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文檔簡介
公路舊橋加固技術(shù)第一頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日2.5增大截面和配筋加固法
2.5.1特點及適用條件
該加固方法是在構(gòu)件表面加大混凝土尺寸,增加受力鋼筋,使其與原結(jié)構(gòu)形成整體,從而增大構(gòu)件有效高度和受力鋼筋面積,增加構(gòu)件的剛度,提高橋梁整體承載能力。2.5.2附加影響加大構(gòu)件截面時,會使上部結(jié)構(gòu)恒載增加,對原結(jié)構(gòu)及基礎(chǔ)承載能力有一定影響。第二頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日增大截面加固法示意第三頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日2.5.3材料要求
(1)優(yōu)先選用早強(qiáng)砂漿和早強(qiáng)混凝土或膨脹混凝土。(2)配制混凝土用的石子宜用堅硬耐久的卵石或碎石,其最大粒徑不宜大于20mm。(3)當(dāng)采用鋼筋補(bǔ)強(qiáng)時,縱向受力鋼筋的直徑不宜小于12mm;封閉式箍筋直徑不宜小于8mm。U形箍筋直徑宜與原有箍筋直徑相同。(4)當(dāng)采用型鋼和鋼板補(bǔ)強(qiáng)時,應(yīng)將其和原結(jié)構(gòu)的鋼筋進(jìn)行聯(lián)結(jié),或采用錨栓與原結(jié)構(gòu)聯(lián)系。第四頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日2.5.4力學(xué)特點
(1)增大主梁混凝土截面和增加配筋后,使主梁成為二次受力的疊合構(gòu)件,原主梁的混凝土和鋼筋除了已有的應(yīng)力外,還需要承受后期恒載和活載產(chǎn)生的應(yīng)力。因此,需按二次受力的疊合梁進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)的驗算。(2)如果橋面鋪裝部分得到加固,可適當(dāng)考慮部分鋪裝層參與受力。
第五頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日2.5.5設(shè)計計算
2.5.5.1受彎構(gòu)件(1)構(gòu)件的承載能力極限狀態(tài)計算
①正截面承載能力計算
采用現(xiàn)行《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》(JTGD62-2004)中鋼筋混凝土或預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的正截面強(qiáng)度計算公式計算。②斜截面承載力計算二次受力疊合梁的斜截面抗剪強(qiáng)度仍然考慮混凝土、箍筋和斜筋三部分。其中,混凝土和箍筋的抗力取用構(gòu)件中較低的混凝土強(qiáng)度等級進(jìn)行計算;斜筋的抗力仍取斜截面范圍內(nèi)的斜筋計算。第六頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日(2)構(gòu)件的正常使用極限狀態(tài)計算
①鋼筋混凝土疊合受彎構(gòu)件在荷載的短期效應(yīng)組合下,縱向鋼筋的應(yīng)力應(yīng)符合下列要求:P39
(2-42)②裂縫寬度計算
裂縫寬度按現(xiàn)行《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》(JTGD62-2004)規(guī)范中,鋼筋混凝土構(gòu)件的裂縫寬度公式計算,并滿足限制值要求。在計算鋼筋應(yīng)力時,采用上述鋼筋混凝土疊合受彎構(gòu)件在荷載的短期效應(yīng)組合下,縱向鋼筋的應(yīng)力結(jié)果。第七頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日③變形計算
可將疊合受彎構(gòu)件作為整體構(gòu)件進(jìn)行計算,但疊合截面的結(jié)構(gòu)剛度是在原結(jié)構(gòu)剛度的基礎(chǔ)上乘以折減系數(shù)0.9,具體表達(dá)如下。如短期荷載效應(yīng)組合下,構(gòu)件的剛度按下式計算:P39
(2-43)第八頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日2.5.5.2其他
對于在受拉區(qū)采用增加混凝土、鋼筋加固的受彎構(gòu)件,可按照上述一般計算原則計算。2.5.5.3偏心受壓構(gòu)件
當(dāng)用增大混凝土截面法加固鋼筋混凝土偏心受壓構(gòu)件時,應(yīng)按整體截面以現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)中有關(guān)公式進(jìn)行其正截面承載力計算。其中,新增混凝土和縱向鋼筋的強(qiáng)度設(shè)計值應(yīng)按下列規(guī)定予以折減:(1)受壓區(qū)新增混凝土和縱向鋼筋的抗壓強(qiáng)度設(shè)計值乘以0.9的系數(shù);(2)受拉區(qū)新增縱向鋼筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計值乘以0.9
的系數(shù)。第九頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日2.5.6施工工序
(1)為了加強(qiáng)新、舊混凝土的結(jié)合,應(yīng)對原構(gòu)件混凝土存在的缺陷清理至密實部位,并將構(gòu)件表面鑿毛。(2)當(dāng)采用三面或四面外包方法加固舊橋構(gòu)件時,應(yīng)將構(gòu)件的棱角敲掉,同時應(yīng)除去浮碴、塵土。(3)原有混凝土表面應(yīng)沖洗干凈,澆筑混凝土前,原混凝土表面應(yīng)以水泥漿等界面劑進(jìn)行處理。(4)對原有和新設(shè)受力鋼筋應(yīng)進(jìn)行除銹處理。(5)增大截面和配筋加固法施工不如整澆混凝土構(gòu)件方便,必須采取措施,以達(dá)到混凝土的密實要求。第十頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日2.5.6施工工序(續(xù))
(6)當(dāng)結(jié)構(gòu)因主筋應(yīng)力超過容許范圍而又受到橋下凈空限制不宜加大截面高度時,可采用只增焊鋼筋的方法進(jìn)行加固,主要如下:①增焊主筋②增設(shè)箍筋③卸除部分恒載④恢復(fù)保證層鋼筋焊接好并接長箍筋后,應(yīng)重新做好保護(hù)層。通常有三種可供選擇使用的方法:涂抹法、壓力灌注法、噴護(hù)法。第十一頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日2.5.7構(gòu)造要求
(1)采用增大截面法加固橋梁時,新澆混凝土的最小厚度不小于40mm,用噴射混凝土施工時不應(yīng)小于50mm。(2)加固的受力鋼筋與原結(jié)構(gòu)的受力鋼筋間的凈距不應(yīng)大于20mm;箍筋應(yīng)采用封閉式或U形箍筋。(3)當(dāng)加固的受力鋼筋與原結(jié)構(gòu)的受力鋼筋采用短筋焊接時,短筋的直徑不應(yīng)小于20mm,長度不小于5d。(4)當(dāng)用單側(cè)或雙側(cè)加固時,應(yīng)設(shè)置U型箍筋。U型箍筋應(yīng)焊在原有箍筋上,單面焊縫長度為10d,雙面焊縫為5d。U型箍筋還可焊在增設(shè)的錨釘上,或直接伸入錨孔內(nèi)錨固,錨釘直徑d不小于10mm。錨釘錨固深度不小于10d。第十二頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日2.5.8質(zhì)量控制與加固工程質(zhì)量檢驗評定方法
2.5.8.1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,結(jié)合《公路橋梁加固施工技術(shù)規(guī)范》(JTG/TJ23-2008)重點檢查和控制結(jié)合面處理、鋼筋焊接、混凝土澆筑及養(yǎng)生等。
2.5.8.2加固工程質(zhì)量檢驗評定方法(1)基本要求①加固所用材料應(yīng)符合有關(guān)規(guī)范及設(shè)計要求;②按設(shè)計要求的程序施工,并應(yīng)符合設(shè)計要求;③按設(shè)計要求對缺陷進(jìn)行修補(bǔ)。(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)(JTGF80/1-2004)相關(guān)規(guī)定進(jìn)行檢驗評定,特殊實測項目見表2-9。第十三頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日2.5.9評述
采用該加固方法,主梁的受力明確,計算簡單方便,加固后主梁的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性得到明顯提高,裂縫可以得到修補(bǔ)。在橋下施工,加固工作量較小,不影響原有橋梁的整體效果?,F(xiàn)場作業(yè)養(yǎng)護(hù)期較長;加固期間需適當(dāng)中斷交通;橋下凈空有所減小。第十四頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日增大截面和配筋加固法示例-1第十五頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日增大截面和配筋加固法示例-2第十六頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日增大截面和配筋加固法示例-3第十七頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日增大截面和配筋加固法示例-4第十八頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日增大截面和配筋加固法示例-4
第十九頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日增大截面和配筋加固法示例-5第二十頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日2.6預(yù)應(yīng)力加固法
2.6.1特點及適用條件
(1)預(yù)應(yīng)力加固方法的特點
①施工工藝簡單、干擾交通少、所需設(shè)備簡單、人力投入少、工期短、經(jīng)濟(jì)效益明顯。②能較大幅度提高或恢復(fù)橋梁的承載能力。③對原結(jié)構(gòu)損傷小,可以做到不影響橋下凈空、不增加路面標(biāo)高。④預(yù)應(yīng)力加固需要可靠的防腐設(shè)計。第二十一頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日(2)預(yù)應(yīng)力加固方法的適用條件
①適用于正截面受彎承載能力不足或正截面受拉區(qū)鋼筋銹蝕的情況。②適用于梁抗彎剛度不足導(dǎo)致的梁撓度超過規(guī)范規(guī)定或由于剛度太小導(dǎo)致梁的受拉區(qū)裂縫寬度超過規(guī)范規(guī)定的情況。③適用于梁斜截面受剪承載能力不足的情況。第二十二頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日2.6.2附加影響
(1)預(yù)應(yīng)力加固法,實際上是改變了梁體原有受力體系,結(jié)構(gòu)加固以后,新的受力體系在荷載作用下的力學(xué)行為與原來的結(jié)構(gòu)是有差異的。預(yù)應(yīng)力加固完成后,由于預(yù)應(yīng)力的作用,原來的受力結(jié)構(gòu)會出現(xiàn)不同程度的卸載現(xiàn)象,導(dǎo)致原結(jié)構(gòu)發(fā)生內(nèi)力重分布。(2)由于預(yù)應(yīng)力筋轉(zhuǎn)向塊和錨固點處存在著巨大的集中力,這一區(qū)域的受力比較復(fù)雜。(3)由于預(yù)應(yīng)力加固梁橋時預(yù)應(yīng)力筋布置在梁截面外部,易受環(huán)境(如溫度、酸性氣體等)的影響。第二十三頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日2.6.3材料要求
(1)混凝土強(qiáng)度不宜低于C30。當(dāng)混凝土強(qiáng)度過低時,應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)是否需要其他的加固措施進(jìn)行綜合加固。(2)預(yù)應(yīng)力鋼材①應(yīng)滿足《無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(JGJ92-2004)的規(guī)定要求,即:強(qiáng)度要高,具有較好的塑性和焊接性能、松弛率較低、耐腐蝕等。②根據(jù)加固所要達(dá)到的目的和要求不同,預(yù)應(yīng)力鋼材應(yīng)當(dāng)滿足可重復(fù)張拉、錨固可靠的要求。(3)預(yù)應(yīng)力筋防腐材料應(yīng)填滿管道并覆蓋預(yù)應(yīng)力筋全長,有一定的柔性,不易產(chǎn)生裂縫,在正常溫度范圍防腐材料不流淌,無有害雜質(zhì)。第二十四頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日2.6.4力學(xué)特點
預(yù)應(yīng)力加固方法實際上是使被加固結(jié)構(gòu)成為一個帶柔性拉桿的超靜定結(jié)構(gòu),與其他預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)或其他加固方法不同的是:加固前橋梁所受荷載由恒載和活載組成,預(yù)應(yīng)力筋的張拉控制值是在上部結(jié)構(gòu)的恒載作用下讀取的,即帶載加固。因此,在計算預(yù)應(yīng)力筋荷載作用下的應(yīng)力增量時,應(yīng)只考慮活載的作用。根據(jù)上述受力特點,可將預(yù)應(yīng)力加固梁橋結(jié)構(gòu)分為施加預(yù)應(yīng)力與活載作用兩個階段進(jìn)行受力分析。第二十五頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日2.6.5設(shè)計計算
2.6.5.1施加預(yù)應(yīng)力階段的受力計算
根據(jù)預(yù)應(yīng)力體外索的布筋線形,可以將施加的預(yù)應(yīng)力轉(zhuǎn)化為等效荷載,即施加預(yù)應(yīng)力階段的計算可以按等效荷載法進(jìn)行計算。加固后結(jié)構(gòu)在預(yù)應(yīng)力荷載及恒載作用下的正截面強(qiáng)度驗算與斜截面強(qiáng)度驗算同《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》(JTGD62-2004)規(guī)定的計算方法相同。
預(yù)應(yīng)力加固梁橋的預(yù)應(yīng)力施加階段設(shè)計計算步驟:(1)根據(jù)加固要求,參照原結(jié)構(gòu)的圖紙和資料及可能出現(xiàn)的荷載組合計算控制截面最大設(shè)計彎矩和剪力;第二十六頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日2.6.5.1施加預(yù)應(yīng)力階段的受力計算
(續(xù))(2)根據(jù)正截面抗彎要求,估算體外預(yù)應(yīng)力筋的面積(2-44)(2-45)(2-46)
根據(jù)以上三式,即可初步擬定預(yù)應(yīng)力水平筋和預(yù)應(yīng)力斜筋的面積、張拉應(yīng)力。P44第二十七頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日(3)估算預(yù)應(yīng)力損失
預(yù)應(yīng)力損失計算包括以下幾項內(nèi)容:①預(yù)應(yīng)力鋼筋與轉(zhuǎn)向塊之間的摩擦損失②外界環(huán)境溫度變化引起的應(yīng)力損失③分批張拉引起的預(yù)應(yīng)力損失④預(yù)應(yīng)力力筋的應(yīng)力松弛⑤混凝土收縮徐變引起的應(yīng)力損失(一般對于舊橋可以不考慮此項損失)。(4)把扣除預(yù)應(yīng)力損失的預(yù)應(yīng)力轉(zhuǎn)化為等效荷載加在結(jié)構(gòu)上,重新計算控制截面最大的設(shè)計彎矩和剪力,計算結(jié)構(gòu)加固后正截面及斜截面應(yīng)力是否滿足加固要求。第二十八頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日2.6.5.2活載作用(使用荷載作用)階段計算
(1)使用階段的正截面強(qiáng)度和斜截面強(qiáng)度驗算
正截面強(qiáng)度驗算,對未開裂的混凝土構(gòu)件,由使用荷載產(chǎn)生的混凝土法向應(yīng)力按下式計算:P46
(2-51)
式中:——計算的軸向力和彎矩;
斜截面強(qiáng)度驗算的方法與規(guī)范相同,只是要考慮預(yù)應(yīng)力斜筋的作用,即
(2-52)第二十九頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日(2)加固體系的裂縫驗算
(2-53)
計算的裂縫寬度應(yīng)滿足:
(2-59)
的取值與《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》(JTJ023-85)的規(guī)定相同。P46第三十頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日(3)加固體系的撓度計算
活載作用下簡支梁的撓度按下式驗算:P48
(2-60)
(4)其他計算問題
應(yīng)根據(jù)預(yù)應(yīng)力的錨固形式,對體外預(yù)應(yīng)力錨固端進(jìn)行局部承壓和抗剪驗算。另外在進(jìn)行配筋設(shè)計時,要注意防止加固后的梁發(fā)生超筋破壞。
第三十一頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日2.6.6施工工序
(1)原梁體鋼筋位置探測
體外索加固施工時需對上錨固點、滑塊墊板及預(yù)應(yīng)力筋固定支座的位置進(jìn)行放樣定位,并避開梁內(nèi)鋼筋。(2)加固材料及施工現(xiàn)場準(zhǔn)備(3)滑塊及墊板施工(4)預(yù)應(yīng)力筋的安裝及張拉按照加固設(shè)計,安裝預(yù)應(yīng)力筋。張拉程序為:初張力(10%)→逐步加力直到超張拉(105%)→穩(wěn)壓2min后降回設(shè)計預(yù)拉力(100%)→錨固→卸千斤頂。(5)防腐處理加固體系中的主要鋼鐵件,均應(yīng)進(jìn)行防腐處理。第三十二頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日2.6.7構(gòu)造要求
(1)平筋亦稱水平拉桿,多由高強(qiáng)螺紋粗鋼筋、鋼絲束或鋼絞線組成,其作用是在梁受拉部位施加縱向預(yù)應(yīng)力。(2)斜筋斜筋亦稱為斜桿,斜桿一端通過轉(zhuǎn)向塊與水平筋連接,一端錨固于梁端上部或梁端腹板處。(3)錨固點或錨固方法。錨固點的構(gòu)造是不同的,加固設(shè)計時,應(yīng)當(dāng)根據(jù)被加固梁的實際情況作個別設(shè)計。(4)轉(zhuǎn)向塊當(dāng)斜筋與水平筋為同一根鋼筋時,體外力筋通過轉(zhuǎn)向塊轉(zhuǎn)向。第三十三頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日2.6.8質(zhì)量控制與加固工程質(zhì)量檢驗評定方法
(1)基本要求
①加固所用材料的種類、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。②預(yù)應(yīng)力鋼絲束應(yīng)梳理順直,不得有纏絞、扭麻花現(xiàn)象。單根鋼絞線不允許斷絲。③制孔管道應(yīng)安裝牢固,接頭密合,彎曲圓順,錨墊板平面應(yīng)與孔道軸線垂直。④體外預(yù)應(yīng)力系統(tǒng)的防腐施工要根據(jù)設(shè)計要求,嚴(yán)格控制施工質(zhì)量,防止預(yù)應(yīng)力鋼材和錨具等發(fā)生銹蝕。第三十四頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日(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)》(JTGF80/1-2004)相關(guān)規(guī)定進(jìn)行檢驗評定,特殊實測項目見表2-10。P50
2.6.9評述
預(yù)應(yīng)力加固法是一種主動加固法,能較大幅度地提高構(gòu)件的承載能力,且施工簡單、方便,在加固方法選擇過程中,宜優(yōu)先考慮。
第三十五頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日預(yù)應(yīng)力加固法示例-1第三十六頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日預(yù)應(yīng)力加固法示例-2第三十七頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日預(yù)應(yīng)力加固法示例-3第三十八頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日預(yù)應(yīng)力加固法示例-4第三十九頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日預(yù)應(yīng)力加固法示例-5第四十頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日2.7增加構(gòu)件加固法2.7.1綜述
(1)一般說明
當(dāng)墩臺地基具有承載能力,橋跨結(jié)構(gòu)基本完好,但其承載能力不能滿足要求時,可通過增設(shè)縱梁來提高承載能力要求,對進(jìn)行拓寬改造的則還需要對墩臺進(jìn)行拓寬。(2)常使用的方法根據(jù)增加構(gòu)件及新舊主梁聯(lián)合受力形式可分為:①增設(shè)縱梁加固;②增設(shè)邊梁加固;③單邊拓寬技術(shù)改造;④雙邊拓寬技術(shù)改造;⑤增加輔助橫梁加固。(3)荷載橫向分布計算說明(P50)第四十一頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日2.7.2增設(shè)縱梁加固法
2.7.2.1特點及適用條件
此方法要求原橋墩臺及基礎(chǔ)在提高承載能力方面尚有潛力,它可以較為有效地提高了結(jié)構(gòu)承載能力。采用新增加主梁的加固方法增加主梁后,對上部結(jié)構(gòu)的承載能力可以明顯地提高,而且改善了原有橋面板的受力情況,見圖2-24所示。P51
第四十二頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日2.7.2.2附加影響
(1)新梁混凝土收縮徐變會對新舊主梁的聯(lián)結(jié)有影響。(2)吊裝安置新主梁時,難免對舊梁撞擊。(3)鑿除切割舊梁翼緣可能有過大沖擊力而對梁體部分帶來一定程度損傷。(4)伸縮縫等附屬部分均要拆換,要加入不少新支座。(5)需對原橋附加設(shè)計的管線妥善處理。
2.7.2.3力學(xué)特點
增加了主梁片數(shù),減小了分配在每片梁上的活載。若承受與加固前同樣的車輛荷載,每片梁所承擔(dān)的荷載減少,由此提高了橋梁上部結(jié)構(gòu)的整體承載能力。第四十三頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日2.7.2.4設(shè)計計算
考慮到新增主梁與鑿去部分翼緣板的縱梁在截面、混凝土強(qiáng)度等級與齡期不同而導(dǎo)致的剛度上的不同,按不等彈性模量及剛度并根據(jù)加固后的橋梁結(jié)構(gòu)特點選擇荷載橫向分布計算方法進(jìn)行橫向分布系數(shù)計算,并計算各縱梁的受力,根據(jù)各受力設(shè)計新縱梁的配筋。
2.7.2.5施工工序
(1)掀開橋面鋪裝,將需要增加新主梁處的舊梁翼緣板鑿除,切斷橫隔板。(2)可以利用原結(jié)構(gòu)設(shè)置懸掛模板,安裝鋼筋骨架,安裝好支座,現(xiàn)場澆筑新梁。也可事先預(yù)支好安裝就位。(3)進(jìn)行新舊縱梁之間橫隔板及翼緣板聯(lián)結(jié)。(4)重新鋪裝橋面。第四十四頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日2.7.2.6構(gòu)造要求
(1)加強(qiáng)橫隔梁聯(lián)結(jié)
將新舊梁橫隔梁內(nèi)的鋼筋焊接起來,或預(yù)埋鋼板焊接,并在橫隔板下部增設(shè)梁上貫通于原橋?qū)挼氖芾摻?,加大橫隔梁下緣的混凝土截面,將鋼筋包裹起來。(2)加強(qiáng)翼緣板聯(lián)結(jié)
對于裝配式板梁,可采用企口鉸結(jié)、鍵槽聯(lián)結(jié)的形式。而常用的是梁跨中部分采用企口鉸結(jié),而在較薄弱的梁端采用數(shù)道鍵槽聯(lián)結(jié),見圖2-25所示。P53
原橋為裝配式T梁時,可采用沿梁跨設(shè)置數(shù)道鍵槽的方法,使主梁的翼緣板聯(lián)成一體。鍵槽的構(gòu)造見圖2-26所示。第四十五頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日2.7.2.7質(zhì)量控制與加固工程質(zhì)量檢驗評定方法
(1)嚴(yán)格按照施工要求進(jìn)行施工,加固施工的質(zhì)量控制按《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》(JTJ041-2000)要求進(jìn)行,重點控制施工測量、預(yù)制梁體、安裝及橫向連接構(gòu)造。(2)加固工程質(zhì)量檢驗評定方法①基本要求
a.所用材料應(yīng)符合有關(guān)規(guī)范及設(shè)計要求;
b.按設(shè)計要求的程序施工,結(jié)合面的處理、混凝土的澆筑和養(yǎng)生應(yīng)符合設(shè)計要求。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)》(JTGF80/1-2004)相關(guān)規(guī)定進(jìn)行檢驗評定。第四十六頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日2.7.2.8評述
橋梁加固效果明顯。需拆除橋面鋪裝,鑿除翼緣板,施工復(fù)雜,工程量大,施工期內(nèi)需中斷交通。加固后不影響橋下凈空,不改變原橋景觀。第四十七頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日2.7.3增設(shè)邊梁加固法
2.7.3.1特點及適用條件
此方法適用于原橋墩臺及基礎(chǔ)的承載能力尚有潛力,但上部結(jié)構(gòu)需要提高荷載等級的情況。由于新增設(shè)的主梁剛度大,配筋足,可承受盡可能大的荷載,故可減小原結(jié)構(gòu)的受力,起到加固作用??梢圆徊鸪吜夯虿鸪吜涸鲈O(shè)新加邊梁;根據(jù)實踐經(jīng)驗,增設(shè)大邊梁的方案可以取得更好的效果。
2.7.3.2附加影響需拓寬墩臺,增設(shè)新支座,更換伸縮縫;同時需要在原橋邊梁上加做外側(cè)橫隔板與新梁相聯(lián)。第四十八頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日2.7.3.3力學(xué)特點
此種方法可以提高橋梁承載能力,一方面新梁剛度大,橫向可分配到較大荷載,從而減小舊橋負(fù)荷;另一方面對于同時拓寬的橋梁,使車輛分流,減小舊橋負(fù)荷;此外,更新的橋面鋪裝也減少汽車對橋梁的沖擊力,并加強(qiáng)了橋梁的橫向聯(lián)系,有利于橋梁荷載的橫向分配。
2.7.3.4設(shè)計計算與設(shè)計新橋過程相似,重點在于橫向分布設(shè)計計算方法的選擇。第四十九頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日2.7.3.5墩臺拓寬方案(1)樁式墩臺拼寬
樁基按受力情況分為支撐樁和摩擦樁。新老墩臺間不應(yīng)出現(xiàn)大的不同沉降問題。新加寬樁的入土深度,應(yīng)不小于老樁的入土深度,新老墩臺的蓋梁在一起后,不會因為施工后沉降不同而損壞折斷。(2)重力式墩臺拼寬①重力式拼寬當(dāng)原有重力式墩臺修建在巖石或較為密實的土基上時,拼寬時仍用重力拼寬,使新老墩臺結(jié)構(gòu)一致。拼寬重力式墩臺,必須使新老墩連成整體。建在砂或松軟土基上的墩臺,必須對地基作相應(yīng)的處理。軟土地基采用混凝土樁或石樁、短樁密植打入,也是提高基礎(chǔ)承載能力的一種方法,見圖2-27所示。P55第五十頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日(2)重力式墩臺拼寬(續(xù))
②樁式拼寬當(dāng)原有橋梁河水較深,土基軟弱,采用重力結(jié)構(gòu)拼寬墩臺較困難,可考慮采用排架式樁拼寬原來的重力墩臺。一般一邊采用兩根排架樁,并將新拼寬部分的蓋梁與老墩臺帽連成一體,以增加整體性和穩(wěn)定性。確保新老橋梁共同受力,橫向荷載分布合理,見圖2-28所示。P55第五十一頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日2.7.3.6施工工序?qū)τ诓煌貙挊蚨张_的情況:(1)鑿除橋面鋪裝以及橋面系其他附屬構(gòu)造;(2)鑿開邊梁與次邊梁之間的橫向聯(lián)系,并除去舊邊梁;(3)在舊邊梁位置處安放或現(xiàn)澆新邊梁;(4)重做新邊梁與次邊梁橫向聯(lián)系;(5)鋪裝新橋面系。對于拓寬橋墩臺的情況:(1)拓寬橋梁墩臺;(2)鑿除相應(yīng)鋪裝以及相應(yīng)其他附屬構(gòu)造;(3)在拓寬的橋梁墩臺上安放或現(xiàn)澆新邊梁;(4)進(jìn)行新邊梁與次邊梁(舊邊梁)的橫向聯(lián)結(jié);(5)鋪裝新橋面系。第五十二頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日2.7.3.7構(gòu)造要求
(1)新梁與舊梁橫向聯(lián)結(jié)要可靠。(2)對于拓寬的情況,由于舊邊梁外側(cè)一般不設(shè)置橫隔板,所以造成舊邊梁與新邊梁橫向聯(lián)結(jié)施工難度大,通常要鑿開舊邊梁外側(cè)混凝土保護(hù)層,露出主梁內(nèi)部鋼筋,綁扎焊接橫隔板構(gòu)造鋼筋,才可修筑橫隔板。
質(zhì)量控制與加固工程質(zhì)量檢驗評定方法
(1)工序質(zhì)量控制按照施工工序構(gòu)造措施要求施工,加固施工的質(zhì)量控制按《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》(JTJ041—2000)要求進(jìn)行,重點控制基礎(chǔ)開挖、樁基施工、新舊梁橫向連接構(gòu)造。第五十三頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日(2)加固工程質(zhì)量檢驗評定方法
①基本要求所用材料應(yīng)符合有關(guān)規(guī)范及設(shè)計要求;按設(shè)計要求的程序施工,拼寬部位舊梁的處理、混凝土的澆筑和養(yǎng)生應(yīng)符合設(shè)計要求。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)》(JTGF80/1-2004)相關(guān)規(guī)定進(jìn)行檢驗評定。2.7.3.9評述加固效果明顯,拓寬橋面需拆除橋面鋪裝,工程量大,施工期內(nèi)需中斷交通,加固后不影響橋下凈空和景觀。由于新舊主梁剛度不同,荷載作用下會產(chǎn)生不同的撓度,因此,常引起新老梁結(jié)合處橋面鋪裝的破壞。第五十四頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日2.7.4單邊拓寬技術(shù)改造2.7.4.1特點及適用條件
為提高橋梁的通過能力,適應(yīng)線路拓寬改建的要求,必須把寬度較窄的橋梁拓寬改建。單邊拓寬,即平行原橋另建一座新的橋跨結(jié)構(gòu),適用于原公路線路單邊拓寬進(jìn)行改建的情況,見圖2-29所示。P572.7.4.2附加影響需要對墩臺、基礎(chǔ)部分進(jìn)行拓寬。
第五十五頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日2.7.4.3力學(xué)特點
橋面拓寬對車輛起到分流作用,從而減少舊橋負(fù)荷,提高橋梁通行能力。2.7.4.4設(shè)計計算由于新舊橋橫向聯(lián)結(jié)較困難,通常在新舊橋梁沿縱向設(shè)一通縫,互相獨立,各自受力,因此單邊拓寬的設(shè)計計算如同新建一座橋梁,按新建橋梁計算。2.7.4.5墩臺拓寬詳見。
P54第五十六頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日2.7.4.6施工工序
(1)拓寬橋梁墩臺,拆除加寬側(cè)人行道欄桿等附屬部分;(2)舊橋沿縱向可設(shè)一通縫,縱向接縫應(yīng)用鋼板覆蓋,并橋面中心線上設(shè)置一分隔帶,使上下行車輛在各自車道內(nèi)行駛,與路線改建相適應(yīng)。2.7.4.7構(gòu)造措施(1)無新舊橋部分相互聯(lián)結(jié)問題,但新舊橋縱向通縫要遮掩適當(dāng)。(2)為景觀統(tǒng)一,橋面系附屬構(gòu)造可統(tǒng)一更新。2.7.4.8質(zhì)量控制與加固工程質(zhì)量檢驗評定方法詳見。P56第五十七頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日2.7.4.9評述
加固效果明顯,無需拆除橋面鋪裝,施工難度與建新橋相似,施工期內(nèi)不需中斷交通,加固后不影響橋下凈空,對原橋景觀有影響。
第五十八頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日橋梁單邊拓寬改建示例1第五十九頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日橋梁單邊拓寬示例2第六十頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日2.7.5雙邊拓寬技術(shù)改造
2.7.5.1特點及適用條件
為與路線雙邊對稱拓寬方案相適應(yīng),可采用增設(shè)獨立邊梁或邊橋的方案拓寬舊橋,提高橋梁車輛通行能力的結(jié)果。與增設(shè)邊梁拓寬加固法的不同點在于新增設(shè)的獨立邊梁或邊橋不參與舊橋的荷載橫向分布,見圖2-30所示。
2.7.5.2附加影響需要對墩臺、基礎(chǔ)部分進(jìn)行拓寬,新舊橋連結(jié)處橋面易出問題。第六十一頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日2.7.5.3力學(xué)特點
橋梁拓寬后對車輛起到分流作用,從而減少舊橋負(fù)荷,提高橋梁通行能力。2.7.5.4設(shè)計計算設(shè)置單根邊梁時,新邊梁與原橋之間的聯(lián)系措施僅用于維持穩(wěn)定,相互間不傳遞剪力,也即增設(shè)的單根邊梁不參加荷載橫向分配,車輛荷載由原橋主梁承擔(dān),因此,計算時,新邊梁僅承受本身、人行道構(gòu)件的自重以及人群荷載。增設(shè)邊橋時,新橋基本上與舊橋完全分離,可不考慮相互之間荷載的橫向分布,因此,設(shè)計時可完全按照獨立橋梁進(jìn)行。第六十二頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日2.7.5.5施工順序
(1)把舊橋的欄桿人行道等拆除。(2)拓寬墩臺。(3)按照新橋建設(shè)獨立邊橋或獨立邊梁等上部結(jié)構(gòu),注意不要破壞舊橋的結(jié)構(gòu)。(4)改造橋面系統(tǒng)。2.7.5.6構(gòu)造措施(1)無新舊橋部分相互聯(lián)結(jié)問題時,新舊橋縱縫要遮掩適當(dāng)。新舊橋部分相互連結(jié)時,需考慮連結(jié)處的構(gòu)造牢固。(2)為景觀統(tǒng)一,橋面系附屬構(gòu)造可統(tǒng)一更新。第六十三頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日2.7.5.7質(zhì)量控制與加固工程質(zhì)量檢驗評定方法
詳見。2.7.5.8評述詳見。
P58第六十四頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日雙邊拓寬舉例1第六十五頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日雙邊拓寬舉例2第六十六頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日雙邊拓寬圖紙第六十七頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日2.7.6增加輔助橫梁加固2.7.6.1特點及適用條件
對于某些橫向整體性較差的梁式橋,在加固時可采取增加橫梁的辦法來加強(qiáng)各縱梁之間的橫向聯(lián)結(jié)。一般情況下這種加固方法是其他加固方法的輔助方法,特別適用于少橫隔板或無橫隔板的梁式橋。2.7.6.2附加影響(1)施工中要對舊梁進(jìn)行開鑿,在構(gòu)造上會對梁體產(chǎn)生破損;(2)一般在橋下施工,需要搭設(shè)支架,施工難度大;(3)應(yīng)注意此方法作為其他加固方法的輔助方案時會影響荷載橫向分布計算方法的選擇。第六十八頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日2.7.6.3設(shè)計計算
主要考慮橫向分布的計算方法,加固后要用偏心壓力或修正偏心壓力法,如是寬橋則要用比擬板法(G-M法)。2.7.6.4施工工序(1)在縱梁上需要新增加橫梁的部位鉆孔;(2)設(shè)置貫通全橋的橫向拉結(jié)鋼筋,并將鋼筋的兩端用螺栓將其錨固在中縱梁上;(3)將縱梁與新增橫梁結(jié)合處的混凝土表面保護(hù)層鑿除,在懸掛模板上現(xiàn)澆混凝土橫梁。2.7.6.5構(gòu)造要求
滿足《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》(JTGD62-2004)中有關(guān)要求即可。第六十九頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日
質(zhì)量控制與加固工程質(zhì)量檢驗方法
詳見。P522.7.6.7評述此方法往往與其他方法一起共同來加固橋梁,才能起到更為有效的效果。
第七十頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日2.8改變結(jié)構(gòu)受力體系加固法
2.8.1綜述
(1)一般說明
改變結(jié)構(gòu)體系加固舊橋通常是指增設(shè)附加構(gòu)件和進(jìn)行體系改造,使橋梁的受力體系和受力狀況發(fā)生改變,以減小構(gòu)件的應(yīng)力,改善橋梁性能,提高承載能力。
(2)常用方法①簡支轉(zhuǎn)連續(xù)法;②將多跨簡支梁改造為橋面連續(xù)簡支梁體系;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;⑥改橋為涵洞加固;⑦鋼索斜拉加固。第七十一頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日(2)常用方法(續(xù))
其中③~⑦加固方案形式各有不同的要求,但加固實質(zhì)相同,即均是為所加固的橋梁加入新的支撐點,縮短梁的計算跨徑。(3)一般規(guī)定與注意事項①加固時往往需要在橋下操作,設(shè)置永久設(shè)施,影響橋下凈空,所以必須考慮對通航及排洪能力的影響;②加固時改變了受力體系,使原本只承受正彎矩的簡支梁在部分位置出現(xiàn)負(fù)彎矩,所以要注意加強(qiáng)梁上緣配筋;③應(yīng)注意由各種方法帶來的其他不利的附加影響。第七十二頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日2.8.2簡支梁改變?yōu)檫B續(xù)梁體系加固法
2.8.2.1特點及適用條件
此加固方法是將原兩跨及兩跨以上簡支梁的梁端連接起來,使受力體系由原來的簡支轉(zhuǎn)換為連續(xù),減小跨中正彎矩,提高結(jié)構(gòu)的承載能力,同時減小了伸縮縫數(shù)量,提高了行車舒適性。這種方法主要適用于多跨簡支梁(板)因橋跨中截面抗彎承載能力明顯不足及下彎撓度過大的情況,見圖2-31所示。P61第七十三頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日2.8.2.2附加影響
(1)由多跨簡支改為連續(xù),必將拆除、更換伸縮縫,伸縮量需重新計算。(2)原簡支梁一邊為固定支座一邊為活動支座,改變體系后雙支座形式會對上下部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定影響。(3)必須考慮原橋的地基條件,防止由于基礎(chǔ)沉降等對新形成的連續(xù)體系上部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不利影響。(4)因為伸縮縫與支座的影響,建議連續(xù)跨數(shù)不超過4跨,最好為2~3跨一聯(lián),具體要依據(jù)伸縮縫與支座計算。(5)本加固方案需要鑿除部分梁端橋面鋪裝,加固后勢必要做好新舊鋪裝的連接。(6)梁端在變換體系后會有負(fù)變矩,梁端連接不好會直接影響加固效果。第七十四頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日2.8.2.3力學(xué)特點
(1)橋面鋪裝與汽車活載在跨內(nèi)產(chǎn)生的正彎矩比簡支梁體系小,起到卸載及提高承載能力的作用。(2)由于橋面鋪裝混凝土參與結(jié)構(gòu)受力,截面高度增加,提高了結(jié)構(gòu)抗彎能力與剛度。(3)體系改變成中間支撐為雙支座支撐的連續(xù)梁,減少中間支撐上的負(fù)彎矩,即相對與單支點有削減負(fù)彎矩峰值的作用,見圖2-32所示。P62
第七十五頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日2.8.2.4設(shè)計計算
(1)根據(jù)支座以及伸縮縫計算適宜的連續(xù)跨數(shù),或先定出連續(xù)數(shù)最后驗算伸縮縫以及支座是否滿足要求;(2)計算簡支恒載、欄桿、人行道荷載(若欄桿、人行道加固時也拆除,并在體系連續(xù)后新建,則其內(nèi)力計算并入(3)中);(3)計算橋面鋪裝在體系轉(zhuǎn)變后的連續(xù)梁上的內(nèi)力;(4)計算活載在連續(xù)梁體系上的內(nèi)力;(5)參考《公橋規(guī)》進(jìn)行內(nèi)力組合,計算沿梁頂增設(shè)的縱向受力鋼筋數(shù)量,進(jìn)行強(qiáng)度驗算。第七十六頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日2.8.2.5施工工序(以T梁為主)
(1)鑿除橋面鋪裝,拆除伸縮縫,鑿毛梁頂;(2)鑿開簡支梁要做連續(xù)的端部上緣混凝土保護(hù)層,使梁端頂層縱向鋼筋及箍筋外露;(3)將需要連接的相鄰梁端間隙,用膨脹混凝土填塞密實;(4)焊接梁端頂層外露縱向鋼筋,作為支點負(fù)彎矩配筋的一部分;(5)配置剩余負(fù)彎矩鋼筋;(6)重新安裝伸縮縫,澆筑橋面鋪裝。第七十七頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日2.8.2.6構(gòu)造要求
(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)受力,梁頂要鑿毛,有條件還要設(shè)置抗剪栓釘。(3)梁端間隙連接鋼筋,有利于膨脹混凝土的填塞密實。(4)對于焊縫連接鋼筋,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。某簡支梁為空心板梁加固,如圖2-33所示。P63第七十八頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日2.8.2.7質(zhì)量控制與加固工程質(zhì)量檢驗評定方法
(1)工序質(zhì)量控制
加固施工的質(zhì)量控制按《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》(JTJ041-2000)要求進(jìn)行,重點控制端頭連續(xù)構(gòu)造處理。
(2)加固工程質(zhì)量檢驗評定方法①基本要求所用的材料應(yīng)符合有關(guān)規(guī)范及設(shè)計要求;按設(shè)計要求的程序施工,施工質(zhì)量應(yīng)符合設(shè)計要求。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)》(JTGF80/1-2004)相關(guān)規(guī)定進(jìn)行檢驗評定,特殊實測項目見表2-11。P63第七十九頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日2.8.2.8評述
內(nèi)力計算與截面設(shè)計計算簡單明確,加固后體系改變大大減少了原結(jié)構(gòu)所承受的內(nèi)力,加固效果顯著。施工過程較復(fù)雜,包括鑿去橋面鋪裝及梁端混凝土,加強(qiáng)梁端部配筋,伸縮縫、橋面鋪裝的更新等。在加固施工全過程中要中斷交通。第八十頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日2.8.3多跨簡支改為橋面連續(xù)簡支梁體系
2.8.3.1適用條件及技術(shù)特點
適用于橋面鋪裝破損較嚴(yán)重,且伸縮縫處不平整的簡支梁橋。橋面連續(xù)可提高行車舒適性和減少車輛荷載對橋梁的沖擊影響,也可使荷載橫向分布趨于合理。2.8.3.2附加影響(1)在溫度升高時連續(xù)橋面連接點處可能發(fā)生拱起,引起橋面破壞。(2)橋面連續(xù)必將拆除部分伸縮縫,而剩余伸縮縫將因縮量不足而需要更換,伸縮量需重新計算。(3)因為伸縮縫與支座的影響,建議跨數(shù)不超過6跨,最好為3~5跨一聯(lián),具體要依據(jù)伸縮縫與支座計算。第八十一頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日2.8.3.3力學(xué)特點
(1)受力體系未發(fā)生本質(zhì)改變,但使過于集中的荷載分布趨于合理,梁體在橫向共同受力,減小每片梁荷載橫向分布;(2)減少了不必要的車輛沖擊力;(3)由于橋面鋪裝參與結(jié)構(gòu)受力,結(jié)構(gòu)截面高度提高,提高了抗彎剛度與抗彎能力。2.8.3.4設(shè)計計算改造加固后,僅僅是橋面連續(xù)的簡支梁體系,恒載及活載內(nèi)力計算還是按簡支梁的要求來計算。第八十二頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日2.8.3.5施工工序
(1)鑿除橋面鋪裝,梁頂鑿毛;(2)每片主梁梁肋上方開兩道槽,用來布置連接筋;(3)每片主梁上布置2根直徑為20~25mm的鋼筋;(4)重新澆筑橋面鋪裝。2.8.3.6構(gòu)造措施(1)梁端兩支點長度范圍內(nèi)的鋼筋包扎上柔性墊層,墊層特性要求具有良好的防腐蝕性,并可使鋼筋與混凝土隔開,鋼筋不承受輪重壓力;(2)橋面現(xiàn)澆層中布置的鋼筋網(wǎng)在接縫處不斷開;(3)橋面上鋪一層3cm左右的瀝青混凝土面層作磨耗層,可使裂縫不致明顯反映到面層上,還可提高橋面的使用質(zhì)量。第八十三頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日2.8.3.7質(zhì)量控制與加固工程質(zhì)量檢驗評定方法
(1)工序質(zhì)量控制
嚴(yán)格按照施工工序及構(gòu)造措施要求施工,加固施工的質(zhì)量控制按《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》(JTJ041-2000)要求進(jìn)行,重點控制橋面連續(xù)構(gòu)造處理。
(2)加固工程質(zhì)量檢驗評定方法①基本要求所用材料應(yīng)符合要求;按設(shè)計要求的程序施工,鑿除橋面鋪裝、梁頂鑿毛、混凝土的澆筑和養(yǎng)生應(yīng)符合設(shè)計要求。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)》(JTGF80/1-2004)相關(guān)規(guī)定進(jìn)行檢驗評定,特殊實測項目見表2-12。P65第八十四頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日2.8.3.8評述
內(nèi)力計算與截面設(shè)計計算簡單,加固后加強(qiáng)了橫向聯(lián)系,對結(jié)構(gòu)承載能力略有提高,并使行車更舒適。從某方面說起到了橋面鋪裝養(yǎng)護(hù)作用,對橋下凈空、墩臺及原橋景觀無影響。但要鑿去橋面鋪裝及梁端混凝土,而且在施工期間需全過程中斷交通。第八十五頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日2.8.4加輔助墩法
2.8.4.1特點及適用條件
增設(shè)支點后改變了結(jié)構(gòu)體系,減小了梁的跨徑及荷載作用下跨中的彎矩,從而能較大幅度地提高承載能力。適用于梁(板)撓度過大、承載能力明顯不足的鋼筋混凝土梁橋或要求通行重載而要加固的橋,此加固方案同時可減輕下部結(jié)構(gòu)及基礎(chǔ)的受力,但要求不受橋下凈空及排洪影響,見圖2-34所示。P66第八十六頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日2.8.4.2附加影響
(1)新墩柱占用了橋下凈空,影響了排洪或通行。(2)新加設(shè)墩處預(yù)加頂升力值不易求得,應(yīng)根據(jù)實際情況適當(dāng)加力,僅以新墩與梁緊密結(jié)合即可。(3)新加設(shè)墩支點處組合彎矩難以保證為正彎矩,為確保安全,支點處上緣應(yīng)適當(dāng)采用其他方法補(bǔ)強(qiáng)加固。(4)新墩柱上需要設(shè)新支座,要求為活動支座。(5)若橋下凈空過高,加設(shè)墩修筑費用加大。第八十七頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日2.8.4.3力學(xué)特點(1)原結(jié)構(gòu)自重產(chǎn)生的內(nèi)力,仍由原T梁結(jié)構(gòu)自行承受。(2)新加設(shè)墩上的預(yù)加頂升力只是改善原梁非彈性變形,并使新墩與梁密切結(jié)合,新墩不承受恒載作用。(3)活載是由新墩與主梁組成的連續(xù)梁體系承受。2.8.4.4設(shè)計計算
計算時將立柱新增支點按剛性支點考慮,即忽略豎向變位,所受荷載直接傳給立柱,內(nèi)力組合步驟如下:(1)恒載在改變體系前為簡支體系下的內(nèi)力。第八十八頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日2.8.4.4設(shè)計計算
(續(xù))
(2)活載內(nèi)力按三跨連續(xù)梁計算,算出活載對立柱的最大豎向力N。(3)對(1),(2)工況進(jìn)行內(nèi)力組合(計算簡圖及內(nèi)力疊加見圖2-35所示)。P67
(4)檢驗比較看新支點截面是否出現(xiàn)過大負(fù)彎矩值。(5)計算新支點處抗彎、抗剪強(qiáng)度。對支柱的設(shè)計計算,按鋼筋混凝土軸心受壓構(gòu)件來計算,支柱下的地基加固計算按一般基礎(chǔ)設(shè)計來計算。第八十九頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日2.8.4.5施工工序
(1)根據(jù)地質(zhì)條件與原橋墩臺基礎(chǔ)情況修筑新墩基礎(chǔ)。(2)采用粘貼鋼板法等對支點梁上緣進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)加固。(3)修筑新墩臺及墩臺帽至梁底面。(4)在墩臺帽上用千斤頂頂升主梁,用于消除主梁部分非彈性變形引起的過大撓度,并為放置支座提供空間。(5)設(shè)置支座,除去千斤頂。2.8.4.6構(gòu)造要求
(1)新加設(shè)墩基礎(chǔ)要求不能破壞原橋墩臺基礎(chǔ)。(2)新橋墩形式一般要與原橋墩形式相同。(3)新橋墩高度不易超過5m,否則加固方案不經(jīng)濟(jì)。(4)支座采用板式橡膠支座。第九十頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日2.8.4.7質(zhì)量控制與加固工程質(zhì)量檢驗評定方法
(1)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》(JTJ041-2000)要求進(jìn)行,重點控制千斤頂頂升主梁和負(fù)彎矩區(qū)上緣補(bǔ)強(qiáng)處理。
(2)加固工程質(zhì)量檢驗評定方法①基本要求所用材料應(yīng)符合有關(guān)規(guī)范及設(shè)計要求;按設(shè)計要求的程序施工,新基礎(chǔ)、頂升主梁工藝應(yīng)符合設(shè)計要求。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)》(JTGF80/1-2004)相關(guān)規(guī)定進(jìn)行檢驗評定,特殊實測項目見表2-13。P68第九十一頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日2.8.4.8評述
內(nèi)力計算與截面設(shè)計計算簡單,加固后體系改變,減少了原結(jié)構(gòu)在荷載作用下產(chǎn)生的內(nèi)力,加固效果顯著。如果設(shè)計合理則無需對原梁上緣進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)加固,且可使施工期間交通部分中斷;否則將加大施工難度及延長交通中斷時間。要增設(shè)橋墩,新建橋墩基礎(chǔ),工程量大,影響橋下凈空及排洪,使橋梁景觀受到影響。第九十二頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日加輔助墩法示例1第九十三頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日加輔助墩法示例2第九十四頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日加輔助墩法示例3第九十五頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日2.8.5八字支撐法
2.8.5.1特點及適用條件
在簡支梁橋孔增設(shè)八字支撐,為原橋上部結(jié)構(gòu)提供兩個彈性支撐,從而使原來的一跨簡支梁變?yōu)槿邕B續(xù)梁。結(jié)構(gòu)體系的改變使結(jié)構(gòu)受力得到改善,減小了梁的跨徑及跨中的彎矩,從而可以提高承載能力。適用于梁(板)撓度過大,承載能力明顯不足的鋼筋混凝土梁橋或要求通行重載而需加固的橋。因增加的斜支撐可直接支撐在原墩臺基礎(chǔ)上或墩臺身上,是輔助墩法的一種補(bǔ)充,但對墩臺基礎(chǔ)要求有足夠承載力及抗推剛度,見圖2-36所示。P69
第九十六頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日圖2-36八字撐架法加固示意
第九十七頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日2.8.5.2附加影響
(1)八字撐架占用了橋下凈空,對排洪或通行有一定影響。(2)撐架支點處組合彎矩難以保證為正彎矩,為確保安全,支點處上緣應(yīng)適當(dāng)采用其他方法補(bǔ)強(qiáng)加固。(3)要求設(shè)置四氯板式橡膠支座,用以提供無水平阻力的彈性支撐。(4)鋼筋混凝土撐架因收縮徐變,會與梁體接觸不緊密,應(yīng)提前預(yù)制受壓,使其收縮徐變完全。(5)撐架支撐于墩臺基礎(chǔ)上,最好對稱布置,用來相互抵消對墩的水平推力,對于橋臺則應(yīng)適當(dāng)加固。(6)斜撐構(gòu)造比墩柱輕細(xì),但每片主梁下均有斜撐,數(shù)量較多。第九十八頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日2.8.5.3力學(xué)特點
同增加輔助墩加固法的力學(xué)特點相似,即:(1)原結(jié)構(gòu)自重產(chǎn)生的力,由原主梁結(jié)構(gòu)自行承受,撐架不承受恒載作用;(2)活載是由撐架與主梁組成的連續(xù)梁體系共同承受,活載內(nèi)力由于是連續(xù)梁體系承受,使跨中彎矩減少,支點處出現(xiàn)活載負(fù)彎矩。要求新墩支點處的活載負(fù)彎矩與恒載正彎矩組合最終為正。
第九十九頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日2.8.5.4設(shè)計計算
因八字撐架的水平桿件與主梁不能結(jié)合成整體,所以活載的內(nèi)力是通過承架支點傳遞到八字撐架的。這樣可通過一般的結(jié)構(gòu)力學(xué)方法加以求解,而不需按斜腿剛構(gòu)結(jié)構(gòu)體系來求,計算步驟如下:(1)恒載在改變體系前為簡支體系下的內(nèi)力;(2)活載內(nèi)力按三跨連續(xù)梁計算,算出活載對斜撐的最大壓力N;(3)對(1)、(2)工況進(jìn)行內(nèi)力組合;(4)檢驗新支點截面是否出現(xiàn)過大負(fù)彎矩,同時檢驗跨中彎矩是否減少到滿足截面強(qiáng)度要求。(5)計算新支點處抗彎、抗剪強(qiáng)度。第一百頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日2.8.5.5施工工序
(1)改造原橋墩臺基礎(chǔ)或承臺頂面作為支撐基礎(chǔ)。(2)采用如粘貼鋼板法等其他方法對每片梁新支點上緣進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)加固,同時主梁新支點下緣安裝活動支座。(3)各片梁下安置預(yù)制好的斜支撐,支撐上支點與支座緊密接觸。(4)安置主梁下緣水平撐及各斜撐間的橫系梁。第一百零一頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日2.8.5.6構(gòu)造要求
(1)基礎(chǔ)主要利用原橋良好的基礎(chǔ),只需砌筑或開鑿出放置支撐下支點的溝槽即可。(2)斜支撐截面寬度大于等于梁肋,一般用正方形截面,水平撐、橫系梁要求與支撐截面尺寸相同或相近。(3)斜支撐、水平撐、橫系梁配筋要滿足構(gòu)造要求。(4)斜支撐長度不宜超過8m。(5)支座是固定在主梁下緣的,即顛倒安置;選用高度低的活動支座如四氯乙烯活動支座。第一百零二頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日2.8.5.7質(zhì)量控制與加固工程質(zhì)量檢驗評定方法
(1)工序質(zhì)量控制
按照施工工序及構(gòu)造措施要求保證施工質(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》(JTJ041-2000)要求進(jìn)行,重點控制斜撐、水平撐、活動支座和負(fù)彎矩區(qū)上緣補(bǔ)強(qiáng)處理。
(2)加固工程質(zhì)量檢驗評定方法①基本要求所用材料應(yīng)符合有關(guān)規(guī)范及設(shè)計要求;按設(shè)計要求的程序施工,新的構(gòu)造應(yīng)符合設(shè)計要求。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)》(JTGF80/1-2004)相關(guān)規(guī)定進(jìn)行檢驗評定,特殊實測項目見表2-14。P71第一百零三頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日2.8.5.8評述
內(nèi)力計算簡單,加固后體系橋梁跨徑和原結(jié)構(gòu)所承受的內(nèi)力減小,加固效果顯著。如果無需對原梁上緣進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)加固,且施工期交通部分中斷,否則將加大施工難度及延長交通中斷時間。影響橋下凈空及排洪,使橋梁景觀受到一定影響。第一百零四頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日2.8.6梁拱組合加固
2.8.6.1特點及適用條件
對于梁橋,當(dāng)原橋承載能力嚴(yán)重不足,需要較大幅度地提高荷載等級,而原橋墩臺地基應(yīng)力及穩(wěn)定性均滿足要求時,可采用對梁式體系加入拱式體系而改變?yōu)榱汗敖M合體系的加固法,對梁橋進(jìn)行加固改造,見圖2-37所示。P71
適用于基礎(chǔ)條件好,對橋下凈空無要求的簡支梁橋。第一百零五頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日2.8.6.2附加影響
(1)加入拱圈和立柱占用了橋下凈空,對排洪或通行有一定影響。(2)主梁新支點處組合彎矩難以保證為正彎矩,為確保安全,新支點處主梁上緣應(yīng)適當(dāng)采用其他方法補(bǔ)強(qiáng)加固。(3)主梁支點處一般要求設(shè)置活動支座,以提供無水平阻力支撐。(4)鋼筋混凝土拱圈因收縮徐變,會與梁體接觸不緊密,應(yīng)提前預(yù)制受壓,使其收縮徐變完全。(5)拱腳支撐于墩臺基礎(chǔ)上,對同一橋墩拱腳位置應(yīng)對稱布置以抵消對墩的水平推力,對于橋臺則應(yīng)適當(dāng)加固。第一百零六頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日2.8.6.3力學(xué)特點
與增加輔助墩加固法的力學(xué)特點相似,即:(1)原結(jié)構(gòu)自重產(chǎn)生的力,由原主梁結(jié)構(gòu)承受。(2)主梁新支點處預(yù)加頂升力只是改善原梁非彈性變形,并使承架與梁緊密結(jié)合,可不考慮其對主梁恒載的卸載作用,即拱橋不承受原主梁恒載作用;(3)活載由拱橋與主梁組成的組合體系共同承受,活載內(nèi)力由組合體系承受,使跨中彎矩減少,新支點處出現(xiàn)負(fù)彎矩。要求新支點處的活載負(fù)彎矩與恒載正彎矩組合最終為正。第一百零七頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日2.8.6.4設(shè)計計算
主要為組合體系的活載內(nèi)力計算,而梁、拱內(nèi)力組合要分開計算,拱橋按設(shè)計新橋進(jìn)行,內(nèi)力計算步驟如下:(1)計算原梁恒載在改變體系前即簡支體系下的內(nèi)力及拱橋自身恒載內(nèi)力;(2)活載內(nèi)力按組合體系計算,分別得出梁、拱活載內(nèi)力;(3)對(1)、(2)工況分別進(jìn)行內(nèi)力組合得出梁、拱組合內(nèi)力;(4)檢驗新支點截面是否出現(xiàn)較大負(fù)彎矩值,同時檢驗跨中彎矩是否減少到滿足截面強(qiáng)度要求。(5)計算新支點處抗彎、抗剪強(qiáng)度。第一百零八頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日2.8.6.5施工工序
(1)利用原橋墩良好的基礎(chǔ),在主梁下砌筑拱圈或拱肋。(2)按設(shè)計要求對新支點處梁上緣進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)處理。(3)修筑新立柱及蓋梁至梁底面。(4)在蓋梁上用千斤頂頂升主梁,以消除主梁部分非彈性變形引起的過大撓度。(5)設(shè)置支座,撤去千斤頂。
2.8.6.6
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