《公路橋梁加固設(shè)計(jì)規(guī)范》概述

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v 二二. 3 基本規(guī)定基本規(guī)定v 3.2 基本假定：v 3.2.1 分階段受力v 加固時(shí)結(jié)構(gòu)的載荷仍由原結(jié)構(gòu)承擔(dān)。加固后的組合截面承擔(dān)后續(xù)載荷v 1） 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（

3、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溫度效應(yīng)及混凝土收縮、徐變等；v 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v 3）組合截驗(yàn)算荷載： v 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。v 4）組合截面驗(yàn)算：v 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。v 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。v 3.2.2 應(yīng)變值符合平截面假定v 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

4、彈性模量E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E成為變量，平截面假定失效。v 3.2.3與3.2.4v 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)變值可以取到 =0.0033。即受壓區(qū)應(yīng)力圖式成矩形。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，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。 cdfsdfcdfsdf cuv 3.2.5 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。v 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 控制，不可能充分發(fā)揮

5、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。v 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高，按分階段受力計(jì)算承載力影響不會(huì)太大。v 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)sdfsdf構(gòu)件加固方法5 增大截面加固法6 粘貼鋼板加固法7 粘貼纖維復(fù)合材料加固法8 體外預(yù)應(yīng)力加固法9 改變體系加固法 設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)內(nèi)內(nèi)容容v 構(gòu)件加固方法構(gòu)件加固方法v 一一5 增大截面加固法增大截面加固法v 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)榧庸毯蟮臉?gòu)件承載力是依原構(gòu)件混凝

6、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求，加固則失 去了意義。v 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 不可能共同受力，使計(jì)算模式變異，不能 正確反映受力特征。增增大大截截面面加加固固法法 v 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)件受壓邊處于卸載狀態(tài)。因而可以按JTG D62-2004第8.1節(jié)進(jìn)行。v 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，特別注意配置結(jié)合面上的抗剪鋼筋。增增大大截截面面加加

7、固固法法 v 5.2.3 受彎構(gòu)件承載力極限狀態(tài)，是指材料的應(yīng)力用到設(shè)計(jì)強(qiáng)度 或 值。此時(shí)的應(yīng)變提升很快，應(yīng)力增幅停滯或緩慢，因而受壓區(qū)混凝土應(yīng)力可以等效為矩形。v 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 不能按平截而假定求得！v 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， 的求得采用原結(jié)構(gòu)受拉鋼筋達(dá)到設(shè)計(jì)值 來(lái)控制，即：2222111112()2hossdshvsxEsfxEcdfsdf2s2s1sdf增增大大截截面面加加固固法法 v 新增鋼筋比原構(gòu)件鋼筋滯后一期載荷 ，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)件鋼筋應(yīng)變繼續(xù)增加，雖然其應(yīng)

8、力停止增大，但存在著拉斷的可能。v 新增鋼筋的應(yīng)力雖則有所放大 ，但隨著 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(kāi)中性軸較遠(yuǎn)，即新增鋼筋離開(kāi)中性軸較遠(yuǎn) 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 使使其與原鋼筋同時(shí)達(dá)到設(shè)計(jì)值其與原鋼筋同時(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 02h02h0

9、2h02h1s1dM22ssdsyf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 v 5.2.6： v 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 11021022)()(xxhxxhccus（5.2.6-1） 是由圖5.2.6所示的幾何關(guān)系求得。但是，依截面應(yīng)變值 求 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 v 討論：v 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。以混凝土 設(shè)計(jì)強(qiáng)度及標(biāo)準(zhǔn)

10、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，可材料在標(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。以利用平截面假定。采用采用 極限壓應(yīng)變時(shí)，材料已進(jìn)入塑性階極限壓應(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)，彈性模量段，其應(yīng)力雖不再增長(zhǎng)，但時(shí)，彈性模量 值的下值的下降，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 v 2）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

11、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，其所得非線性變化的中性軸位置。增增大大截截面面加加固固法法 v 3）依JTG D62-2004第3.1.4、3.1.5條混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度 及彈性模量 求相應(yīng)的應(yīng)變值 ：式中受壓區(qū)邊緣采用式中受壓區(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10.54.5倍。倍。cdfEcc0.0033cu2s增增大大截截面面加加固固法法 v 4）按平截面假定計(jì)算 ，必須限制 在線性范圍 內(nèi)?；炷恋膽?yīng)變圖如下：（見(jiàn)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 v 由圖可知， 在

12、00.0006的范圍內(nèi)，基本上成線性變化， 大于0.0006時(shí)，成曲線變化。顯然，采用 推求 是不合理的。v 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， 依325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)。v 以 （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。c0.0033cu2s1sdf1dM1c增增大大截截面面加加固固法法 v 建議： 求 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 、 控制。若原構(gòu)件截面有效高為 受壓區(qū) 高度為 鋼筋彈模為 而增加材料后的組合截面，相應(yīng)值為 、 、 時(shí)。 則：202221110112()2sssdssEhxfE

13、hx2s1cdf1sdf1ho1X1sE2oh2X2sE增增大大截截面面加加固固法法 v 式中： / 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。 為鋼筋位置的影響系數(shù)。202221110112()2sssdssEhxfEhx2sE1sE11()sdsf112222xhoxho v 531 公式（531-1）中 、 的求值v 在（6.3.1-2），（6.3.1-3）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混凝土及新增鋼筋的貢獻(xiàn)值。 討論：控制量采用應(yīng)變 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范圍大約在 左右。2c2s0.002cu0.002cu0

14、.0006c增增大大截截面面加加固固法法 v 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()cccdccEfE22111()cscdccEfE2c2s增增大大截截面面加加固固法法 v 533 在兩側(cè)加厚偏心受壓構(gòu)件增大截面中，v 公式（533-1）、（533-2）、（533-3）、（533-8）及（533-7）中新增材料恢復(fù)應(yīng)力：v 討論：v 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) 值，一期載荷較大時(shí)，新加混凝土的應(yīng)力滯后如何考慮？v 式中受壓區(qū)為X，未區(qū)分新、老混凝土的差異。v 當(dāng)新增鋼筋達(dá)到 時(shí)，原配筋應(yīng)力不會(huì)滯留在 值不變。特

15、別是新增鋼筋強(qiáng)度低時(shí)，原配鋼筋有可能斷裂！v 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 控制是否合理？2cdf1cdf2sdf 1sdf 1sdf 增增大大截截面面加加固固法法 v 建議：v 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 、v 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。1c1s增增大大截截面面加加固固法法 v 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。 亦即： 第二期受壓構(gòu)件容許的應(yīng)變值為：1112cccdcEf或或1112sssdsEf（受拉（受拉 ） 222222cccsc

16、sEE222sssE222sssE則則或或 （受拉 ）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)。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)。增增大大截截面面加加固固法法 v 534 式 （534-1）v 535 式 （534-2）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，因而本身幾何關(guān)系不

17、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 0.5時(shí)為三角形應(yīng)力圖式時(shí)為三角形應(yīng)力圖式（線性分布）；取（線性分布）；取1.0時(shí)全部為矩時(shí)全部為矩形應(yīng)力圖式（全塑性分布）；采形應(yīng)力圖式（全塑性分布）；采用用=0.8，則表明為彈塑性階段，則表明為彈塑性階段（非線性分布），依此求得的中（非線性分布），依此求得的中性軸位置（性軸位置（x/）為非線性時(shí)的位）為非線性時(shí)的位置。置。 討論討論 5

18、34536條在條文說(shuō)明中圖條在條文說(shuō)明中圖5-1、圖、圖5-2是按直線是按直線應(yīng)變圖式求應(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 鋼筋的暗銷作用力鋼筋的暗銷作用力 542 542 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 v 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JTG D62

19、-2004及參照美國(guó)公路橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范（AASHTO14版）規(guī)定，結(jié)合面抗剪承載力應(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 v 二二. 6 粘貼鋼板加固法粘貼鋼板加固法v 6.2.3 加固鋼板的拉應(yīng)變 值： 111()()cucsphxhxxx（6.2.3-1） 是按平截面假定確定鋼板的

20、拉應(yīng)變 。spsp粘粘貼貼鋼鋼板板加加固固法法 v討論：v 當(dāng)受壓邊緣混凝土應(yīng)變達(dá)到 時(shí)，截面還能 保持平截面應(yīng)變嗎？且中性軸位置 的折算也為非線形應(yīng)力圖式的截面狀態(tài)；v 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。v 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 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 v建議：v 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)控制求 即：v 復(fù)核受壓區(qū)邊緣應(yīng)力11102()2spdspsdocrciEMhxfhxIEhx1sdfsp11cdcf粘粘貼貼鋼鋼板板加

21、加固固法法 v 如果受壓區(qū)邊緣應(yīng)力首先達(dá)到 ，推求 時(shí)（略去鋼板厚度的影響）則： 在混凝土強(qiáng)度不超過(guò)設(shè)計(jì)強(qiáng)度時(shí)，截面仍處于彈性范圍內(nèi)，平截面假定還可成立。 若 時(shí)，則：v 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 v 6.3.1 兩側(cè)貼鋼板的偏心受壓鋼筋混凝土構(gòu)件，正截面承載力計(jì)算公式（6.3.1-1） (6.3.1-2) （6.3.1-3）中v 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？ 原構(gòu)件應(yīng)力滯留在 、 不再上升

22、時(shí)，表示已進(jìn)入塑性階段，這時(shí)應(yīng)變加大，彈模下降， 應(yīng)力停滯。當(dāng)混凝土的應(yīng)變達(dá)到 之前，外貼鋼板的應(yīng)變 同步增長(zhǎng)，其應(yīng)力能夠達(dá)到 值。 1cdfsdf 1cdfsdf 0033. 0cuspf 粘粘貼貼鋼鋼板板加加固固法法 因?yàn)?R235: HRB335: 均先于 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 v 6.3.2 當(dāng)為小偏心時(shí) （6.3.2-1） 受壓較大區(qū)邊緣應(yīng)變達(dá)到 時(shí)，截面應(yīng)變已不為線性變化，所以受拉區(qū)鋼筋應(yīng)力 的值能否這樣求得需要研究。) 1(0 xEhscuscus粘粘貼貼鋼鋼板板加加固固

23、法法 v 6.3.3 式 （6.3.3-2）是以一平截面線性比例關(guān)系求 應(yīng)變達(dá)到極限值 時(shí)，截面的應(yīng)力、應(yīng)變已不成直線分布！1pxxcuhspspcu粘粘貼貼鋼鋼板板加加固固法法 v 6.3.5 計(jì)算式： （6.3.5-1） 對(duì)受壓較大邊普通鋼筋合力點(diǎn)取矩，圖示：111220()()()2odcdosdssdssspspshN efbh hfAfAhaf 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 v 計(jì)算式應(yīng)為v 式中 、 隨 的變化在變化。 中應(yīng)計(jì)入第一階段的荷載應(yīng)力。在極限狀態(tài) 式（6.3.5

24、-1 ）中，多出 項(xiàng)， 缺少 項(xiàng)！0102200()()2acdsssspspspsp shN ef bh hA haA hf A a 2ssp,e2s22sdsf11ssdAf 0hAspsp粘粘貼貼鋼鋼板板加加固固法法 v 6.4.1 （6.4.1-2）中， 第一階段軸向力組合 設(shè)計(jì)值。采用軸向力值即可，無(wú)需再加安全度，因?yàn)?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 v 6.4.3 大偏心受拉構(gòu)件 式 （6.4.3-2）v 討論： 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 作為控制條件妥當(dāng)否？ 式中采用 恢復(fù)中性軸位置可否？ 使用在截面應(yīng)力近似于

25、矩形的彈塑性階段，此時(shí)截面應(yīng)力、應(yīng)變并非直線分布狀態(tài)。spspccuspEfxxhxxh111)()(cu粘粘貼貼鋼鋼板板加加固固法法 v建議： 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 v 三三7 粘貼纖維復(fù)合材料加固法粘貼纖維復(fù)合材料加固法v （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)：v 加固后原構(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。v 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。 這時(shí)

26、纖維材料粘貼后發(fā)揮的作用并不大。因?yàn)榧庸毯蟮?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)后加荷載。粘粘貼貼纖纖維維復(fù)復(fù)合合加加固固法法 v 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。v 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。v 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)。v 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，并且又提高了受壓柱體的延性，對(duì)結(jié)構(gòu)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

27、法 v 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。v 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。粘粘貼貼纖纖維維復(fù)復(fù)合合加加固固法法 v （二）、 值的求解v 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 ，鋼筋的極限拉應(yīng)變?nèi)∮?.01。v 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)變值推求新加材料 的應(yīng)變。v 依3.2加固設(shè)計(jì)算基本假定的3.2.5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)控制。因而，我們利用原結(jié)

28、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 v 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 ， 將此作為新加材料的滯后值計(jì)入。故： 式中： 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， 即： 當(dāng)外貼材料與受拉鋼筋很近時(shí)，（即 ）取 = 1。 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 v 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

29、凝土應(yīng)變?yōu)?， 則： （ 加固后受壓區(qū)高度） 式中 （ 加固前受壓區(qū)高度）1snncdfxxhEcf11011xxhcsfffE（ 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 v 四四. 8 體外預(yù)應(yīng)力加固法體外預(yù)應(yīng)力加固法v (一)、基本概念v 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)，提高了 原梁的承載能力和抗裂性。v 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 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) 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

30、加加固固法法 v 表現(xiàn)特點(diǎn)有：v 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。v 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。體外預(yù)應(yīng)力筋的應(yīng)力取決于混凝土變形發(fā)揮體外預(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)體外預(yù)應(yīng)力筋的應(yīng)力值情況下，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)力與梁的高跨達(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

31、）有關(guān)。體體外外預(yù)預(yù)應(yīng)應(yīng)力力加加固固法法 v 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 （JGJ-2004）中規(guī)定： 體外預(yù)應(yīng)力筋的受彎構(gòu)件，在進(jìn)行正截面受彎承載力計(jì)算 時(shí)，體外預(yù)應(yīng)力筋和應(yīng)力設(shè)計(jì)值 為： （ ） 且 式中： 有效預(yù)應(yīng)力值； 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 v （二）、計(jì)算內(nèi)容v 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。v 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。體體外外預(yù)預(yù)應(yīng)應(yīng)力力加加固固法法 v 8.2.3 持久狀況承載

32、能力極狀態(tài)計(jì)算v 1.正截面抗彎承載力計(jì)算： （8.2.3-2） 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 hv 2.斜截面抗剪承載力計(jì)算v 與JTG D62-2004相關(guān)內(nèi)容相同，只是加入了體外預(yù) 應(yīng)力的作用。（ ）v 3.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pbAepube體體外外預(yù)預(yù)應(yīng)應(yīng)力力加加固固法法 v 8.2.4 持久狀況正常使用極限狀態(tài)計(jì)算 1）受彎構(gòu)件按全預(yù)應(yīng)力，A類、B類分別計(jì)算 2）. 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

33、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 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 v3）.抗裂性驗(yàn)算 1）正截面抗裂性驗(yàn)算 2）斜截面抗裂性驗(yàn)算 3）轉(zhuǎn)向裝置與原結(jié)構(gòu)結(jié)合面的裂縫寬度驗(yàn)算 4）B類構(gòu)件，正常使用極限狀態(tài)下的裂縫寬度驗(yàn)算v4）.正常使用極限狀態(tài)下的撓度計(jì)算體體外外預(yù)預(yù)應(yīng)應(yīng)力力加加固固法法 v 8.2.5 應(yīng)力計(jì)算v 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)力，體外 預(yù)應(yīng)力筋的拉應(yīng)力。v 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

34、應(yīng)力滿足不 同限制要求。體體外外預(yù)預(yù)應(yīng)應(yīng)力力加加固固法法 v （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 v 五9 改變結(jié)構(gòu)體系加固法v （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 承載能力、穩(wěn)定性及結(jié)構(gòu)剛度，達(dá)到了加固的目的。改改變變結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)體體系系加加固固法法 v 例如：v 1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。v 2多孔簡(jiǎn)支梁將墩頂斷縫給予彌合，變成連續(xù)梁橋

35、。v 3連續(xù)梁橋進(jìn)行墩梁固結(jié)，成為連續(xù)剛構(gòu)橋。v 4拱橋（輕型拱）增加斜拉索成為斜拉拱橋。v 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橋。v 6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。v 7T型剛構(gòu)橋封閉鉸支承，成為連續(xù)剛構(gòu)橋。v 8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)。v 9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。改改變變結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)體體系系加加固固法法 v(二) 條件： 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)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)

36、 際條件，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：改改變變結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)體體系系加加固固法法 v 1）采用方案實(shí)現(xiàn)中的結(jié)構(gòu)分析能力。v 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、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)的取值， 建立可靠地分析模型。v 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)其傳力路徑和 承載能力，以便建立新的分析模型。v 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)

37、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)行中不斷跟蹤分 析。改改變變結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)體體系系加加固固法法 v 2）完成加固過(guò)程的施工能力。v 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。例如： 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； 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； 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 v 3）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) 的組織條件。 總之，改變結(jié)構(gòu)體系加固橋梁的技