橋梁結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)與施工關(guān)鍵技術(shù)

橋梁結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)與施工關(guān)鍵技術(shù)研究在役橋梁結(jié)構(gòu)隨著使用時間的延續(xù)，受結(jié)構(gòu)使用條件變化及環(huán)境侵蝕等因素的影響，加之設(shè)計(jì)和施工的不當(dāng)，都會使結(jié)構(gòu)受到不同程度的損傷，造成橋梁病害，使結(jié)構(gòu)性能退化，使用功能逐步降低乃至完全喪失。結(jié)構(gòu)受到損傷后，需要對結(jié)構(gòu)損傷原因和程度進(jìn)行分析，確定結(jié)構(gòu)損傷后的承載能力和剩余壽命。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行結(jié)構(gòu)改造決策分析，根據(jù)經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件提出結(jié)構(gòu)處理措施，如維修、加固或拆除重建等。1檢測與評估1.1舊橋檢測橋梁現(xiàn)場檢查一般包括下列主要內(nèi)容：(一)一般部位檢查1、首先應(yīng)對橋梁的總體尺寸（如跨徑、橋?qū)?、矢跨比、墩臺尺寸、標(biāo)高等）、各部分構(gòu)件的截面尺寸、鋼筋直徑及布置、支座位置等進(jìn)行詳細(xì)的量測、記錄，取得第一手現(xiàn)場資料。2、其次對材料的性能，如鋼筋混凝土橋的混凝土和鋼筋的強(qiáng)度、彈生模量，圬工拱橋的石料標(biāo)號、砂漿標(biāo)號等要進(jìn)行測定和了解。通常是采用回彈儀現(xiàn)場測定；取樣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室分析；調(diào)查了解等方式綜合進(jìn)行。3、對橋梁運(yùn)營狀況，特別是橋梁存在的缺陷和病害進(jìn)行反復(fù)的現(xiàn)場觀測、檢查和了解。檢查橋梁結(jié)構(gòu)是否產(chǎn)生了位移與變形（撓度）、混凝土施工質(zhì)量如何，風(fēng)化、剝落情況以及局部損傷，裂縫寬度、深度、分布情況及其發(fā)展趨勢；檢查鋼筋銹蝕情況，以及支座、伸縮縫、排水裝置、橋面鋪裝等附屬設(shè)施的功能等。(二)重點(diǎn)部位檢查橋梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生缺陷的部位，檢查時往往因人力、儀器和其他條件的限制漏看的較多，所以在普遍檢查的同時，應(yīng)該根據(jù)結(jié)構(gòu)的受力特性，確定重點(diǎn)部位，有效地進(jìn)行檢查。通常應(yīng)重點(diǎn)檢查的部位有：（1）應(yīng)力集中處；（2）斷面突變的部位；（3）構(gòu)件的薄弱部位；（4）拱橋的控制截面。橋梁上述部位的缺陷，對橋梁的安全及壽命起著關(guān)鍵的作用，容易產(chǎn)生裂縫和導(dǎo)致其他缺陷的產(chǎn)生。對這些部位的缺陷放任不管，它們往往會發(fā)展成為結(jié)構(gòu)物的重大缺陷，危及整座橋梁的安全和存在。在對橋梁反復(fù)進(jìn)行檢查、搜集有關(guān)資料、并進(jìn)行理論計(jì)算分析或現(xiàn)場荷載試驗(yàn)，對橋梁的承載能力評定的基礎(chǔ)上，再進(jìn)行分析判斷和確定加固改造方案。(三)典型舊橋介紹及檢測結(jié)果楊柳大橋：楊柳大橋位于湖北英山縣楊柳鎮(zhèn)的下街頭，跨英山東河，該橋是標(biāo)(云崗)蔡(家?guī)X)公路上重要橋之一。該橋按汽——13，掛——60荷載標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，橋面寬7.5M，15孔，凈跨20M，橋墩為雙柱式。楊柳大橋于上世紀(jì)八十年代進(jìn)行過一次橋面系加固處理，同時還專門成立了大橋管理處，負(fù)責(zé)大橋的日常維護(hù)工作。但在該橋的墩帽處發(fā)現(xiàn)大面積蜂窩，墩身氣泡、麻面現(xiàn)象非常嚴(yán)重。很顯然這是由于當(dāng)時施工中振搗不到位所致，且在竣工驗(yàn)收時沒有按照有關(guān)規(guī)程辦事，對此類明顯存在的問題沒有及時予以處理。碳化程度嚴(yán)重，部分支座發(fā)生了明顯的位移，且護(hù)欄破損也非常嚴(yán)重。三里畈大橋：三里畈大橋跨馬河水系三里畈河支流，1960年2月7日，三里畈大橋竣工，橋?yàn)槟緲赌炯苊鏄颍?1孔，長203M，橋面寬4M，兩端為塊石砼過水路面，荷載標(biāo)準(zhǔn)為汽——5；1966年重修，將橋梁設(shè)計(jì)為鉆孔灌注樁空腹微彎版面橋，31孔，跨徑12.6M，全長396.64M，橋面寬7M，不設(shè)人行道，橋高5933M，菏載標(biāo)準(zhǔn)汽——13，掛——60，概算45.7萬元。(該橋是羅田縣最長的一座鋼筋混凝土橋)。:在施工中除河?xùn)|1號墩為高腹沉井外，其它各墩均為雙柱式鉆孔灌柱，由于河床表面礫石覆蓋，施工中期，改原設(shè)計(jì)有三：一是鉆孔由原設(shè)計(jì)19M改為152M；二是橋梁標(biāo)高提高500CM；三是大梁之間三根鋼筋未用。由于鉆孔灌注樁是羅田縣第一次引進(jìn)的新工藝，沒有經(jīng)驗(yàn)，加之施工中的組織不善，管理不嚴(yán)，故造成了一些工程事故和材料上的浪費(fèi)。經(jīng)檢測發(fā)現(xiàn)，該橋埋置式橋臺的帽梁開裂情況最為嚴(yán)重，有四條肉眼可見的裂縫，最大裂縫寬度達(dá)2.5mm，最小裂縫寬度也在0.4mm以上，且有三條裂縫已由下到上形成通縫，顯然是長期過度負(fù)載所致如不進(jìn)行整治處理，該橋應(yīng)列入“危橋”行列。裂縫的發(fā)展不僅大大影響了構(gòu)件的承載能力，而且還會帶來水損害、蝕筋等一系列問題。圖1三里畈大橋承臺區(qū)的貫穿深裂紋示意圖(單位：mm)上巴河大橋：1966年5月22日，上巴河大橋全面竣工，該橋全長458.7M，凈寬7.36M，無人行道，高5.8M，上部為工字梁微彎版結(jié)構(gòu)，下部為雙柱式鉆孔灌注樁橋墩，框架橋臺，全橋27孔，孔徑15M，荷載汽車——13，掛——60。該橋施工工期短，從開工到竣工歷時159天，造價(jià)低，全橋共用水泥1489.7噸，鋼材342.41噸，木材228.M3。上巴河大橋主要存在以下病害：=1\*GB3①工字梁下端露筋嚴(yán)重。鋼筋銹蝕膨脹，導(dǎo)致工字梁底部凹凸不平。=2\*GB3②路面板及伸縮縫破損非常嚴(yán)重，有車輛通過時，在面板交接處有明顯的“砸砸”響聲，并能感到全橋的振動；③橋臺鋼板支座銹蝕，邊跨梁體在橋臺支座處被局部壓碎。羅家溝橋：全長8+3x20+8m，兩側(cè)橋臺采用重力式U型橋臺，剛性擴(kuò)大基礎(chǔ)。由于獲取地質(zhì)資料不足等多方面原因，所采用基礎(chǔ)形式完全不當(dāng)，在施工時即出現(xiàn)橋臺整體沉降20cm以上的情況，當(dāng)時人為采取加高臺身的簡單方法處理。隨著沉降的不斷發(fā)展，現(xiàn)在該橋的整體線形已完全被破壞，邊跨與中跨處折線連接，跳車等病害嚴(yán)重。1.2評估所謂橋梁技術(shù)狀態(tài)評估就是根據(jù)所采集到的橋梁技術(shù)狀況數(shù)據(jù)利用一系列評價(jià)指標(biāo)和評價(jià)模型對橋梁的使用性能滿足其使用要求和功能性要求的程度作出判別?，F(xiàn)行《公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》中將橋梁技術(shù)狀況分為一類、二類、三類、四類、五類五個等級，并按墩臺、支座、上部結(jié)構(gòu)、欄桿人行道和載重能力五個項(xiàng)目列出了各橋梁等級的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，但在實(shí)際的橋梁管養(yǎng)中，由于規(guī)范的評定標(biāo)準(zhǔn)不具體，也無明確的指標(biāo)，故實(shí)際評價(jià)中往往摻入不少個人的主觀判斷，使不同地區(qū)或不同人員對同一技術(shù)狀況的橋梁評定出來的等級不相一致，給橋梁的養(yǎng)護(hù)管理決策造成了一些混亂甚至失誤。目前橋梁結(jié)構(gòu)綜合評估主要是應(yīng)用層次分析法將影響橋梁狀態(tài)的因素層次化,形成一個多層的、每層包含若干組指標(biāo)的體系,先確定底層各指標(biāo)的狀態(tài),再應(yīng)用綜合評估的計(jì)算方法計(jì)算出其它各層指標(biāo)的狀態(tài)。1.2.1常規(guī)綜合評估孫立軍等[100][106][110]建立的上海市橋梁管理系統(tǒng)和李昌鑄等[89]開發(fā)的公路橋梁管理系統(tǒng)CBMS均采用綜合評估公式對橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行綜合評價(jià)。王學(xué)智等[114][75]采用局部損傷度（L）和總體損傷度（G）兩項(xiàng)指標(biāo)作為橋梁損傷等級綜合評判的標(biāo)準(zhǔn)。任寶雙等[102]用層次分析法建立了在用鋼筋混凝土簡支梁橋結(jié)構(gòu)耐久性、安全性和適用性三方面，包括子指標(biāo)層、指標(biāo)層、項(xiàng)目層和目標(biāo)層的多層次評估模型。劉健[94][122][128]用層次分析法建立橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)層次分析模型進(jìn)行綜合評估，并采用變權(quán)綜合的方法使個別構(gòu)件存在重大缺陷時能在總體評估中表現(xiàn)出來。郭瑞[78]在此基礎(chǔ)上用加速遺傳算法計(jì)算層次分析中的排序權(quán)重值。蘭海等[86-87]引用灰色關(guān)聯(lián)度和變權(quán)綜合法，采用AHP方法（層次分析法，AnalyticHierarchyProcess）建立評價(jià)指標(biāo)體系。Ng等[46]用MonteCarlo法對結(jié)構(gòu)的狀態(tài)、安全和費(fèi)用關(guān)系的概率特征進(jìn)行評估。Xia等[19][68]采用FEM方法進(jìn)行橋梁結(jié)構(gòu)狀態(tài)評估。在進(jìn)行橋梁結(jié)構(gòu)技術(shù)狀態(tài)評估研究的初期，常規(guī)綜合評估方法對研究工作的開展起到了很好的奠基作用，且是目前既有橋梁評估應(yīng)用中的主流。但對于橋梁結(jié)構(gòu)狀態(tài)評估等很難用定量的方法描述的事物,該方法的可靠性和評估精度容易受參評人員主觀因素影響。1.2.2模糊綜合評估模糊綜合評估方法是借助模糊數(shù)學(xué)的一些概念,對實(shí)際問題進(jìn)行綜合評估的方法。王永平[115][118]等采用多層次模糊評價(jià)模型進(jìn)行橋梁評估，提出用損傷度（DV）來度量結(jié)構(gòu)/構(gòu)件的損傷程度，建立了橋梁評估專家系統(tǒng)的基本框架，并根據(jù)DV值，由等級隸屬函數(shù)確定橋梁相應(yīng)技術(shù)等級狀態(tài)。潘黎明[101]采用層次分析法、提出了鋼－鋼筋混凝土疊合梁斜拉橋安全性與耐久性評估的指標(biāo)體系與確定權(quán)值的方法，并根據(jù)模糊綜合評判原理進(jìn)行綜合評估。禹智濤等[124]研究了既有橋梁可靠性的多級模糊綜合評判方法，利用各隸屬度為權(quán)取加權(quán)平均的方法來確定評定等級。Melhem等[42-43]采用專家系統(tǒng)工具CLIPS（CLanguageIntegratedProductionSystem）建立了橋梁總體評估程序，提出了模糊加權(quán)向量方法。王學(xué)智[114]運(yùn)用置信度及模糊數(shù)學(xué)的方法建立了橋梁損傷評估及對策模型，將損傷嚴(yán)重性和補(bǔ)修必要性聯(lián)系起來，實(shí)現(xiàn)了橋梁損傷評估及對策專家系統(tǒng)（BEES）框架。張玲玲等[126]采用模糊綜合評判方法進(jìn)行服役結(jié)構(gòu)的可靠性評定，研究了服役結(jié)構(gòu)可靠性模糊綜合評判方法的基本原理與實(shí)施方法，改進(jìn)了現(xiàn)有評判方法主觀性太強(qiáng)的缺點(diǎn)。盧哲安等[111]采用模糊類比相似度的方法對在役橋梁結(jié)構(gòu)可靠度進(jìn)行評估。季征宇等[84]建立了基于受損構(gòu)件和受損結(jié)構(gòu)體系殘余承載力模糊評估理論的海洋平臺結(jié)構(gòu)破損評估專家系統(tǒng)，提出了在綜合評估系統(tǒng)中建立包括損傷力學(xué)、構(gòu)件性質(zhì)、損傷度量、殘余承載力等數(shù)據(jù)信息的受損構(gòu)件樣本庫的思路。Zhao等[70-71]運(yùn)用模糊理論的聚類分析方法建立基于觀測數(shù)據(jù)的模糊專家系統(tǒng)來診斷混凝土橋梁損傷狀況，運(yùn)用修正的峰值聚類（theModifiedMountainClusteringMethod）方法進(jìn)行參數(shù)識別，過濾掉不重要參數(shù)，通過模糊分劃算法構(gòu)建各輸入?yún)?shù)的隸屬函數(shù)，并從數(shù)集中得出模糊規(guī)則，再進(jìn)行知識獲取和規(guī)則優(yōu)化，該系統(tǒng)現(xiàn)階段考慮開裂和混凝土剝落這兩種病害。淡丹輝等[93]用Mamdani型模糊推理技術(shù)建立基于語言量的橋梁工作狀態(tài)的在線監(jiān)測機(jī)制。模糊綜合法以模糊數(shù)學(xué)為基礎(chǔ),應(yīng)用模糊關(guān)系合成的原理,將一些邊界不清、不易定量的因素定量化進(jìn)行評估的方法。模糊綜合評估法較好地解決了事物的模糊性與算法的確定性這一矛盾,能很好地反映客觀事物的本質(zhì),但是，如何選擇合適的模糊運(yùn)算法則,如何合理確定隸屬函數(shù)形式,評判矩陣形成時如何盡可能避免參評人員主觀上的不確定性和隨機(jī)性等問題還不可能得到根本解決，而且最主要的不足是在形成評判矩陣時必須要求對各相關(guān)因素進(jìn)行相同數(shù)目的等級劃分，從而使某些因素在等級劃分時為滿足評判方法要求而進(jìn)行不合常理的劃分，或?yàn)闈M足評判矩陣要求而被忽略。1.2.3模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和模糊邏輯的推理機(jī)制,將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和模糊系統(tǒng)有機(jī)地結(jié)合在一起，模糊技術(shù)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的融合可以有效地發(fā)揮各自的優(yōu)勢并且彌補(bǔ)各自的不足。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的研究成果廣泛用于模式識別、自動控制、圖象處理、語言識別等領(lǐng)域。模糊技術(shù)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合,大大拓寬了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理信息的范圍和能力,可以處理確定的與模糊的信息,同時使模糊系統(tǒng)成為自適應(yīng)模糊系統(tǒng)。大量應(yīng)用事實(shí)證明神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的“黑箱操作”有足夠的精度，且隨著神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論的發(fā)展和完善其精度也會越來越高。特別是對目前無法用顯函數(shù)形式表達(dá)的函數(shù)關(guān)系，應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法來處理是一種很好的選擇[28]。當(dāng)然神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)需要大量的樣本,如果積累的資料少,其結(jié)果的準(zhǔn)確性存在一定的局限。Ko[33]等探討了應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理檢測信號的noveltyfiltering技術(shù)。Wu[67]等將BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)用于建筑結(jié)構(gòu)的損傷檢測。Povich[49]等用三層BP網(wǎng)絡(luò)對平面桁架進(jìn)行了損傷識別研究，獲得了很好的結(jié)果。Kaminski[30]應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對鋼梁的損傷檢測進(jìn)行了探討，應(yīng)用頻率的絕對變化、頻率的相對變化和綜合；頻率變化訓(xùn)練網(wǎng)絡(luò)，對損傷位置的識別進(jìn)行了研究。孫宗光等[107]以汲水門斜拉橋?yàn)楸尘?，探討了通過少量且易于測量的模態(tài)參數(shù)，應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)識別損傷區(qū)域的方法。吳大宏等[116]利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對混凝土梁的荷載－撓度曲線進(jìn)行模擬，并用其進(jìn)行荷載識別的試驗(yàn)研究。李傳習(xí)等[90]采用8-17-2拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，解決混凝土大跨度橋梁施工控制中主梁參數(shù)實(shí)時識別問題。胡雄等[81]采用模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對拉索橋梁安全性與耐久性進(jìn)行評估，首先將結(jié)構(gòu)細(xì)分為子結(jié)構(gòu)，每個子系統(tǒng)采用較少的神經(jīng)元實(shí)現(xiàn)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自學(xué)習(xí)和知識推理，以期避免神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)權(quán)值難以理解以及學(xué)習(xí)過程“黑箱”的不足。Kawamura等[5][31-32][37][44]研究的橋梁狀態(tài)等級評估專家系統(tǒng)（BREX）是日本J－BMS系統(tǒng)的評估子模塊，該系統(tǒng)基本思路是基于模糊規(guī)則對診斷過程進(jìn)行存儲，先將結(jié)構(gòu)按層次劃分，確定各級指標(biāo)（分耐久性、承載力兩個系列）的影響因素，從而確定輸入條目，再根據(jù)模糊規(guī)則和隸屬函數(shù)定出各因素的隸屬度，由此計(jì)算每一條規(guī)則對應(yīng)的適應(yīng)度，最后根據(jù)健康分值來評判結(jié)構(gòu)的健康等級。系統(tǒng)根據(jù)上述模糊規(guī)則構(gòu)造神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，以避免神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的“暗箱操作”。劉沐宇等【16】考慮承載力、結(jié)構(gòu)損傷和缺陷狀況等方面，以結(jié)構(gòu)校正系數(shù)、吊桿內(nèi)力校正系數(shù)、裂縫開裂度、鋼筋銹蝕率等為評價(jià)指標(biāo)，參照《公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》中對承載力的評級標(biāo)準(zhǔn)，利用模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法對大跨度鋼管混凝土拱橋安全性進(jìn)行評價(jià)。Williams等[65]應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法對墩的最不利活載布置進(jìn)行預(yù)測，認(rèn)為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)為設(shè)計(jì)者的反復(fù)布載試算提高了一種選擇。針對初始階段有關(guān)數(shù)據(jù)相對較少但隨著設(shè)計(jì)的深入各有關(guān)信息會逐步增加的特點(diǎn)，Hong等[26]采用多級神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行斜拉橋的初步設(shè)計(jì)，即將上一級網(wǎng)絡(luò)的輸出又作為下一級的輸入。吳大宏等[117]在橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)研究中嘗試?yán)蒙窠?jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行荷載識別和結(jié)構(gòu)損傷識別。Maru和Nagpal[40]在分析混凝土收縮、徐變變形對鋼筋混凝土框架的影響時，采用非彈性變形率為評價(jià)指標(biāo)，采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法，建立收縮、徐變變形對鋼筋混凝土框架的影響的評價(jià)模型。運(yùn)用模糊理論與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的方法來進(jìn)行橋梁結(jié)構(gòu)技術(shù)狀態(tài)評估是目前橋梁狀態(tài)評估研究的一大趨勢，目前國內(nèi)外很多學(xué)者都在從事這方面的工作[50]。但對于評價(jià)指標(biāo)體系如何確定、模糊控制規(guī)則如何形成、評估模型如何建立和選取、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如何確定等問題都還有待進(jìn)一步研究。即使是目前這方面工作開展相對比較成熟的日本BREX系統(tǒng)也因數(shù)據(jù)積累的不足而有待對評估結(jié)果的進(jìn)一步驗(yàn)證。1.2.4基于結(jié)構(gòu)可靠度理論的方法由德國、西班牙、法國、挪威、英國和斯洛文尼亞等歐洲各國共同研究的歐洲橋梁管理系統(tǒng)研究項(xiàng)目（簡稱Brime項(xiàng)目）目前已開發(fā)出了概略框架，在參與Brime項(xiàng)目的國家中，采用的橋梁技術(shù)狀態(tài)評估方法不是一種簡單化方法就是一種半經(jīng)驗(yàn)性（即考慮部分安全因素）的，即采用結(jié)構(gòu)的測量資料對設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修正并通過結(jié)構(gòu)分析來確定荷載效應(yīng)[123]。但是這些方法有時候被認(rèn)為是保守的，因此一種重視變量的不確定性的新思維，即研究對象的可靠性指標(biāo)逐漸成為評估的決定性因素。認(rèn)為采用可靠度理論能有效改善狀態(tài)評價(jià)的手段。Stewart等[55-56]考慮加載歷程對老化橋梁可靠度的影響建立了概率評估模型，認(rèn)為目前基于可靠度理論的方法為舊橋評估決策提高了一種更完善的框架，并提出荷載試驗(yàn)盡管能較好提供第一手資料，但不經(jīng)濟(jì)，且有可能會出現(xiàn)加載失效，故需在試驗(yàn)前需進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)－成本－效益分析。deBrito等[13]研制了一種針對混凝土橋梁的管理專家系統(tǒng)原型，其對結(jié)構(gòu)的評價(jià)采用可靠度理論，采用FORM（first－orderreliabilitymethods）方法進(jìn)行可靠性評估，根據(jù)最小可靠度指標(biāo)和失效概率確定結(jié)構(gòu)是否需要維修加固。Chou等[7][10][17][59-60]應(yīng)用模糊－可靠度方法進(jìn)行既有結(jié)構(gòu)的可靠性評估。Kong等[34-35]采用可靠度指標(biāo)關(guān)系迭代法評價(jià)整個結(jié)構(gòu)的可靠度指標(biāo)隨時間的變化。Enright等[15-16][51]用時變可靠度方法進(jìn)行結(jié)構(gòu)劣化過程分析。目前可靠度理論在橋梁技術(shù)狀態(tài)評估中的應(yīng)用尚處于初級階段，重點(diǎn)放在橋梁承載能力評估方面，對于構(gòu)件的失效評估能較好實(shí)現(xiàn)，但對于整體結(jié)構(gòu)的失效評估尚不成熟，對于結(jié)構(gòu)失效模式的確定也還有待進(jìn)一步研究。1.2.5橋梁結(jié)構(gòu)的鑒定評估橋梁結(jié)構(gòu)鑒定評估的目的是分析現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的安全可靠性和剩余使用壽命。橋梁病害損傷檢測分析是鑒定評估的基礎(chǔ)，鑒定評估是對橋梁進(jìn)行改造決策分析的前提。1.2.5.1結(jié)構(gòu)承載力評估評估現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的安全可靠性的核心問題是確定考慮結(jié)構(gòu)病害損傷后的結(jié)構(gòu)承載力。橋梁結(jié)構(gòu)的承載力評定通常采用以下三個途徑：（1）基于設(shè)計(jì)規(guī)范的方法在借用橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行評估時,一般需根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查信息對結(jié)構(gòu)抗力和（或）荷載效應(yīng)進(jìn)行修正?！豆放f橋承載能力鑒定方法》中對舊橋承載能力采用檢算系數(shù)Z1、Z2考慮。檢算系數(shù)Z1(≤1.1)，其數(shù)值按橋梁實(shí)際狀況（混凝土質(zhì)量、裂縫寬度、橋梁病害等）取定，使得承載能力檢算與橋梁條件有所聯(lián)系。不過，除了裂縫寬度外,對其他各因素的評定均是定性的?！豆放f橋承載能力鑒定方法》還規(guī)定,在某些情況下,可考慮采用荷載試驗(yàn)來進(jìn)行承載能力的檢算。:將通過荷載試驗(yàn)獲得的結(jié)構(gòu)校驗(yàn)系數(shù)換算成舊橋檢算系數(shù)Z2,并用其替代Z1。盡管與Z2的聯(lián)系表明了橋梁的承載能力與試驗(yàn)時結(jié)構(gòu)響應(yīng)的一般關(guān)系,但由于試驗(yàn)（尤其是破壞試驗(yàn)）資料有限和橋梁型式較多,這種關(guān)系是相當(dāng)粗糙的。任寶雙等[103-104]提出用鋼筋作用系數(shù)和鋼筋粘結(jié)系數(shù)考慮粘結(jié)破壞對在用鋼筋混凝土簡支梁橋的受彎承載力和受彎剛度的影響，同時結(jié)合現(xiàn)有設(shè)計(jì)規(guī)范給出了在用鋼筋混凝土簡支梁橋的受彎承載力和受彎剛度的估算方法。Taly[57][125]提出的承載能力評估方法的分析步驟。（2）荷載試驗(yàn)荷載試驗(yàn)法最大的優(yōu)點(diǎn)是直觀，橋梁能承受多大的荷載，用相應(yīng)的重量加載，看橋梁各結(jié)構(gòu)是否處于正常工作狀態(tài)。分靜載試驗(yàn)和動載試驗(yàn)。但由于荷載試驗(yàn)費(fèi)用昂貴，具有一定的破壞性，且有可能使?jié)撛诘牟『觿?。故除特別重要的橋梁外，最好能通過研究尋求出更好的方法來取代荷載試驗(yàn)[76][91]。3．理論計(jì)算分析評估方法在現(xiàn)場調(diào)查和病害檢測分析的基礎(chǔ)上，考慮結(jié)構(gòu)病害、損傷的影響，按現(xiàn)行規(guī)范計(jì)算結(jié)構(gòu)承載力是國內(nèi)采用的承載力評估的主要方法。按新修訂的<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>JTGD62-2003（以下簡稱<橋規(guī)JTGD62>）規(guī)定，構(gòu)件承載能力極限狀態(tài)的基本方程式為：（1-14）式中：——荷載效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值；——結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)；——混凝土強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；——鋼筋強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；——與結(jié)構(gòu)尺寸有關(guān)的計(jì)算參數(shù)；——結(jié)構(gòu)抗力函數(shù)。對橋梁中大量采用鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁橋，應(yīng)對跨中正截面抗彎承載力和距支點(diǎn)（此外h為梁高）和腹板寬度變化處的斜截面抗剪承載力進(jìn)行檢算。對于連續(xù)梁應(yīng)對跨中和中間支點(diǎn)處截面的正截面抗彎承載力進(jìn)行檢算，應(yīng)對支點(diǎn)橫隔板邊緣處和腹板寬度變化處的斜截抗剪承載力進(jìn)行檢算。正截面抗彎承載力和斜截面抗剪承載力檢算可按<橋規(guī)JTGD62>給出的有關(guān)公式計(jì)算。但在計(jì)算時應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)損傷的影響，注意以下幾點(diǎn)：（1）結(jié)構(gòu)尺寸及配筋應(yīng)參照結(jié)構(gòu)竣工圖，按實(shí)際結(jié)構(gòu)測繪確定。（2）車輛荷載內(nèi)力應(yīng)按新編<橋涵通用設(shè)計(jì)規(guī)范JTGD62-2003>規(guī)定的新荷載標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算。應(yīng)根據(jù)橋梁橫向連接的實(shí)際情況，選擇橫向分布系數(shù)計(jì)算方法：對于橋面板設(shè)有現(xiàn)澆段的裝配式T形梁橋，一般采用剛接梁法；對于采用混凝土鉸縫或焊接短鋼板連接的空心板或T形梁橋，一般采用鉸結(jié)板（梁）法。對于某些重要橋梁，亦可根據(jù)荷載試驗(yàn)結(jié)構(gòu)確定荷載橫向分布系數(shù)。（1-15）式中：——在試驗(yàn)荷載（合力R，偏心距e）作用下，第i片梁的荷載橫向分布系數(shù)；——在試驗(yàn)荷載作用下，第i片梁的跨中撓度；n——主梁的根數(shù)。（3）混凝土強(qiáng)度等級確定混凝土強(qiáng)度等級應(yīng)在綜合分析設(shè)計(jì)文件、施工材料檢測試驗(yàn)記錄和現(xiàn)場測試資料的基礎(chǔ)上確定?；炷翉?qiáng)度現(xiàn)場測試以回彈——超聲綜合法為宜。（4）裂縫對承載力的影響在一般情況下，受拉區(qū)的豎直裂縫，對正截面抗彎承載力影響不大。斜裂縫對混凝土的抗剪承載力有所降低。根據(jù)筆者的試驗(yàn)研究結(jié)果[6]，斜裂縫小于0.2mm者，混凝土與箍筋的綜合抗剪承載力應(yīng)乘以的降低系數(shù)；斜裂縫大于0.2mm者，混凝土和箍筋的綜合抗剪承載力應(yīng)乘以的降低系數(shù)；（5）鋼筋腐蝕對承載力的影響前已指出，當(dāng)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)順筋裂縫時，應(yīng)考慮鋼筋的腐蝕的影響：①腐蝕鋼筋截面損失率時，只考慮鋼筋截面積積損失；②腐蝕鋼筋截面損失率時，既要考慮鋼筋截面積積損失，又要考慮鋼筋屈服強(qiáng)度的降低；③腐蝕鋼筋截面損失率時，鋼筋與混凝土的粘著力減弱，尚應(yīng)考慮鋼筋與混凝土共同工作折減，將其承載力再乘以0.8~0.9的系數(shù)。在考慮上述結(jié)構(gòu)病害損傷的基礎(chǔ)上，按<橋規(guī)JTGD62>的有關(guān)公式，求得現(xiàn)有構(gòu)件所能承擔(dān)的正截面抗彎承載力和斜截面抗剪承載力，并將其與按擬提高的荷載等級計(jì)算的彎矩組合設(shè)計(jì)值和剪力組合設(shè)計(jì)值加以比較，則得：正截面抗彎承載力檢算系數(shù)（1-16）斜截面抗彎承載力檢算系數(shù)（1-17）若，說明正截面抗彎承載力可以滿足要求，若，說明正截面抗彎承載力不足，應(yīng)予補(bǔ)強(qiáng)加固。若，說明斜截面抗剪承載力可以滿足要求，若，說明斜截面抗彎承載力不足，應(yīng)予補(bǔ)強(qiáng)加固。1.2.5.2結(jié)構(gòu)剩余使用壽命的預(yù)測混凝土結(jié)構(gòu)的使用壽命是指結(jié)構(gòu)從開始使用到結(jié)構(gòu)達(dá)到破壞狀態(tài)為止的時間。剩余壽命則為結(jié)構(gòu)在當(dāng)前情況下，在不加維修或正常維修以及正常使用條件下，結(jié)構(gòu)可能繼續(xù)使用的年限。鋼筋腐蝕是影響混凝土結(jié)構(gòu)耐久性和使用壽命的重要因素，因此，一般將鋼筋腐蝕作為判斷混凝土結(jié)構(gòu)使用壽命終結(jié)的標(biāo)準(zhǔn)?；阡摻罡g的預(yù)測混凝土結(jié)構(gòu)剩余壽命的方法，可以把混凝土結(jié)構(gòu)使用壽命分以下幾個階段，見圖2。圖2結(jié)構(gòu)使用壽命示意圖①混凝土結(jié)構(gòu)保護(hù)層完全碳化，鋼筋脫鈍開始腐蝕的時間；②鋼筋進(jìn)一步腐蝕導(dǎo)致混凝土保護(hù)層脹裂的時間；③保護(hù)層脹裂，鋼筋腐蝕進(jìn)一步加劇，導(dǎo)致承載力降低到如不加處理，無法繼續(xù)使用的時間，即達(dá)到結(jié)構(gòu)使用壽命的標(biāo)準(zhǔn)。關(guān)于混凝土結(jié)構(gòu)耐久性終結(jié)標(biāo)準(zhǔn)目前國內(nèi)外尚無統(tǒng)一的說法。大致有以下三種情況：（1）以混凝土保護(hù)層出現(xiàn)順筋縱向裂縫為標(biāo)準(zhǔn)。（2）以縱向裂縫達(dá)到一定寬度和鋼筋腐蝕量為標(biāo)準(zhǔn)。（3）以混凝土保護(hù)層開裂，鋼筋與混凝土的粘著力喪失為標(biāo)準(zhǔn)。目前，多數(shù)研究者以縱向裂縫達(dá)到一定寬度做為耐久性終結(jié)的標(biāo)準(zhǔn)。但不同的研究者提出的裂縫寬度限制不同。應(yīng)該指出，在上述關(guān)于混凝土結(jié)構(gòu)使用壽命的分階段分析中，鋼筋開始腐蝕的時間的預(yù)測是較容易實(shí)現(xiàn)的。鋼筋開始腐蝕時間，可定義為混凝土保護(hù)層完全碳化的時間。從前面介紹的混凝土碳化深度與碳化時間關(guān)系式（1-1），可知，若結(jié)構(gòu)使用年后，測得的碳化深度為，即可求得混凝土保護(hù)層C完全碳化的時間：（1）式中：——為使用年后的實(shí)測碳化深度（mm）；C——為混凝土保護(hù)層厚度（mm）；但是，混凝土保護(hù)層脹裂的時間和縱向裂縫達(dá)到一定寬度的時間的確定，目前尚無用簡單的表達(dá)式做定量描述，它涉及到結(jié)構(gòu)的環(huán)境條件，混凝土的密實(shí)度，保護(hù)層厚度，鋼筋直徑、鋼筋類型等多種因素的綜合影響，有關(guān)鋼筋腐蝕脹力模型的研究，是很多學(xué)者正在研究的課題。目前，對在役結(jié)構(gòu)的耐久性評估和剩余壽命預(yù)測，大多還是依懶有經(jīng)驗(yàn)的工程技術(shù)人員作出經(jīng)驗(yàn)性評價(jià)和處理意見。1.2.6功能適應(yīng)性評價(jià)美國馬里蘭州將聯(lián)邦適應(yīng)性檢定系統(tǒng)與自己的橋面適用性檢定系統(tǒng)（RSRS）聯(lián)合起來，橋面適應(yīng)性檢定根據(jù)以下10個方面進(jìn)行評估；日平均交通量；繞道長度、道路功能等級、結(jié)構(gòu)位置、潛在區(qū)域開發(fā)、橋面氯化物含量、橋面中心樣品回收、橋面侵蝕百分率、在不進(jìn)行維修的情況下橋面壽命、橋梁結(jié)構(gòu)狀況【82】。孫立軍等[100][106][110]采用交通量V和橋梁通行能力C的比值的單調(diào)遞減函數(shù)表示橋梁車道寬度的適用性評價(jià)模型。2典型病害分析2.1鋼筋的銹蝕大量調(diào)查資料表明，當(dāng)鋼筋周圍混凝土的保護(hù)層完好時，銹蝕反應(yīng)由氧氣通過介質(zhì)擴(kuò)散的速度所控制，銹蝕時在鋼筋表面析出銹蝕的最終產(chǎn)物Fe(OH)2，F(xiàn)e(OH)2失水后形成銹層，其體積大約膨脹至原來的2.5~4.5倍，對周圍的混凝土產(chǎn)生擠壓力，使混凝土出現(xiàn)裂縫和引起剝落，造成鋼筋與混凝土之間粘結(jié)力破壞，鋼筋截面面積減少，構(gòu)件承載力降低，并隨著時間的推移，銹蝕會逐漸惡化，最終可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的完全破壞[20-21]。銹蝕裂縫開展情況如圖4.3所示。圖3鋼筋銹脹示意圖混凝土中的鋼筋銹蝕一般為電化學(xué)腐蝕。二氧化碳、氯離子等腐蝕介質(zhì)侵入時，混凝土的堿性降低或混凝土保護(hù)層開裂等都會造成全部或部分地破壞鋼筋表面的鈍化狀態(tài)，由于鋼材材質(zhì)和表面的非均勻性，在鋼筋表面的不同部位總會出現(xiàn)較大的電位差，形成陽極和陰極。因此，在潮濕環(huán)境下由于氧氣和水的參與，鋼筋就可以發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)：在陽極的反應(yīng)為（2）在陰極的反應(yīng)為（3）陰極、陽極生成的鐵離子和氫氧根離子結(jié)合生成氫氧化鐵：（4）在氧氣和水汽的共同作用下，由于上述電化學(xué)反應(yīng)，使鋼筋表面的鐵不斷失去電子而溶于水，從而逐漸被銹蝕，在鋼筋表面生成鐵銹，鐵銹體積膨脹，引起混凝土開裂。極限狀態(tài)銹蝕開始階段銹蝕發(fā)展銹蝕率極限狀態(tài)銹蝕開始階段銹蝕發(fā)展銹蝕率銹蝕破壞時間圖4鋼筋銹蝕過程示意圖影響鋼筋銹蝕的因素主要有：施工方法、橋齡、運(yùn)營荷載、設(shè)計(jì)、環(huán)境等。一般情況下新澆筑的混凝土由于含有一定的Ca(OH)2而呈堿性，在此環(huán)境下鋼筋處于鈍態(tài)而免遭銹蝕。但是當(dāng)氣相的或水溶的CO2與混凝土中的堿性物質(zhì)反應(yīng)，使堿性物質(zhì)轉(zhuǎn)化為pH較低的碳酸鹽CaCO3，即混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)生了碳化?；炷撂蓟Y(jié)果是降低了混凝土的高堿性，導(dǎo)致鈍化層（混凝土的高堿性使包裹在混凝土中的鋼筋表面形成鈍態(tài)氧化層）失穩(wěn)甚至失效，引起鋼筋銹蝕。既有橋梁預(yù)應(yīng)力力管道中存存在孔洞的的情況非常常普遍。在在文獻(xiàn)[66]的447座被檢測測的樣本橋橋梁中，有有40%以上都存存在灌漿孔孔洞，其中中20%以上存在在大的孔洞洞和露筋，且30%左右的大孔洞足以導(dǎo)致部分露筋。盡管單個的孔洞本身對橋梁不會有太大損害，但如果有氯化物通過錨具、伸縮縫和裂縫等薄弱環(huán)節(jié)滲入到預(yù)應(yīng)力筋（束），則會導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力筋（束）銹蝕開展。而且在被檢測的橋梁中，橋齡越長，則存在大孔洞的幾率就越大在上世紀(jì)五、六十年代修建的橋梁中，有50%左右的橋梁都存在大孔洞，在七十年代修建的橋梁中，這一比例為30%，而在八十年代以后修建的橋梁中，幾乎沒有明顯的孔洞。表1混凝土表觀病病變與鋼筋筋銹蝕病害害表觀病害病變形態(tài)產(chǎn)生原因銹蝕程度施工冷縫與構(gòu)件厚度、高高度垂直，表表面呈羽狀狀多孔混凝土澆注間歇歇時間超過過初凝時間間鋼筋可能銹蝕露筋鋼筋局部暴露鋼筋局部錯位或或局部無保保護(hù)層鋼筋銹蝕變形裂縫與主筋垂直的裂裂縫因超載、溫度變變化、地基基沉降所引引起鋼筋銹蝕（一般般局限于裂裂縫附近）疏松剝落混凝土表層大面面積疏松、剝剝落或露筋筋硫酸鹽腐蝕鋼筋銹蝕或嚴(yán)重重銹蝕空鼓層裂敲擊混凝土表面面有空鼓聲聲表層混凝土因鋼鋼銹內(nèi)部裂裂開分層；；表面蜂窩窩及空洞鋼筋銹蝕或鋼筋筋可能銹蝕蝕銹斑棕色點(diǎn)狀或塊狀狀銹斑混凝土密實(shí)性低低或鋼筋保保護(hù)層厚度度不足鋼筋銹蝕暴筋混凝土保護(hù)層沿沿鋼筋局部部脫落露筋筋鋼筋保護(hù)層過薄薄鋼筋銹蝕或嚴(yán)重重銹蝕順筋裂縫沿主筋、分布筋筋、箍筋位位置出現(xiàn)與與鋼筋平行行的裂縫混凝土密實(shí)性低低、鋼筋保保護(hù)層厚度度不足、鹽鹽污染或堿堿骨料反應(yīng)應(yīng)開裂鋼筋銹蝕或嚴(yán)重重銹蝕脹裂脫落混凝土保護(hù)層呈呈碎片狀脹脹裂、脫落落或露筋混凝土密實(shí)性低低或鋼筋保保護(hù)層厚度度不足鋼筋嚴(yán)重銹蝕結(jié)構(gòu)所處的位置置環(huán)境是一一個主要因因素，例如如，處在沿沿?；蚪?jīng)常常使用鹽化化冰凍的地地方的橋梁梁，其發(fā)生生銹蝕的幾幾率比干燥燥環(huán)境要高高得多。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)因素，如如結(jié)構(gòu)類型型，在使用用荷載作用用下是否允允許存在裂裂縫或拉應(yīng)應(yīng)力等，都都會對鋼筋筋銹蝕產(chǎn)生生直接或間間接的影響響。運(yùn)營荷載的影響響，特別當(dāng)當(dāng)運(yùn)營荷載載會引起裂裂縫反復(fù)開開合時會加加速結(jié)構(gòu)功功能退化，因因?yàn)榱芽p反反復(fù)開合使使有害物質(zhì)質(zhì)更容易進(jìn)進(jìn)入筋（束束），當(dāng)出出現(xiàn)超載時時這種情況況會更嚴(yán)重重。2.2混凝土的的碳化混凝土是以水泥泥砂漿為基基體，以骨骨料為加勁勁材料的復(fù)復(fù)合材料，水水泥砂漿體體的主要成成份CHS凝膠是一一種結(jié)晶不不完整的蜂蜂窩形或錯錯綜復(fù)雜的的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)構(gòu)，骨料與與水泥砂漿漿間有微孔孔隙、微裂裂紋，因而而混凝土材材料具有一一定的滲透透性。空氣氣中的二氧氧化碳擴(kuò)散散到中與水水作用生成成碳酸，碳碳酸與水泥泥水化過程程中產(chǎn)生的的Ca(OOH)2、Ca2SSiO4、Ca3((SiO44)2反應(yīng)生成CaCOO3，在自由由水的作用用下碳酸鈣鈣沉淀在混混凝土內(nèi)部部的孔穴中中，這就是是混凝土碳碳化。混凝凝土碳化的的結(jié)果使的的pH值降低，如如果堿損失失發(fā)生在鋼鋼筋附近，當(dāng)當(dāng)混凝土的的pH值小于11.5時，就能能引起鋼筋筋表面惰性性化鐵薄膜膜的破壞，在在空氣中的的水和氧的的作用下，還還可以引起起平行于鋼鋼筋的裂紋紋和的崩裂裂。碳化有有初始期和和傳播，在在初始期二二氧化碳滲滲透進(jìn)入混混凝土保護(hù)護(hù)層，最終終導(dǎo)致鋼筋筋表面惰性性薄膜的破破壞，在初初始期鋼筋筋銹蝕導(dǎo)致致保護(hù)層開開裂或崩裂裂?；炷恋奶蓟钌疃扰c水灰灰比有關(guān)，隨隨水灰比的的增加而碳碳化速度加加快，隨空空氣溫度和和空氣中二二氧化碳的的增加，混混凝土的碳碳化速度加加快?；炷恋奶蓟俣入S養(yǎng)養(yǎng)護(hù)時間的的增加而減減小。增加加單位混凝凝土中水泥泥的用量。會會提高混凝凝土的密實(shí)實(shí)度和抗?jié)B滲透性，可可以減小混混凝土的碳碳化速度。增增加保護(hù)層層的厚度，使使混凝土碳碳化到達(dá)鋼鋼筋表面的的時間增加加，也有利利于結(jié)構(gòu)抗抗碳化的能能力。2.3裂縫在鋼筋混凝土部部分橋梁中中預(yù)應(yīng)力允允許出現(xiàn)，甚甚至在全預(yù)預(yù)應(yīng)力橋梁梁中都有出出現(xiàn)裂紋的的可能。事事實(shí)上，在在混凝土橋橋梁診斷中中，遇到最最多的損傷傷是裂縫。裂裂縫出現(xiàn)以以后首先要要判斷裂縫縫的類型，是是否在允許許范圍內(nèi)，是是否要加固固或修復(fù)。更更重要的是是設(shè)計(jì)中要要預(yù)計(jì)到結(jié)結(jié)構(gòu)裂縫的的可能性和和危險(xiǎn)性，施施工中要預(yù)預(yù)計(jì)到工藝藝的可靠性性和可行性性。2.3.1橋梁梁裂縫分類類及診斷1、從安全性來分分類：1）正常的工作裂裂縫，這種種裂縫在設(shè)設(shè)計(jì)控制之之中，例如如，普通鋼鋼筋砼結(jié)構(gòu)構(gòu)受拉區(qū)下下列裂縫是是安全的。a、一般正常天氣氣條件下，荷荷載組合作作用下寬度度小于0..2mm的的裂縫，荷荷載組合Ⅱ、Ⅲ作用下寬寬度小于00.25mmm的裂縫縫。b、處于嚴(yán)重暴露露情況下，寬寬度小于00.1mmm的裂縫。2）超出以上范圍圍的裂縫居居于非不常常裂縫2、從力學(xué)機(jī)理來來分類1）彎曲裂縫；22）剪切裂裂縫；3）局部承承壓及伴隨隨的劈裂和和崩裂；4）拼接縫縫的分離和和擴(kuò)展；5）差動。這這是一種常常見而又常常常被忽略略的裂縫成成因，往往往是由于外外部約束或或內(nèi)部變形形反應(yīng)滯后后，造成的的一個混凝凝土裂縫，工工程中表現(xiàn)現(xiàn)在以下方方面：a、在老基礎(chǔ)或承承臺上澆筑筑長條混凝凝土，由于于老基礎(chǔ)的的約束作用用使新澆筑筑砼產(chǎn)生降降混和收縮縮的裂縫；；有時分層層澆筑的砼砼構(gòu)件也會會發(fā)現(xiàn)這種種裂縫；b、連續(xù)承臺上長長期存梁或或長期不拆拆模，由于于臺座或模模板約束了了砼的收縮縮和溫差變變化會導(dǎo)致致普通砼梁梁和未及時時張拉的預(yù)預(yù)應(yīng)力梁開開裂。c、先張預(yù)應(yīng)力砼砼梁張放次次序或速度度不當(dāng)，先先放松短束束，或過快快地放松全全部預(yù)應(yīng)力力鋼束，由由于臺座的的約束和梁梁體砼變形形反應(yīng)滯后后都可能造造成梁體砼砼開裂。d、懸臂澆筑筑時，掛籃籃合攏段的的澆筑，隨隨著砼澆筑筑過程，懸懸臂找度不不變化，下下部先澆的的砼產(chǎn)生裂裂縫，如果果沒有充分分考試掛籃籃拆除的反反作用力，會會使正變矩矩預(yù)應(yīng)力過過大，導(dǎo)致致上部砼裂裂縫。e、連續(xù)澆澆筑節(jié)段之之間的溫差差導(dǎo)致的裂裂縫。圖5鋼筋混凝凝土梁結(jié)構(gòu)構(gòu)裂縫3、從產(chǎn)生的時序序來分類：：1）早期裂縫。在在終凝之前前產(chǎn)生的裂裂縫，一般般在澆筑后后第二天才才能發(fā)現(xiàn)，主主要以有下下幾種：a、沉降縫，是塑塑性混凝土土沉降引起起的；b、早期（塑性）收收縮縫；cc、模殼變變形縫；dd、振動和和荷載縫2）強(qiáng)度或長期裂裂縫3）使用期裂縫，多多表現(xiàn)為累累積損傷。4、從產(chǎn)生根源上上來分類(1)荷載和變變位；(2)成橋內(nèi)力力；(3)溫度變化化；(4)材料時效效。例如收收縮、徐變變；(5)先天和和后天的截截面削弱。例例如：混凝凝土截面和和配筋不足足，或外界界因素造成成的破損。6）化學(xué)（物物理）作用用：鋼筋銹銹蝕，預(yù)應(yīng)應(yīng)力筋和錨錨頭銹蝕，混混凝土老化化，（酸堿堿）腐蝕。5、從客觀成因來來分類(1)先天裂縫縫。由于設(shè)設(shè)計(jì)不當(dāng)，不不可避免的的在結(jié)構(gòu)中中產(chǎn)生的裂裂縫。a、當(dāng)設(shè)計(jì)的混凝土土抗壓強(qiáng)度度不夠時，在在承壓應(yīng)力力大的部位位，由于出出現(xiàn)局部拉拉應(yīng)力，常常常導(dǎo)致產(chǎn)產(chǎn)生裂縫。b、當(dāng)外力（包括括沖擊力）超超過設(shè)計(jì)要要求時，由由于受拉區(qū)區(qū)域布筋不不夠，裂縫縫在（變彎彎）梁和板板等的受拉拉邊，垂直直地向中性性軸發(fā)展；；或者由于于主拉應(yīng)力力方向鋼筋筋不足，在在梁兩端（剪剪切）、支支座等處容容易產(chǎn)生裂裂縫，裂縫縫方向大致致接近45度，最大大寬度在中中性軸上。c、加固鋼筋和構(gòu)構(gòu)件截面面面積不足時時，常固扭扭曲或在局局部應(yīng)力作作用下，在在構(gòu)件較弱弱的部位產(chǎn)產(chǎn)生裂縫。(2)原生裂縫縫。由于施施工工藝不不當(dāng)，造成成的結(jié)構(gòu)中中原本可以以避免的裂裂縫。a、水泥質(zhì)量不好好，可能在在砼澆注后后產(chǎn)生不規(guī)規(guī)則裂縫b、骨料不好：11）當(dāng)骨料料含泥量過過大時，將將隨著砼干干燥，收縮縮，出現(xiàn)不不規(guī)則花紋紋狀裂縫；；2）當(dāng)骨料料是反應(yīng)性性或風(fēng)化骨骨料時，在在混凝土硬硬化后將出出現(xiàn)裂縫。裂裂縫往往以以骨料為中中心，在骨骨料周圍出出現(xiàn)，有時時也有帶固固錐形剝離離的。c、砼攪拌時間過過長，運(yùn)輸輸時間過長長，將會使使砼凝固速速度加快，在在整個結(jié)構(gòu)構(gòu)上產(chǎn)生細(xì)細(xì)裂縫。d、模板移動或鼓鼓出，將會會使砼在澆澆筑后不久久產(chǎn)生與模模板移動方方向平行的的裂縫。e、支架下沉，脫脫模過早，不不均勻下沉沉，也將會會使砼在澆澆筑后不久久產(chǎn)生裂縫縫。裂縫寬寬度比較大大，有的達(dá)達(dá)1~2mm。這類類裂縫往往往在支點(diǎn)等等處容易產(chǎn)產(chǎn)生。f、接頭部位處理得得不好，將將造成預(yù)制制混凝土構(gòu)構(gòu)件裝配時時的施工接接縫和現(xiàn)澆澆混凝土?xí)r時的新舊混混凝土建筑筑變成裂縫縫。由于安安裝時支座座設(shè)置工作作粗糙，使使支點(diǎn)處與與橋軸垂直直方向上形形成傾斜扭扭裂。g、養(yǎng)生不好，塑性性收縮狀態(tài)態(tài)將會在混混凝土表面面發(fā)生方向向不定的收收縮縫。這這類裂縫常常常出現(xiàn)在在混凝土剛剛澆筑之后后，裂縫深深度較淺，約約為鋼盤保保護(hù)層厚度度，特別在在風(fēng)大的天天氣，空氣氣干燥時澆澆筑的混凝凝土更容易易產(chǎn)生。h、在振搗不充分，或或析水多的的混凝土，斷斷面高度急急變的部位位，以及鋼鋼筋、導(dǎo)管管等的保護(hù)護(hù)層小的時時候，常因因混凝土的的沉降，導(dǎo)導(dǎo)致在混凝凝土剛澆筑筑之后產(chǎn)生生深度較淺淺的裂縫，通通常裂縫沿沿鋼筋或?qū)?dǎo)管方向產(chǎn)產(chǎn)生。由于于鋼筋沉降降小，周圍圍混凝土沉沉降大，所所以在鋼筋筋下面形成成空隙。i、大體積混凝土、使使用了早強(qiáng)強(qiáng)水泥的混混凝土，在在冬季養(yǎng)生生不夠時，常常因混凝土土的水化熱熱作用，在在澆筑后2~3天導(dǎo)致混混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)中產(chǎn)生裂裂縫，裂縫縫常以直線線等間距出出現(xiàn)。j、在新舊混凝土接接頭等處，沿沿著與接縫縫面的垂直直方向產(chǎn)生生裂縫。即即使按鉛直直方向，作作平面接頭頭面時，也也同樣產(chǎn)生生裂縫。k、水灰比大的混凝凝土，由于于干燥收縮縮，在齡期期2~3個月內(nèi)容容易產(chǎn)生裂裂縫。大體體積混凝土土也有在6~8個月內(nèi)產(chǎn)產(chǎn)生的。這類裂縫往往在在開口、角角隅等部位位容易產(chǎn)生生，特別是是當(dāng)澆筑斷斷面很薄，硬硬化后經(jīng)過過較長一段段時間，更更容易產(chǎn)生生由于約束束引起的收收縮裂縫。對對鋼架結(jié)構(gòu)構(gòu)等，如受受梁約束之之后澆筑橋橋面板，也也容易產(chǎn)生生水平方向向的裂縫。收收縮裂縫多多為貫通裂裂縫。3）后天裂縫。由由于正常使使用荷載造造成的累積積損傷裂縫縫，以及非非正常荷載載造成的突突發(fā)損傷裂裂縫。a、基礎(chǔ)未均勻下下沉，將使使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生生向下沉方方向傾斜裂裂入的裂縫縫。b、由于砼表面溫溫度變化，常常常導(dǎo)致構(gòu)構(gòu)件在受彎彎方向產(chǎn)生生垂直裂縫縫，或在懸懸臂梁鉸處處產(chǎn)生裂縫縫。c、由于通行時超超過設(shè)計(jì)荷荷載的重型型車輛，在在梁的受拉拉邊產(chǎn)生裂裂縫。2.4施工質(zhì)量量差在過去施工時由由于缺乏足足夠的實(shí)踐踐經(jīng)驗(yàn)，不不注意施工工質(zhì)量，不不按施工操操作規(guī)程辦辦事，加之施工工組織和管管理不善，不不僅大幅增增加了造價(jià)價(jià)，而且造造成了一定定的工程事事故和隱患患。湖北英山山楊柳大橋橋于1967年竣工通通車，并于于上世紀(jì)八八十年代進(jìn)進(jìn)行過一次次橋面系加加固處理，同同時還專門門成立了大大橋管理處處，負(fù)責(zé)大大橋的日常常維護(hù)工作作。但在該該橋的墩帽帽處發(fā)現(xiàn)大大面積蜂窩窩，墩身氣氣泡、麻面面現(xiàn)象非常常嚴(yán)重。很很顯然這是是由于當(dāng)時時施工中振振搗不到位位所致，且且在竣工驗(yàn)驗(yàn)收時沒有有按照有關(guān)關(guān)規(guī)程辦事事，對此類類明顯存在在的問題沒沒有及時予予以處理。另另外，在各各既有橋梁梁中混凝土土脫落、露露筋等病害害也時?？煽梢?，而裸裸露的鋼筋筋又由于銹銹蝕膨脹，使使鋼筋與混混凝土間的的粘結(jié)作用用破壞從而而使結(jié)構(gòu)物物的承載能能力整體下下降。2.5設(shè)計(jì)不合合理或存在在缺陷一方面由于過去去所選橋型型不盡合理理，在現(xiàn)階階段重交通通情況下出出現(xiàn)嚴(yán)重缺缺陷。過去去流行的雙雙曲拱橋大大部分是經(jīng)經(jīng)過正規(guī)的的設(shè)計(jì)和計(jì)計(jì)算的，截截面尺寸也也夠大，但但因?yàn)檫@種種橋型是逐逐步組合形形成的結(jié)構(gòu)構(gòu)，肋與波波、拱圈與與拱上建筑筑間僅靠砂砂漿聯(lián)結(jié)，整整體性沒有有足夠的保保證。且橫橫向一般采采用橫系梁梁或拉桿，作作用力在橫橫向的傳遞遞較差，橫橫向剛度沒沒有足夠的的保證。同同時，在結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)計(jì)算上的某某些假定也也是不盡完完善和合理理的。所以以，雙曲拱拱橋往往會會發(fā)生肋波波脫開、拱拱肋開裂、拱拱波縱向通通縫等常見見病害。另另一方面，由由于領(lǐng)導(dǎo)意意識較強(qiáng)，在在施工時任任意改變設(shè)設(shè)計(jì)，又未未經(jīng)計(jì)算，橋橋梁結(jié)構(gòu)強(qiáng)強(qiáng)度、剛度度、耐久性性和穩(wěn)定性性均無足夠夠保證。位位于湖北團(tuán)團(tuán)風(fēng)縣境內(nèi)內(nèi)的羅家溝溝橋，全長長8+3xx20+88m，兩側(cè)橋橋臺采用重重力式U型橋臺，剛剛性擴(kuò)大基基礎(chǔ)。由于于獲取地質(zhì)質(zhì)資料不足足等多方面面原因，所所采用基礎(chǔ)礎(chǔ)形式完全全不當(dāng)，在在施工時即即出現(xiàn)橋臺臺整體沉降降20cm以上的情情況，當(dāng)時時人為采取取加高臺身身的簡單方方法處理。隨隨著沉降的的不斷發(fā)展展，現(xiàn)在該該橋的整體體線形已完完全被破壞壞，邊跨與與中跨處折折線連接，跳跳車等病害害嚴(yán)重。2.6氯離子濃濃度混凝土中氯離子子的含量達(dá)達(dá)到一定濃濃度可誘發(fā)發(fā)并加速鋼鋼筋和混凝凝土的侵蝕蝕。1）對混凝土的腐腐蝕：MgCll2與混凝土土中的Ca生成的CaCll2能溶于水水，形成多多孔混凝土土；MgSOO4與混凝土土中的Ca(OOH)2生成CaSOO4，又與鋁鋁酸鈣生成成硫鋁酸鈣鈣——水泥桿菌菌，使混凝凝土膨脹破破壞；鹽分分子在混凝凝土毛細(xì)管管內(nèi)上升，不不斷結(jié)晶、聚聚集，脹裂裂混凝土。2）對鋼筋的腐蝕蝕：氯離子子破壞鈍化化層；氯離離子與鐵構(gòu)構(gòu)成腐蝕電電池，在鋼鋼筋表面形形成坑蝕；；氯離子與與鐵離子生生成FeCll2，再溶于于水轉(zhuǎn)換成成Fe(OOH)2，釋放出出氯離子，周周而復(fù)始，腐腐蝕鋼筋。2.7其它病害害調(diào)查還發(fā)現(xiàn)，既既有橋梁橋橋面系及附附屬構(gòu)造物物均存在不不同程度病病害，主要要有：橋面面瀝青層出出現(xiàn)隆包、剝剝離，車輛輛直接作用用于外露的的混凝土梁梁（板）；；伸縮縫被被泥沙填堵堵，縫兩側(cè)側(cè)梁體被車車輛撞損嚴(yán)嚴(yán)重，或者者梁體產(chǎn)生生較大縱向向位移，在在橋臺背墻墻處完全頂頂死；護(hù)欄欄出現(xiàn)滑移移、斷裂、脫脫落等。3橋梁改造加固方方案設(shè)計(jì)在對橋梁結(jié)構(gòu)病病害檢測分分析和鑒定定評估的基基礎(chǔ)上，根根據(jù)技術(shù)經(jīng)經(jīng)濟(jì)條件和和使用要求求，有針對對性地制定定加固方法法。3.1橋梁改造造加固方案案設(shè)計(jì)的原原則1．分清加固的性性質(zhì)根據(jù)橋梁病害檢檢測分析和和鑒定評估估結(jié)果，橋橋梁結(jié)構(gòu)加加固設(shè)計(jì)應(yīng)應(yīng)分為：承承載力加固固（強(qiáng)度加加固）、使使用功能加加固（剛度度加固）和和耐久性加加固等三種種情況。承載力加固是確確保結(jié)構(gòu)安安全工作的的基礎(chǔ)，是是橋梁改造造加固設(shè)計(jì)計(jì)的核心內(nèi)內(nèi)容，其內(nèi)內(nèi)容包括正正截面抗彎彎承載力加加固和斜截截面抗剪承承載力兩部部分。承載載力加固應(yīng)應(yīng)考慮分階階段受力的的特點(diǎn)，注注意新加補(bǔ)補(bǔ)強(qiáng)材料與與原結(jié)構(gòu)的的整體工作作。使用功能加固是是確保橋梁梁正常工作作的需要，主主要是對活活載變形或或振動過大大的構(gòu)件，加加大截面尺尺寸，增加加截面剛度度，以滿足足結(jié)構(gòu)使用用功能要求求。耐久性加固是指指對結(jié)構(gòu)損損傷部位進(jìn)進(jìn)行修復(fù)和和補(bǔ)強(qiáng)，以以阻止結(jié)構(gòu)構(gòu)損傷部分分的性能繼繼續(xù)惡化，消消除損傷隱隱患，提高高結(jié)構(gòu)的可可靠性，提提高結(jié)構(gòu)的的使用功能能，延長結(jié)結(jié)構(gòu)使用壽壽命。2．橋梁加固與加加寬設(shè)計(jì)相相結(jié)合在公路改造設(shè)計(jì)計(jì)中，很多多情況下橋橋梁加固和和加寬是同同時進(jìn)行的的。在加寬寬寬度不大大的情況下下，盡量將將加寬部分分與原橋連連為一體，使使新舊橋共共同工作，利利用新加寬寬部分，調(diào)調(diào)整原橋內(nèi)內(nèi)力，減輕輕原梁負(fù)擔(dān)擔(dān)，間接達(dá)達(dá)到加固補(bǔ)補(bǔ)強(qiáng)的目的的。3．注意各種加固固補(bǔ)強(qiáng)方法法的綜合應(yīng)應(yīng)用。橋梁加固補(bǔ)強(qiáng)的的方法很多多，但是基基本上可以以劃分為兩兩大類：第一類為改變結(jié)結(jié)構(gòu)體系，調(diào)調(diào)整結(jié)構(gòu)內(nèi)內(nèi)力、減輕輕原梁負(fù)擔(dān)擔(dān)。例如：：加斜撐減減少梁的跨跨度、簡支支梁改為連連續(xù)結(jié)構(gòu)、增增加縱梁數(shù)數(shù)目、調(diào)換換梁位、加加大新建邊邊梁，調(diào)整整橫向分布布系數(shù)，減減輕原梁負(fù)負(fù)擔(dān)等。第二類為加大截截面尺寸和和配筋，加加固薄弱構(gòu)構(gòu)件。例如如：粘貼鋼鋼板、加焊焊鋼筋，粘粘貼高強(qiáng)纖纖維復(fù)合材材料，體外外預(yù)應(yīng)力加加固。設(shè)計(jì)中應(yīng)注意各各種加固方方法的綜合合利用，通通過調(diào)整結(jié)結(jié)構(gòu)內(nèi)力，盡盡量的減輕輕原梁的負(fù)負(fù)擔(dān)，將加加固補(bǔ)強(qiáng)工工作量壓到到最少。3.2加固方案案簡介結(jié)構(gòu)的一般加固固方法：結(jié)結(jié)構(gòu)的加固固方法可以以分成兩大大類，即直直接加固法法和間接加加固法。3.2.1直直接加固法法直接加固法是通通過一些技技術(shù)措施，直直接提高構(gòu)構(gòu)件的承載載力和剛度度等，目前前常用的直直接加固法法有以下幾幾種。加大截面加固法法該方法可以用來來提高構(gòu)件件的抗彎、抗抗壓、抗剪剪、抗耐久久等能力，同同時也可以以用來修復(fù)復(fù)已經(jīng)損傷傷的混凝土土截面，提提高其耐久久性，可以以廣泛地用用于各種構(gòu)構(gòu)件的加固固。但是這這種加固方方法一般對對原有構(gòu)件件的尺寸有有一定程度度的增加，使使原有的使使用建筑空空間變小。外包鋼加固法外包鋼加加固可以大大幅度提高高構(gòu)件的抗抗壓和抗彎彎性能，由由于采用型型鋼材料，施施工周期相相對較短，占占用空間也也不大，比比較廣泛地地應(yīng)用于不不允許增大大截面尺寸寸，而又需需要較大幅幅度提高承承載力的軸軸心受壓和和小偏心受受壓構(gòu)件。外外包鋼加固固也可以用用于受彎構(gòu)構(gòu)件或大偏偏心受壓構(gòu)構(gòu)件的加固固，但宜采采用濕式外外包鋼加固固法。體外預(yù)應(yīng)力加固固法體外預(yù)應(yīng)力加固固法是采用用高強(qiáng)鋼筋筋或型鋼等等，在被加加固構(gòu)件體體外增設(shè)預(yù)預(yù)應(yīng)力拉桿桿或撐桿，其其拉桿加固固廣泛適用用于受彎構(gòu)構(gòu)件和受拉拉構(gòu)件的加加固，在提提高構(gòu)件承承載力的同同時，對提提高截面的的剛度、減減少原有構(gòu)構(gòu)件裂縫寬寬度和撓度度、提高加加固后構(gòu)件件截面的抗抗裂能力是是非常有效效的。外部粘貼加固法法外部粘貼貼加固法是是用粘結(jié)劑劑將鋼板或或纖維增強(qiáng)強(qiáng)復(fù)合材料料等粘貼到到構(gòu)件需要要加固的部部位上，以以提高構(gòu)件件的承載力力和剛度的的一種加固固方法。粘粘鋼加固法法是在構(gòu)件件表面用特特制的建筑筑結(jié)構(gòu)膠粘粘貼鋼板，以以提高結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)件承載載力的一種種加固方法法。纖維增增強(qiáng)復(fù)合材材料是把高高性能的纖纖維織物，如如玻璃纖維維、碳纖維維和阿拉米米德纖維等等，放置在在環(huán)氧樹脂脂等基材上上，經(jīng)膠合合凝固后形形成的。近近年來，已已有將短纖纖維加入混混凝土是制制成纖維混混凝土，將將絲制成棒棒狀代替鋼鋼筋，加工工成束或繩繩狀用于拉拉索，制作作預(yù)制板，用用于路面。在在結(jié)構(gòu)加固固方面，1984年，瑞士士國家實(shí)驗(yàn)驗(yàn)室首先開開始了外貼貼纖維復(fù)合合材料加固固的實(shí)驗(yàn)研研究。使用用其進(jìn)行加加固的優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)是：它具具有很高的的抗化學(xué)腐腐蝕能力和和支被加固固結(jié)構(gòu)的保保護(hù)能力，提提高了結(jié)構(gòu)構(gòu)耐久性；；材料強(qiáng)度度高，外貼貼加固用量量少(厚度小)等。輔助結(jié)構(gòu)加固法法輔助結(jié)構(gòu)加固法法是一種體體外加固方方法。它是是直接用設(shè)設(shè)置在被加加固構(gòu)件位位置處的型型鋼、鋼構(gòu)構(gòu)架或其他他預(yù)制構(gòu)件件(如樁等)分擔(dān)作用用在加固構(gòu)構(gòu)件上的荷荷載。該方方法適用于于原有構(gòu)件件損傷嚴(yán)重重，又需要要大幅度提提高承載力力和剛度的的構(gòu)件的加加固，也可可以用于地地基基礎(chǔ)的的加固。注漿加固法注漿加固法是采采用壓力，把把具有較好好粘接性能能的材料注注入被加固固構(gòu)件內(nèi)部部的空隙中中，以提高高被加固構(gòu)構(gòu)件的完整整性、密實(shí)實(shí)性，提高高材料的強(qiáng)強(qiáng)度。該方方法在混凝凝土或砌體體結(jié)構(gòu)的裂裂縫等內(nèi)部部缺陷的修修復(fù)加固，以以及地基加加固中廣泛泛應(yīng)用。3.2.2間接接加固法間接加固法是根根據(jù)原有結(jié)結(jié)構(gòu)體系的的客觀條件件，通過一一些技術(shù)措措施，改變變結(jié)構(gòu)傳力力途徑，減減少被加固固構(gòu)件的荷荷載效應(yīng)，目目前常用的的間接加固固法有以下下幾種。增設(shè)構(gòu)件加固法法增設(shè)支點(diǎn)加固法法增加結(jié)構(gòu)整體性性加固法由于整體結(jié)構(gòu)破破壞的概率率明顯小于于單個構(gòu)件件，因此在在不加固原原有構(gòu)件中中任一構(gòu)件件的情況下下，整體結(jié)結(jié)構(gòu)可靠度度提高了，達(dá)達(dá)到了結(jié)構(gòu)構(gòu)的目的。改變結(jié)構(gòu)剛度加加固法該方法一一般多用于于提高結(jié)構(gòu)構(gòu)抗水平作作用的能力力。卸載加固法表2維修加固方法匯匯總表維修加固方法適用性材料及工藝要點(diǎn)點(diǎn)注意事項(xiàng)截面增強(qiáng)法簡支T梁、空心板梁、箱箱梁等連續(xù)梁和連續(xù)剛剛構(gòu)的局部部材料：鋼筋、混混凝土、膨膨脹螺栓等等主要工藝：表面面鑿除、鋼鋼筋布設(shè)、立立模澆注、養(yǎng)養(yǎng)生施焊鋼筋時應(yīng)避避免燒傷原原有混凝土土；鋼筋定位應(yīng)準(zhǔn)確確；澆注混凝土應(yīng)濕濕潤；采用早強(qiáng)或膨脹脹混凝土；；必要時對腹板和和上托梁處處的新老混混凝土接觸觸面增設(shè)壓壓漿管壓漿漿粘貼加固法鋼板粘結(jié)加固法法原則上適用于任任何梁，但但從經(jīng)濟(jì)的的角度看，更更適用于不不希望增大大恒載和短短期要完成成加固的跨跨度較大的的連續(xù)結(jié)構(gòu)構(gòu)材料：鋼板、膨膨脹螺栓、環(huán)環(huán)氧樹脂粘粘結(jié)劑等主要工藝：混凝凝土表明磨磨平、鉆孔孔安裝膨脹脹螺栓、涂涂抹粘結(jié)劑劑、壓貼鋼鋼板、擰緊緊膨脹螺栓栓、粘結(jié)劑劑固化養(yǎng)生生、填塞縫縫隙、鋼板板涂漆鋼板應(yīng)平整；粘結(jié)劑按規(guī)定養(yǎng)養(yǎng)護(hù)；采用的鋼板應(yīng)比比計(jì)算需要要的鋼板厚厚些；鋼板的形狀和粘粘貼部位根根據(jù)需要確確定；作業(yè)中要防火、防防毒碳纖維粘結(jié)加固固法材料：碳纖維片片、環(huán)氧樹樹脂粘結(jié)劑劑等工藝：混凝土表表明處理、粘粘貼碳纖維維片、養(yǎng)護(hù)護(hù)、表面涂涂裝材料應(yīng)符合設(shè)計(jì)計(jì)要求；粘結(jié)劑應(yīng)根據(jù)不不同的溫、濕濕度決定配配比；混凝土表明處理理要精細(xì)；；避免出現(xiàn)空鼓，否否則必須處處理；粘結(jié)劑按規(guī)定養(yǎng)養(yǎng)護(hù)；作業(yè)中要防火、防防毒預(yù)應(yīng)力加固法預(yù)應(yīng)力度下降，撓撓度異常增增大，并預(yù)預(yù)留有孔道道或可加設(shè)設(shè)體外束的的預(yù)應(yīng)力梁梁；鋼筋混凝土梁材料：預(yù)應(yīng)力鋼鋼桿、鋼筋筋、鋼絲束束、鋼絞線線等對大跨度預(yù)應(yīng)力力連續(xù)梁和和連續(xù)剛構(gòu)構(gòu)，應(yīng)通過過實(shí)測撓度度和施工記記錄模擬反反算原有預(yù)預(yù)應(yīng)力的損損失情況，確確定新設(shè)預(yù)預(yù)應(yīng)力的布布置和張拉拉值。在張張拉時，除除做好梁的的撓度監(jiān)測測外，最好好在梁體貼貼片監(jiān)測其其應(yīng)力應(yīng)變變，指導(dǎo)施施工。采用體外預(yù)應(yīng)力力補(bǔ)強(qiáng)時，應(yīng)應(yīng)重視各著著力點(diǎn)的設(shè)設(shè)置，保證證其牢固可可靠、過渡渡圓順，并并采用嚴(yán)格格的防銹措措施；充分考慮預(yù)應(yīng)力力損失注漿法各類混凝土梁橋橋的裂縫修修補(bǔ)。裂縫寬度小于00.3mmm或表層裂裂縫采用表表面封閉；；縫寬0.3～0.55mm采用化學(xué)學(xué)灌漿封閉閉；大于0.5mm的裂裂縫采用鑿鑿槽嵌補(bǔ)法法修復(fù)材料：非受力產(chǎn)產(chǎn)生的裂縫縫，可采用用水泥漿封封閉；一般般用環(huán)氧樹樹脂和丙烯烯酸酯類（甲甲凝）等化化學(xué)材料。壓漿工藝：裂縫縫檢查及清清理；鉆孔孔埋嘴；嵌嵌縫止?jié){；；壓水（氣氣）試驗(yàn)；；壓力注漿漿；表面處處理及檢查查裂縫較大時采用用手壓泵注注漿；裂縫縫較細(xì)或灌灌漿量小時時采用注射射器注漿；；封閉應(yīng)嚴(yán)格；鑿槽嵌補(bǔ)時應(yīng)將將槽內(nèi)清除除干凈，用用水泥砂漿漿填補(bǔ)時槽槽內(nèi)應(yīng)濕潤潤，用環(huán)氧氧砂漿時槽槽內(nèi)應(yīng)干燥燥；作業(yè)中要防火、防防毒改變結(jié)構(gòu)體系加加固法臨時通過超載車車輛；橋下增加的設(shè)施施不影響交交通或泄洪洪材料：鋼筋、混混凝土、鋼鋼構(gòu)件等確定方案時應(yīng)充充分考慮當(dāng)當(dāng)前和今后后的橋下交交通。對結(jié)結(jié)構(gòu)體系改改變產(chǎn)生的的支點(diǎn)負(fù)彎彎矩應(yīng)認(rèn)真真驗(yàn)算并采采取措施；；采用加勁梁或疊疊合梁時應(yīng)應(yīng)合理簡化化受力模式式，應(yīng)分清清受力的主主次結(jié)構(gòu)3.3既有橋梁梁加固實(shí)例例井岡山大橋位于于江西省吉吉安市區(qū)東東北井岡山山大道東端端，跨越贛贛江，是江江西省南部部地區(qū)的重重要交通通通道，也是是通往革命命圣地井岡岡山的門戶戶。井岡山山大橋始建建于1969年，1970年10月交付使使用，設(shè)計(jì)計(jì)全長10900.26mm，設(shè)計(jì)荷荷載為汽車車－13級；拖車車－60；人群－3.5kkN/M22。上部構(gòu)構(gòu)造為16孔預(yù)應(yīng)力T型剛構(gòu)，孔孔徑組成為為48.113+144x71++48.113，T型剛構(gòu)的的懸臂長為為23.55m，鋼筋混混凝土掛梁梁跨徑為21m，T構(gòu)箱梁采采用單箱雙雙室變截面面設(shè)計(jì)；下下部結(jié)構(gòu)采采用柱式橋橋墩，沉井井基礎(chǔ)。由由于大橋交交通量增長長迅速，已已由建橋時時的400輛/日發(fā)展到1991年的4439輛/日，擁擠擠度已超過過設(shè)計(jì)通行行能力的2倍以上。根根據(jù)2002年《江西西省吉安市市井岡山大大橋結(jié)構(gòu)檢檢查與現(xiàn)狀狀評定報(bào)告告》，該橋橋病害較嚴(yán)嚴(yán)重，已危危及大橋的的運(yùn)營安全全，主要缺缺陷有：懸懸臂箱梁的的預(yù)應(yīng)力有有效值受到到一定的損損失；橋面面混凝土破破壞嚴(yán)重、各各掛梁跨中中部位明顯顯下沉，橋橋面成波浪浪形；人行行道梁懸臂臂支點(diǎn)部位位混凝土多多數(shù)存在碎碎裂脫落，人人行道板破破壞嚴(yán)重；；伸縮縫、支支座破壞嚴(yán)嚴(yán)重、梁體體裂縫較多多，掛梁腹腹板在跨中中產(chǎn)生豎向向裂縫，翼翼板在橫向向接縫處開開裂，T構(gòu)箱梁主主要在腹板板上緣開裂裂，為縱向向裂縫；兩兩岸橋臺變變形較大（向向前傾），溜溜坡及兩側(cè)側(cè)擋土墻破破壞較嚴(yán)重重。2002年8月月對大橋進(jìn)進(jìn)行維修加加固，加固固設(shè)計(jì)荷載載標(biāo)準(zhǔn)按汽汽車－15級、掛車車－80（與原設(shè)設(shè)計(jì)荷載相相當(dāng)）進(jìn)行行。針對該該橋的具體體病害情況況，加固分分為兩部分分：對橋梁梁病害部分分進(jìn)行維修修整治和對對橋梁的承承載能力進(jìn)進(jìn)行恢復(fù)。并并根據(jù)當(dāng)前前技術(shù)發(fā)展展，采用了了化學(xué)灌漿漿/碳纖維布布粘貼和體體外預(yù)應(yīng)力力加固等措措施。3.3.1橋梁梁病害的維維修整治設(shè)計(jì)布嘴圖清洗裂縫粘灌漿嘴封閉裂縫檢查裂縫封閉情況配漿灌漿效果檢查補(bǔ)漏氣處（1）對掛梁、箱梁梁的裂縫采采用化學(xué)灌灌漿，并按按裂縫寬度度分別處理理。工藝流流程見圖2，同時在在掛梁邊梁梁和T構(gòu)箱梁的的腹板部分分，當(dāng)裂縫縫寬度大于于0.2m設(shè)計(jì)布嘴圖清洗裂縫粘灌漿嘴封閉裂縫檢查裂縫封閉情況配漿灌漿效果檢查補(bǔ)漏氣處貼碳纖維布對裂裂縫進(jìn)行約約束處理。（2）鑿除原橋面鋪裝，全部重新澆筑40號鋼纖維混凝土（加筋），由于鋼纖維混凝土抗拉強(qiáng)度較高，并設(shè)有較強(qiáng)的鋼筋網(wǎng)，不僅耐磨，抗沖擊，而且對掛梁的橫向剛度有較大提高。（3）重新更換支座和伸縮縫。（4）對箱梁預(yù)應(yīng)力錨頭進(jìn)行防銹處理：在錨頭上掛鋼筋網(wǎng)，再澆筑15cm環(huán)氧樹脂混凝土封錨。（5）對原人行道、欄桿進(jìn)行全面的檢查、查明病害情況，對有問題的進(jìn)行維修整治。3.3.2恢復(fù)復(fù)橋梁的承承載能力部部分在主墩上部鑿開開孔洞，在在箱梁中采采用植筋技技術(shù)，設(shè)置置齒板，用用體外束（無無粘結(jié)束）對對箱梁進(jìn)行行加固。根根據(jù)計(jì)算，箱箱梁每室中中設(shè)置長、短短束各4束，全橋橋共計(jì)240束。張拉拉控制力10944KN，其中長長束采用可可調(diào)式體外外束錨具，用用來考慮結(jié)結(jié)構(gòu)性能的的不確定性性，以方便便調(diào)整索力力，短束采采用永久性性體外束錨錨具。體外外束布置如如圖3所示。圖7箱梁一室室體外預(yù)應(yīng)應(yīng)力束布置置示意圖（2）橋臺的加固采采用動態(tài)設(shè)設(shè)計(jì)的原則則，在臺后后加2根直徑1.2m的鉆孔灌灌注樁，再再澆筑承臺臺與原承臺臺連接。加固完畢后即進(jìn)進(jìn)行荷載試試驗(yàn)和檢查查評定，各各項(xiàng)指標(biāo)均均滿足相關(guān)關(guān)要求。并并于2004年7月缺陷責(zé)責(zé)任期滿后后進(jìn)行再次次檢測，該該橋的整體體性能仍完完好，說明明加固效果果理想。3.4混凝土受受彎構(gòu)件可可加固性分分析3.4.1各國國規(guī)范對比比分析“構(gòu)件的破壞可能能表現(xiàn)為脆脆性破壞或或延性破壞壞，脆性破破壞是設(shè)計(jì)計(jì)中所不期期望的，它它意味著構(gòu)構(gòu)件立刻喪喪失承載能能力。必要要的延性能能力是避免免脆性破壞壞的保證，其其特點(diǎn)是在在發(fā)生任何何承載能力力喪失之前前呈現(xiàn)出較較大的非彈彈性變形，提提供結(jié)構(gòu)失失效的警告告信號?！保ㄕgAASHHTO）ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Year>1998</Year><RecNum>295</RecNum><record><rec-number>295</rec-number><ref-typename="criterion">40</ref-type><contributors></contributors><titles><title>AASHTOLRFDBRIDGESPECIFICATIONS</title></titles><dates><year>1998</year></dates><pub-location>Washington</pub-location><publisher>AmericanAssociationofStateHighwayandTansportationofficials</publisher><isbn>1-56061-194-3</isbn><urls></urls></record></Cite></EndNote>[1544]?！氨匾难友有阅芰δ苣軌蚪档统谐休d能力對對混凝土材材料強(qiáng)度變變異性的敏敏感性，能能夠包容設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)算表表達(dá)式中可可能存在的的錯誤，以以及保證其其具有必要要的可靠性性?！保ㄕgACI3318-22002）ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>318</Author><Year>2002</Year><RecNum>296</RecNum><record><rec-number>296</rec-number><ref-typename="criterion">40</ref-type><contributors><authors><author>ACICommittee318</author></authors></contributors><titles><title>BUILDINGCODEREQUIREMENTSFORSTRUCTURALCONCRETE(ACI318-02)ANDCOMMENTARY(ACI318R-02)</title></titles><dates><year>2002</year></dates><pub-location>Helvetica</pub-location><urls></urls></record></Cite></EndNote>[1555]。各國規(guī)范中極少少有具體的的延性指標(biāo)標(biāo)規(guī)定，往往往都是通通過限制最最大相對受受壓區(qū)高度度、截面最最大配筋率率以及拉區(qū)區(qū)鋼筋最小小應(yīng)變等措措施來間接接的予以保保證：AASHTO規(guī)規(guī)范美國聯(lián)邦公路設(shè)設(shè)計(jì)規(guī)范1.3..2中規(guī)定，每每種極限狀狀態(tài)應(yīng)滿足足：、——荷載系數(shù)、荷載載效應(yīng)；——乘有系數(shù)的抗力力：；——＝>0.995，為關(guān)于于延性、超超靜定性和和重要性的的系數(shù)的乘乘積；規(guī)范1.3.3條例例對強(qiáng)度極極限狀態(tài)的的檢算中，有有關(guān)延性的的系數(shù)的規(guī)規(guī)定：＝1.05，用于于非延性的的構(gòu)件和連連接件；＝0.95，用于于采用額外外的措施提提高其延性性能力的構(gòu)構(gòu)件和連接接件；＝1.00，用于于符合規(guī)范范有關(guān)規(guī)定定的常規(guī)構(gòu)構(gòu)件；5.7.3.33.1條例規(guī)定定，對受彎彎構(gòu)件（包包括預(yù)應(yīng)力力和非預(yù)應(yīng)應(yīng)力兩種狀狀況），其其截面最大大配筋應(yīng)滿滿足：——混凝土受壓區(qū)高高度，中和和軸至混凝凝土最大受受壓邊緣的的距離；——截面有效高度，拉拉區(qū)縱筋中中心至混凝凝土最大受受壓邊緣的的距離；ACI318規(guī)規(guī)范ACI318--20022中10.33.3條例及其其說明規(guī)定定：受彎構(gòu)構(gòu)件的破壞壞形式分為為受拉控制制破壞和受受壓控制破破壞兩種，其其中受拉控控制破壞為為極限狀態(tài)態(tài)時拉區(qū)最最外層鋼筋筋凈應(yīng)變大大于等于0.0005（極限狀狀態(tài)以受壓壓區(qū)混凝土土最大應(yīng)變變達(dá)到0.0003），如REEF_RRe*MERGGEFORRMAT圖所示，鋼鋼筋凈應(yīng)變變是指除去去預(yù)應(yīng)力、松松弛以及蠕蠕變應(yīng)變的的應(yīng)變；受受壓控制破破壞的界限限為極限狀狀態(tài)時最外外層鋼筋小小于等于屈屈服應(yīng)變，對Grade60鋼筋（）和預(yù)應(yīng)力鋼筋則取0.002；在受拉控制破壞與受壓控制破壞兩者之間則為過渡狀態(tài)。ACI318--20022采用承載載力折減系系數(shù)來考慮慮不同破壞壞狀態(tài)的影影響，對不不同延性能能力的構(gòu)件件采用不同同的折減系系數(shù)，以實(shí)實(shí)現(xiàn)“延性不足足，強(qiáng)度來來補(bǔ)”的思想：：——承載能力折減系系數(shù)；——名義極限承載能能力；——基于系數(shù)組合的的承載力需需求；9.3.2條例例規(guī)定，由由受拉控制制破壞至受受壓控制破破壞狀態(tài)，折折減系數(shù)采采用線性過過渡，如RREF__Ref114509921400\**MERRGEFOORMATT圖9所示，其其中圖中虛虛線所示為為采用螺旋旋箍筋的情情況。圖8凈應(yīng)變示意圖圖9折減系數(shù)與凈應(yīng)變=0.0020.650.70螺旋箍筋0.90=0.005=0.6=0.375受壓控制受拉控制過渡區(qū)=0.004條例10.3.5圖8凈應(yīng)變示意圖圖9折減系數(shù)與凈應(yīng)變=0.0020.650.70螺旋箍筋0.90=0.005=0.6=0.375受壓控制受拉控制過渡區(qū)=0.004ACI440FF規(guī)范ACI440FF參照ACI3318附錄B中的有關(guān)關(guān)規(guī)定，定定義承載能能力折減系系數(shù)如下：：——最外層鋼筋極限限狀態(tài)時應(yīng)應(yīng)變；——鋼筋屈服應(yīng)變；；CHBDC第116章和DatDuthhinh（2004）加拿大公路設(shè)計(jì)計(jì)規(guī)范將FRP材料的應(yīng)應(yīng)用作為其其公路設(shè)計(jì)計(jì)規(guī)范中的的一個章節(jié)節(jié)——第16章，其中中對采用FRP加勁材料料的受彎結(jié)結(jié)構(gòu)給出了了新的規(guī)定定：極限狀狀態(tài)時（最最大混凝土土壓應(yīng)變?yōu)闉?.00035）截面混混凝土受壓壓區(qū)高度與與截面有效效高度的比比值應(yīng)在0.25～0.50之間，同同時根據(jù)Jaegger的研究成成果，提出出了一個新新的綜合性性指標(biāo)J以限制FRP的最大用用量，詳見見式4.6，并規(guī)定定對矩形截截面J指標(biāo)不得得小于4，T形截面J則不得小小于6。DatDutthinhh（2004）通過7片矩形截截面外貼CFRP加固的模模型梁試驗(yàn)驗(yàn)證實(shí)，對對于所有的的混凝土壓壓碎破壞狀狀態(tài)的梁其其J指標(biāo)均滿滿足規(guī)范要要求，而大大部分的發(fā)發(fā)生粘結(jié)剝剝離破壞的的梁則不滿滿足J指標(biāo)要求求，證實(shí)該該指標(biāo)用于于采用FRP加固的鋼鋼筋混凝土土構(gòu)件的延延性控制是是可行的。我國有關(guān)規(guī)范我國現(xiàn)行《公路路鋼筋混凝凝土及預(yù)應(yīng)應(yīng)力混凝土土橋梁設(shè)計(jì)計(jì)規(guī)范》JTGD62--20044限定截面面相對受壓壓區(qū)高度不不得超過平平衡破壞時時的界限相相對受壓區(qū)區(qū)高度，如如REF_Ref\*MEERGEFFORMAAT表5.1所示。我我國《碳FRP片材加固固混凝土結(jié)結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)規(guī)程》CEECS1446:20003則規(guī)規(guī)定采用CFRP加固的混混凝土構(gòu)件件截面相對對受壓區(qū)高高度不得超超過0.8。表5.SEQ表表5.\\*ARRABICC1JTGGD622-20004相對界限限受壓區(qū)高高度混凝土強(qiáng)度等級級鋼筋種類C50及以下C55,C600C65,C700C75,C800R2350.620.600.58－HRB3350.560.540.52－HRB400,,KL40000.530.510.49－鋼絞線,鋼絲0.400.380.360.35精軋螺紋鋼筋0.400.380.36－對上述各規(guī)范比比較可以看看出，AASHHTO規(guī)范對預(yù)預(yù)應(yīng)力和非非預(yù)應(yīng)力受受彎構(gòu)件給給出了相同同的受壓區(qū)區(qū)高度限值值；ACI331822002版中對鋼鋼筋混凝土土受彎構(gòu)件件規(guī)定拉區(qū)區(qū)鋼筋極限限狀態(tài)時凈凈拉應(yīng)變大大于等于0.0004，預(yù)應(yīng)力力混凝土受受彎構(gòu)件并并無限值，但但通過不同同的折減系系數(shù)考慮延延性能力隨隨受壓區(qū)高高度增加而而降低的影影響；ACI4440F則參考了ACI3318附錄B的規(guī)定，其其折減系數(shù)數(shù)的取值略略有不同；；加拿大規(guī)規(guī)范采用一一個綜合強(qiáng)強(qiáng)度和變形形能力因素素的綜合指指標(biāo)J，Muftti（1996）和Jaegger（1997）對這一一指標(biāo)的概概念進(jìn)行了了解釋，該該指標(biāo)可以以認(rèn)為是承承載能力極極限狀態(tài)與與壓區(qū)混凝凝土最大應(yīng)應(yīng)變達(dá)到比比例極限應(yīng)應(yīng)變（0.0001）時的狀狀態(tài)的能量量比。并且且，與其他他各規(guī)范不不同的是，該該指標(biāo)對矩矩形截面和和T形截面給給出了不同同的限值要要求；我國國規(guī)范《公公路鋼筋混混凝土及預(yù)預(yù)應(yīng)力混凝凝土橋梁設(shè)設(shè)計(jì)規(guī)范》JTGD62--20044以界限受受壓區(qū)高度度為配筋限限值；中國國工程建設(shè)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)《碳碳纖維布加加固修復(fù)混混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)技術(shù)規(guī)程程》CECCS1466:20003采用＝0.8。3.4.2可加加固性及其其兩個構(gòu)成成要素混凝土橋梁的可可加固性分分析實(shí)質(zhì)上上包含兩個個方面：一一方面是橋橋梁結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)件本身加加固的可行行性，因?yàn)闉椴皇撬杏械臉?gòu)件都都可以加固固，例如對對于梁高未未采用經(jīng)濟(jì)濟(jì)梁高，原原配筋率已已接近平衡衡配筋的既既有構(gòu)件，由由于壓區(qū)混混凝土剩余余強(qiáng)度空間間不足，若若一味采用用外貼加勁勁材料強(qiáng)行行加固，將將難以收到到預(yù)期的加加固效果，浪浪費(fèi)資金ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>張玉剛</Author><Year>2001</Year><RecNum>173</RecNum><record><rec-number>173</rec-number><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">張玉剛,孫寶俊</style></author></authors></contributors><titles><title><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">對一體外預(yù)應(yīng)力加固梁橋失敗的分析</style></title><secondary-title><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">南京建筑工程學(xué)院學(xué)報(bào)</style></secondary-title></titles><pages>71-75</pages><volume>58</volume><number>3</number><dates><year>2001</year></dates><image>2069135616對一體外預(yù)應(yīng)力加固梁橋失敗的分析.PDF</image><urls></urls></record></Cite></EndNote>[[158]]；另一是是加固方法法本身的有有效性，加加固方法應(yīng)應(yīng)能夠保證證其達(dá)到預(yù)預(yù)期的性能能目標(biāo)，同同時減少次次生影響。構(gòu)構(gòu)件的可加加固性和加加固方法的的可加固性性兩者之間間相互依賴賴，不可分分割，混凝凝土橋梁結(jié)結(jié)構(gòu)的可加加固性總是是針對既有有的加固方方法及其特特點(diǎn)而討論論的ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>李世緯</Author><Year>2005</Year><RecNum>286</RecNum><record><rec-number>286</rec-number><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">李世緯,徐邦凱</style></author></authors></contributors><titles><title><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">滬寧高速公路錫澄運(yùn)河大橋路段擴(kuò)建工程方案研究</style></title><secondary-title><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">中外公路</sttyle>></seeconddary--titlle><//titlles><<pagees>5--7<