穩(wěn)定性是比較可靠的方法，但在施工過程中，往往涉及到水中施工，使得樁基礎(chǔ)、新舊承臺連接施工難度加大，施工期需部分中斷交通。 6 加固工程實例6.1 廣東江南大橋（右幅）維修加固設(shè)計6.2 浙江蘭溪橫山大橋維修加固設(shè)計6.3 山東東明黃河大橋維修加固設(shè)計6.4 杭甬高速杭州段K9+488通道橋（基礎(chǔ)加固） 6 加固工程實例 6.1 廣東江南大橋（右幅）維修加固設(shè)計 6.

33、1.1 研究范圍 6 加固工程實例 6.1 廣東江南大橋（右幅）維修加固設(shè)計 6.1.2 橋梁現(xiàn)狀評價及發(fā)展環(huán)境 （1）原設(shè)計概況 （2）在交通運輸網(wǎng)中的作用 （3）存在的問題 （4）基于檢測結(jié)果的使用功能評價 （5）基于檢測結(jié)果的承載能力評價 （6）加固的必要性和緊迫性 6 加固工程實例 6.1 廣東江南大橋（右幅）維修加固設(shè)計 6.1.2 橋梁現(xiàn)狀評價及發(fā)展環(huán)境 （1）原設(shè)計概況 主橋： 三孔一聯(lián)，兩岸對稱布置 凈矢跨比為1/7 拱軸系數(shù)m。=1.347引橋： 兩側(cè)各8孔，分為四聯(lián)拱 凈矢跨比為1/5 拱軸系數(shù)m。=1.756 6 加固工程實例 6.1 廣東江南大橋（右幅）維修加固設(shè)計 6

34、.1.2 橋梁現(xiàn)狀評價及發(fā)展環(huán)境 （2）在交通運輸網(wǎng)中的作用 東莞市地處廣東經(jīng)濟(jì)最發(fā)達(dá)的珠江三角洲中心地帶，成為了全國重要的制造業(yè)、信息業(yè)、物流業(yè)中心和暢銷海內(nèi)外的“廣貨”的主要生產(chǎn)基地。 按照規(guī)劃，在道路建設(shè)方面，初步把全市建成一個“一小時生活圈”；密切與廣州、深圳兩個中心城市之間的聯(lián)系，形成強大的“中心城市組合”。 江南大橋（右幅）為廣深公路(107國道)從廣州向南進(jìn)入東莞市的第一座橋梁，它的安全通暢運行直接關(guān)系到107國道的正常運營和使用。 6 加固工程實例 6.1 廣東江南大橋（右幅）維修加固設(shè)計 6.1.2 橋梁現(xiàn)狀評價及發(fā)展環(huán)境 （3）存在的問題 、（4）基于檢測結(jié)果的使用功能評價

35、 （5）基于檢測結(jié)果的承載能力評價 （6）加固的必要性和緊迫性 交通負(fù)荷非常重，行車密度較大，經(jīng)常發(fā)生交通堵塞。 病害的發(fā)展對結(jié)構(gòu)的受力更加不利，反過來又會加速病害的發(fā)展，從而形成惡性循環(huán)。 相對嚴(yán)重的病害使得江南大橋的主要受力構(gòu)件不能滿足較大交通量下的極限承載能力要求，成為東莞市經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的一個瓶頸。因而對該橋進(jìn)行加固是非常必要和緊迫的社會、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)的調(diào)查與分析確定加固工程規(guī)模與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)加固工程的技術(shù)經(jīng)濟(jì)評價預(yù)測加固期內(nèi)的交通量預(yù)測加固后的交通量四階段模型法活載影響修正系數(shù)q=1.125提供依據(jù) 交通量發(fā)展預(yù)測6.1.3 交通量預(yù)測(1) 預(yù)測模型 6 加固工程實例 6.1 廣東江南大橋

36、（右幅）維修加固設(shè)計 6.1.3 交通量預(yù)測 (2)加固期交通量預(yù)測 流向一類二類三類四類五類收費合計免費車總計廣州方向8116175四類10398502178786722654東莞方向11515784五類9608892116889722065雙向合計19631959收費合計1999173942955176444719雙向折算中型車6515980免費車2199260927915149929414 6 加固工程實例 6.1 廣東江南大橋（右幅）維修加固設(shè)計 6.1.3 交通量預(yù)測 (3)加固后交通量預(yù)測 流向一類二類三類四類五類收費合計免費車總計200574 16535 72902298 266

37、7 28864 1583 30447 201082181938020 2529 2934 31758 1771 33529 201587194158559 26983132 33891 2329 36220 20209320673 9114 2873 3335 36088 3063 39151 6 加固工程實例 6.1 廣東江南大橋（右幅）維修加固設(shè)計 6.1.4 加固技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 原設(shè)計荷載為汽車20級，掛100，人群2.5kN/m2。 根據(jù)大橋已查明的病害和存在的缺陷，提出加固方案，并對其進(jìn)行處理與維修。 在原設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，考慮了目前行車的實際狀況（設(shè)有3車道），其中汽車活載考慮了基于橋梁

38、加固完成后使用期內(nèi)預(yù)測交通量的增長，并計入了活載影響修正系數(shù)q 使加固后的橋梁的承載能力及整體使用壽命均能達(dá)到原設(shè)計要求 6 加固工程實例 6.1 廣東江南大橋（右幅）維修加固設(shè)計 6.1.5 加固建設(shè)條件與加固方案選擇 (1) 加固設(shè)計內(nèi)容 (2) 主拱圈加固設(shè)計 (3) 主橋立柱上蓋梁加固設(shè)計 (4) 主橋水中墩加固設(shè)計 (5) 引橋加固設(shè)計 6 加固工程實例 主 橋引 橋拱圈立柱14號墩立柱上蓋梁5號墩主拱1號腹孔8號孔25號腹孔加大截面外包混凝土外包玻璃纖維加斜撐U型環(huán)向預(yù)應(yīng)力加大截面、加高橫系梁、張拉預(yù)應(yīng)力錨噴混凝土對拉桿錨噴混凝土加固方案(1) 加固設(shè)計內(nèi)容 6 加固工程實例 6.

39、1.5 (2) 主拱圈加固設(shè)計 加固基本思路 減小拱腳水平力 基礎(chǔ)的變位是主橋拱圈的開裂主要原因之一，因而提出加固以減小拱上建筑恒載(至少不能增加)為原則，結(jié)合本橋的實際狀況提出不同的橋面改造方案，減小拱腳水平力，同時有利于主橋拱圈的卸載加固。 減小應(yīng)變滯后效應(yīng) 拱腳截面在活載和附加荷載組合下是偏心受壓構(gòu)件，采用加大截面的加固方法，結(jié)構(gòu)屬于二次受力結(jié)構(gòu)。截面的加固混凝土（或鋼材）與原結(jié)構(gòu)混凝土存在應(yīng)變滯后現(xiàn)象 。 6 加固工程實例 6.1.5 (2) 主拱圈加固設(shè)計 開裂截面的模擬計算 開裂后的主橋拱圈內(nèi)力進(jìn)行了重分布。主橋1號孔東莞側(cè)拱腳附近開裂最嚴(yán)重，因而選取主橋1號孔為計算模型，用空間有

40、限元程序模擬分析計算，得到恒載狀態(tài)下開裂拱圈受力狀況。工況目前恒載拆除橋面鋪裝層和橋面行車道板拆除橋面鋪裝層改建防撞護(hù)欄和人行道欄桿裂縫處截面下緣的最大壓應(yīng)力（MPa）7.93 4.07 6.18 7.46 6 加固工程實例 6.1.5 (2) 主拱圈加固設(shè)計 加固方案 粘貼鋼板 加大截面 6 加固工程實例 6.1.5 (2) 主拱圈加固設(shè)計 加固方案比選 方案經(jīng)濟(jì)性對交通的影響實施工期施工難度加固效果前提A：拆除行車道板并改造橋面鋪裝粘貼鋼板一般，共計355.8萬元較大封閉交通約240天80天工藝成熟難度低較好加大截面一般，共計358.4萬元較大約240天90天工藝成熟難度一般較好前提B：

41、不拆除行車道板改造橋面鋪裝粘貼鋼板好，共計295.3萬元較大封閉交通約150天80天工藝成熟難度低好加大截面好，共計290.5萬元較大封閉交通約150天90天工藝成熟難度一般好推薦前提C：不拆除行車道板不改造橋面鋪裝粘貼鋼板較少，共計39.3萬元封閉部分車道，約50天80天工藝成熟難度低一般加大截面較少，共計38.2萬元封閉部分車道，約50天90天工藝成熟難度一般一般 6 加固工程實例 6.1.5 (3) 主橋立柱上蓋梁加固設(shè)計 加固方案 若卸掉橋面荷載并拆掉行車道板后加固主拱， 則提出拆除并新建和粘貼鋼板調(diào)整橫坡兩個方案； 若拆除橋面鋪裝層，或部分卸掉恒載拆除護(hù)欄加固主拱，保留行車道板，則提

42、出加斜撐和張拉體外束兩個方案 6 加固工程實例 6.1.5 (3) 主橋立柱上蓋梁加固設(shè)計 加固方案一、二 粘貼鋼板拆除并新建蓋梁 6 加固工程實例 6.1.5 (3) 主橋立柱上蓋梁加固設(shè)計 加固方案三、四 加斜撐加固體外預(yù)應(yīng)力 6 加固工程實例 6.1.5 (3) 主橋立柱上蓋梁加固設(shè)計 加固方案比選 方案經(jīng)濟(jì)性對交通的影響實施工期施工難度加固效果拆除行車道板后加固蓋梁 拆除新建一般，共計69.6萬元 較大，封閉交通約210天 160天工藝成熟難度低較好粘貼鋼板，調(diào)整高度和橫坡一般，共計78.9萬元 較大，約210天 140天 工藝成熟難度一般好不拆除行車道板，改造橋面鋪裝斜撐好，共計33

43、.6萬元 較大，封閉交通約150天 90天工藝成熟難度低好推薦體外預(yù)應(yīng)力一般，共計40.7萬元 較大，封閉交通約150天 110天 工藝成熟難度一般較好不拆除行車道板、不改造橋面鋪裝斜撐好，共計33.6萬元 封閉部分車道，約50天 90天工藝成熟難度低好體外預(yù)應(yīng)力一般，共計40.7萬元 封閉部分車道，約50天 110天 工藝成熟難度一般較好 6 加固工程實例 6.1.5 (4) 水中墩加固設(shè)計 主橋5號墩加固設(shè)計 5號墩裂縫形態(tài)明顯區(qū)別于其它橋墩，裂縫寬度較大。 在沉井中增加了10根沖孔灌注樁，未設(shè)承臺，樁直接穿過墩帽，改變了墩帽的受力狀態(tài)； 從裂縫中殘留物可判斷為早期形成裂縫，其發(fā)展應(yīng)該趨于

44、穩(wěn)定，因而采取對5號墩進(jìn)行補強加固方案，以限制和約束裂縫的發(fā)展。 方案一：對墩帽施加U形環(huán)向預(yù)應(yīng)力 方案二：對墩帽用對拉桿施加預(yù)應(yīng)力 6 加固工程實例 6.1.5 (4) 水中墩加固設(shè)計 主橋5號墩加固設(shè)計 方案一：對墩帽施加U形環(huán)向預(yù)應(yīng)力 清理表層，封閉裂縫。 在墩帽中間層按豎向25cm間距布置7排U形預(yù)應(yīng)力束，立模澆筑C30混凝土后張拉。 在墩帽上下層斜面各錨噴10cm掛網(wǎng)C30混凝土 6 加固工程實例 6.1.5 (4) 水中墩加固設(shè)計 主橋5號墩加固設(shè)計 方案二：對墩帽用對拉桿施加預(yù)應(yīng)力 清理表層，封閉細(xì)小裂縫。 在墩帽中間層按豎向20cm間距布置7排對拉桿預(yù)應(yīng)力筋，張拉，張拉的同時，

45、密切觀察最寬的裂縫的變化情況，張拉后封閉裂縫，立模澆筑C30混凝土。 在墩帽上下層斜面各錨噴10cm掛網(wǎng)C30混凝土 6 加固工程實例 6.1.5 (4) 水中墩加固設(shè)計 主橋5號墩加固設(shè)計 方案比選 環(huán)向預(yù)應(yīng)力對墩的套箍作用效果較好，能較好的限制和封閉墩帽的豎向裂縫； 雖施工時間稍長，但對航運影響不大（5號墩位于主航道外側(cè)）； 江南大橋左右幅5號墩墩帽間距較小，采用對拉桿加固方案受到場地限制，施工空間受到約束，而施加U形施工受環(huán)境和場地條件影響小。方案經(jīng)濟(jì)性實施工期 施工難度 加固效果 U形環(huán)向預(yù)應(yīng)力一般、共計50.1萬元 90天 施工難度稍大好 推薦 對拉桿預(yù)應(yīng)力一般、共計55.4萬元 1

46、00天 施工難度一般好 6 加固工程實例 6.1.5 (5) 引橋加固設(shè)計 加固設(shè)計方案 雙曲拱橋最大的特點就是化整為零，逐步組合而成。 隨著近年來公路行車密度加大，汽車超載嚴(yán)重，肋與波、拱圈與拱上建筑間僅靠砂漿聯(lián)結(jié)，整體性較差，加上結(jié)構(gòu)老化等原因，我國早期建成的雙曲拱橋均不同程度的出現(xiàn)病害，如拱肋開裂、肋波脫開、拱波縱向裂縫等。 在檢測中發(fā)現(xiàn)引橋8號孔病害相對較突出，但出于安全考慮決定對所有引橋孔進(jìn)行加固。 方案一 方案二 6 加固工程實例 6.1.5 (5) 引橋加固設(shè)計 加固設(shè)計方案一 加大拱肋截面；加高橫系梁，并張拉橫向預(yù)應(yīng)力加強整體性；加大拱腳和L/4截面高度，增強抵抗負(fù)彎矩能力 6

47、 加固工程實例 6.1.5 (5) 引橋加固設(shè)計 加固設(shè)計方案二 在拱肋下緣粘貼鋼板條；加寬橫系 梁，加強整體性；加大拱腳和L/4截面高度，增強抵抗負(fù)彎矩能力 6 加固工程實例 6.1.5 (5) 引橋加固設(shè)計 加固設(shè)計方案比選 方案一施工難度一般，施工工藝成熟，較好的提高了引橋雙曲拱的整體剛度和拱橋的承載能力； 從加固后總體外觀來看，方案一是拱肋全截面加大，而方案二是在拱頂下緣附近粘貼鋼板，加固后結(jié)構(gòu)整體效果相對差； 方案一工程總費用相對低；施工期稍長，但主要在拱圈下進(jìn)行陸地施工，對交通影響小。因此推薦引橋加固使用方案一。 方案經(jīng)濟(jì)性實施工期 施工難度 加固效果 方案一共計140.7萬元21

48、0天稍長施工難度一般較好推薦 方案二共計164.1萬元190天稍短 施工難度大好 6 加固工程實例 6.1 廣東江南大橋（右幅）維修加固設(shè)計 6.1.6 投資估算及資金籌措 6.1.7 加固工程對環(huán)境的影響 6.1.8 實施方案 6.1.8 加固經(jīng)濟(jì)技術(shù)評價 6 加固工程實例 6.1 廣東江南大橋（右幅）維修加固設(shè)計 6.1.8 加固經(jīng)濟(jì)技術(shù)評價 (1) 橋梁加固的宏觀經(jīng)濟(jì)分析 客貨運輸成本損失，108.74萬元 客貨運輸時間損失，253.33萬元 附近相關(guān)公路增加擁擠損失，4367.1萬元 車輛繞行里程增加導(dǎo)致的繞行損失，1746.48萬元 事故損失，33.14萬元 以上5項損失合計 651

49、0.817 萬元 (2) 橋梁加固新建部分的宏觀經(jīng)濟(jì)分析 橋梁新建的宏觀經(jīng)濟(jì)損失合計 23438.94 萬元 6 加固工程實例 6.1 廣東江南大橋（右幅）維修加固設(shè)計 6.1.8 加固經(jīng)濟(jì)技術(shù)評價 (3) 橋梁改造的微觀經(jīng)濟(jì)分析 加固工程費： 加固期間收費損失為 2254 萬元 加固工程費用 914.5 萬元 合計 3168.5 萬元 新建工程費： 新建期間收費損失為 8114.4 萬元 新建工程費用 1931 萬元 合計 10045.4 萬元 6 加固工程實例 6.1 廣東江南大橋（右幅）維修加固設(shè)計 6.1.8 加固經(jīng)濟(jì)技術(shù)評價 (4) 評價加固費用系數(shù)n1=加固費用/新建費用 = 0.

50、29加固壽命系數(shù)n2= （50-19）/50=0.62 運營年限（年）加固費用系數(shù)N1加固壽命系數(shù)N2100.60.8200.50.6300.40.4400.30.26 加固工程實例 廣東江南大橋（右幅）施工照片6 加固工程實例 廣東江南大橋（右幅）施工照片6 加固工程實例 廣東江南大橋（右幅）施工施工后啟示: 1. 關(guān)于施工組織設(shè)計 2. 關(guān)于設(shè)計變更 3. 關(guān)于報價 6 加固工程實例 6.2 浙江蘭溪橫山大橋維修加固設(shè)計 6.2.1 項目概況大橋于1992年建成通車。1997年9月，腹板有裂縫產(chǎn)生，但未統(tǒng)計。1999年6月，蘭溪市公路管理段對箱內(nèi)進(jìn)行全面檢查，腹板裂縫共1795條，長度超過

51、1m的3條，頂板及底板未發(fā)現(xiàn)裂縫。2001年5月，蘭溪市公路管理段又對箱內(nèi)檢查，裂縫長度超過1m的達(dá)70條，部分寬度已達(dá)0.30.4mm。 6 加固工程實例 6.2 浙江蘭溪橫山大橋維修加固設(shè)計 6.2.2 原結(jié)構(gòu)復(fù)算 (1) 復(fù)算的荷載工況： 共劃分了18個受力階段， 共考慮了8種荷載組合。 6 加固工程實例 6.2 浙江蘭溪橫山大橋維修加固設(shè)計 6.2.2 原結(jié)構(gòu)復(fù)算(2) 結(jié)構(gòu)復(fù)算結(jié)論 從平面復(fù)算結(jié)果來看，截面最大正應(yīng)力為11.8MPa(21MPa)（組合5中，7號截面上緣）； 最小正應(yīng)力為-0.08MPa(-2.7MPa)（組合4中，13/號截面上緣）； 最大主拉應(yīng)力-1.79MPa(

52、- 2.7MPa)。 平面復(fù)算結(jié)果，各控制應(yīng)力均滿足規(guī)范要求。 6 加固工程實例 6.2 浙江蘭溪橫山大橋維修加固設(shè)計 6.2.3 空間分析模型(1)ANSYS空間分析模型 采用8結(jié)點實體單元，但沒有分階段計算，也沒有計入預(yù)應(yīng)力的影響。 6 加固工程實例 6.2 浙江蘭溪橫山大橋維修加固設(shè)計 6.2.3 空間分析模型(2) BridgeKF空間分析模型 采用8結(jié)點實體單元，按施工過程劃分了9個階段，計入空間預(yù)應(yīng)力束布置的影響。 6 加固工程實例 6.2 浙江蘭溪橫山大橋維修加固設(shè)計 6.2.3 空間分析模型(3) 結(jié)果分析 6 加固工程實例 6.2 浙江蘭溪橫山大橋維修加固設(shè)計 6.2.3 空

53、間分析模型(3) 結(jié)果分析位置點號ANSYS(MPa)BridgeKF (MPa)腹板中點內(nèi)側(cè) 順橋向正應(yīng)力-4.28-4.59豎橋向正應(yīng)力-1.96-1.76腹板中點外側(cè) 順橋向正應(yīng)力-3.49-3.87豎橋向正應(yīng)力1.931.80底板下緣順橋向最大正應(yīng)力-11.09-11.18頂板上緣順橋向最大正應(yīng)力5.616.28 6 加固工程實例 6.2 6.2.3 空間分析模型 (3)結(jié)果分析成橋+汽車+人群+BS腹板中線外側(cè)成橋+汽車+人群+BS腹板中線內(nèi)側(cè) 6 加固工程實例 6.2 浙江蘭溪橫山大橋維修加固設(shè)計 6.2.3 空間分析模型(4)分析結(jié)果與實際裂縫發(fā)生情況對比（腹板） 6 加固工程實

54、例 6.2 浙江蘭溪橫山大橋維修加固設(shè)計 6.2.3 空間分析模型(4)分析結(jié)果與實際裂縫發(fā)生情況對比 (底板） 從計算結(jié)果來看，底板的橫橋向出現(xiàn)了超過允許的拉應(yīng)力。從檢測結(jié)果，底板裂縫集中在軸線附近，呈順橋向分布。 6 加固工程實例 6.2 浙江蘭溪橫山大橋維修加固設(shè)計 6.2.3 裂縫成因分析橫山大橋主梁箱底較寬，跨徑與底板寬度比值較大（L/B=10），且中間無橫隔板； 跨中底板較厚（30cm）；跨中梁高較矮（跨中截面梁高2.3m，倒角間的腹板凈高1m）；跨中截面腹板厚度較?。?5cm）。 在底板自重下產(chǎn)生較大的橫向撓曲空間效應(yīng)，在腹板內(nèi)側(cè)產(chǎn)生較大的豎橋向拉應(yīng)力，腹板外側(cè)產(chǎn)生較大的豎橋向壓

55、應(yīng)力。以上現(xiàn)象在空間計算結(jié)果中有充分的體現(xiàn)。 6 加固工程實例 6.2 6.2.4 加固設(shè)計方案方案一 增設(shè)體外束 6 加固工程實例 6.2 6.2.4 加固設(shè)計方案方案二增設(shè)鋼框架 6 加固工程實例 6.2 6.2.4 加固設(shè)計方案方案三 增設(shè)縱向鋼腹板 6 加固工程實例 6.2 6.2.5 加固設(shè)計方案比選內(nèi)容方案一方案二方案三優(yōu)點 可有效增強主梁整體性；對原結(jié)構(gòu)損傷小 (1)可有效增強主梁束體性；(2)增加自重很少；(3)可限制腹板裂縫開展；(4)施工難度較??；(5)造價低(1)可以有效地改善低板、腹板受力；(2)可限制腹板裂縫開展(3)造價最低缺點(1)增加自重、施工有難度；(2)對腹

56、板剛度提高不大；(3)造價較高(1)對原結(jié)構(gòu)有一定損傷；(2)拉力桿的長期效果較難保證，對其施工工藝要求較高(1)施工難度大，對頂板受力不利；(2)需在頂板開孔，施工有一定風(fēng)險概算724.67萬元 513.77萬元 496.15萬元 6 加固工程實例 6.2 6.2.6 工程照片 6 加固工程實 6.2.6 工程照片 6 加固工程實例 6.3 山東東明黃河大橋維修加固設(shè)計 6.3.1 項目概況 東明黃河大橋主橋為75m+7120m+75m連續(xù)剛構(gòu)組合結(jié)構(gòu)體系。1997年發(fā)現(xiàn)箱梁腹板開裂和跨中下?lián)希?002年7月大橋管理處委托交通部公路科學(xué)研究所對主橋箱梁進(jìn)行詳細(xì)檢測；2003年4月在召開的大橋

57、管理委員會第七次工作會議上，專家一致認(rèn)為主橋箱梁開裂較嚴(yán)重，應(yīng)盡快進(jìn)行維修加固。 6 加固工程實例 6.3 山東東明黃河大橋維修加固設(shè)計 6.3.1 工作內(nèi)容 原結(jié)構(gòu)復(fù)算 基于檢測結(jié)果的使用功能評價 基于檢測結(jié)果的箱梁承載能力評價 加固維修方案選擇 新增隔板對主橋箱梁的影響分析 投資估算及資金籌措 施工實施方案 6 加固工程實例 6.3 山東東明黃河大橋維修加固設(shè)計6.3.2 原結(jié)構(gòu)復(fù)算 6 加固工程實例 6.3 山東東明黃河大橋維修加固設(shè)計 6.3.3 基于檢測結(jié)果的箱梁承載能力評價(1) 承載能力檢算系數(shù)Z1=0.95 (2) 承載能力惡化系數(shù)e=0.0284 (3) 截面折減系數(shù)c=0.

58、99 (4) 汽車檢算荷載的活載影響修正系數(shù) q= 1.065 6 加固工程實例 6.3 山東東明黃河大橋維修加固設(shè)計 6.3.4 加固設(shè)計方案 (1)腹板維修加固方案在腹板上共有2330條裂縫，其中387條分布在腹板箱外表面，僅占總數(shù)的16%?？紤]箱外補強施工具有一定難度。僅對箱外腹板裂縫進(jìn)行灌漿或表面封閉處理，而對箱內(nèi)腹板進(jìn)行加固補強。(2)新增體外束布置形式 6.3.4 加固設(shè)計方案 6 加固工程實例 6.3 維修加固設(shè)計 6.3.5 6 加固工程實例 6.3 維修加固設(shè)計主拉應(yīng)力高值區(qū)補強方案比選比較項目 腹板加厚、粘貼鋼板條 粘貼碳纖維布 設(shè)計經(jīng)驗 成熟 尚未成熟 施工難易 技術(shù)要求

59、不高，較繁瑣 施工方便，但技術(shù)要求高。 工期 90天60天工程數(shù)量 C50混凝土：384(m3) 鋼筋網(wǎng)：43.36(t) 植筋：32512個(16錨筋) 粘貼鋼板：19688(m) 植埋螺桿：53600（套） 碳纖維布：11736(m2) 加固腹板造價 408萬 1643萬 6.3.6 6 加固工程實例 6.3 維修加固設(shè)計新增隔板方案比選 6.3.7 6 加固工程實例 6.3 維修加固設(shè)計新增隔板對主橋箱梁的影響分析未加橫隔板增加橫隔板 6 加固工程實例 6.3 維修加固設(shè)計投資估算 推薦方案的主要工程有：1、裂縫處理2、粘貼鋼板3、腹板加厚、齒板錨固4、張拉體外預(yù)應(yīng)力 本工程加固總造價為

60、710.6萬。投資估算及工程數(shù)量 6 加固工程實例 6.4 杭甬高速杭州段K9+488通道橋 1. 存在的主要問題：(1)薄壁橋臺的豎向和斜向開裂，而且都集中在橋的右幅，其中寧波側(cè)橋臺開裂最為嚴(yán)重，橋臺跨中位置豎向裂縫長約3.6 m，裂縫寬度下窄（1.4cm）上寬(3.2cm)，豎向貫通整個橋臺，開裂處清晰可見內(nèi)部鋼筋，開裂兩側(cè)已有相對錯動。(2)中間墩身兩個側(cè)面的跨中附近都發(fā)現(xiàn)了豎向通長裂縫，寬度介于12mm 之間。兩側(cè)面的裂縫都表現(xiàn)為上寬下窄，且位置相互對應(yīng)。(3)檢查中還發(fā)現(xiàn)杭州側(cè)的橋臺中間構(gòu)造縫上寬下窄，上下差值1.3cm，同時橋臺還順橋向傾斜，但兩幅橋臺傾斜方向不一致，造成構(gòu)造縫上部