橋梁加固原因

1、隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，交通量增大，載重等級發(fā)生變化。

2、早年設(shè)計的指導(dǎo)思想注重于材料的節(jié)省，安全度低，一般來說造成斷面單薄、安全儲備低，其中最典型的是雙拱橋。

3、橋梁耐久性差和年久老化，如磚拱橋。

4、修建的橋梁，因設(shè)計失當(dāng)或施工質(zhì)量差，也存在加固的問題。

規(guī)范加固設(shè)計計算基本假定

直接加筋類加固構(gòu)件特點(diǎn)是后加補(bǔ)強(qiáng)材料只承擔(dān)車輛荷載及后加荷載產(chǎn)生的內(nèi)力，與原結(jié)構(gòu)鋼筋相比，其應(yīng)變（應(yīng)力）相對滯后，一般情況下在極限狀態(tài)時，其應(yīng)力達(dá)不到抗拉強(qiáng)度設(shè)計值。

加固設(shè)計程序

特大橋、大橋或技術(shù)復(fù)雜橋梁應(yīng)根據(jù)橋梁技術(shù)狀況及承載能力評定結(jié)論，綜合考慮各種因素編制加固工可，按本條程序進(jìn)行加固設(shè)計；一般性橋梁可不做工可，但在初設(shè)中對橋梁主要承重部分的加固應(yīng)有不少于兩個方案比較，擇優(yōu)選推薦方案進(jìn)行施工圖設(shè)計。

橋梁加固常用方法

規(guī)范中相應(yīng)的構(gòu)件加固法

（一）主要加固結(jié)構(gòu)型式

在橋梁構(gòu)件采用增大截面法加固工程上，主要的結(jié)構(gòu)型式有：

1）受彎構(gòu)件

2）受壓構(gòu)件（軸壓、偏心受壓）

設(shè)計規(guī)范針對上述構(gòu)件的增大截面加固法制訂了條文，主要提出的要求為：

（1）加固計算的基本公式；

（2）相應(yīng)的新舊混凝土截面構(gòu)造要求等。

（二）混凝土受彎構(gòu)件加固設(shè)計計算

1）增大截面法加固混凝土受彎構(gòu)件分在截面受壓區(qū)和截面受拉區(qū)加固型式。

受彎構(gòu)件截面受壓區(qū)加固是以增加截面混凝土高度為主，但必須按要求配置構(gòu)造鋼筋；

受彎構(gòu)件受拉區(qū)加固是以增加補(bǔ)充受拉鋼筋為主，但必須增設(shè)混凝土厚，達(dá)到鋼筋混凝土保護(hù)層厚度的要求。

規(guī)范要求按JTG D62規(guī)范第8.1條組合式受彎構(gòu)件要求進(jìn)行設(shè)計計算。計算是按二階段受力計算。

*對加固前原梁和加固后組合式受彎構(gòu)件分別進(jìn)行正截面承載力、斜截面承載力計算；

*結(jié)合面抗剪計算；

*使用階段計算。

受彎構(gòu)件的抗彎承載力計算

正截面受彎承載力應(yīng)按下列公式計算

混凝土受壓區(qū)高度應(yīng)按下式確定

混凝土受壓區(qū)高度尚應(yīng)符合下列條件

新增縱向普通鋼筋拉應(yīng)變

截面應(yīng)變圖

斜截面抗剪承載力計算

新老混凝土結(jié)合計算

在受壓區(qū)增設(shè)現(xiàn)澆混凝土加厚層的梁，當(dāng)符合本規(guī)范第5.5.1條、第5.5.3條和第5.5.5條構(gòu)造要求時，原構(gòu)件與新增混凝土現(xiàn)澆層之間結(jié)合面的抗剪承載力按下式計算： 

在受壓區(qū)增設(shè)現(xiàn)澆混凝土加厚層的板，當(dāng)在新老混凝土的結(jié)合面上不配置抗剪鋼筋且符合本規(guī)范第5.5.5條的構(gòu)造時，其結(jié)合面抗剪承載力應(yīng)符合下列要求:

當(dāng)結(jié)合面符合本規(guī)范第5.5.3條的構(gòu)造要求，且同一豎向截面配置不少于  （以 計）的豎向結(jié)合鋼筋時，新老混凝土結(jié)合面抗剪承載力應(yīng)符合下列要求：

在受拉區(qū)采用增大截面加固的受彎梁，原構(gòu)件與新增混凝土現(xiàn)澆層之間結(jié)合面的抗剪承載力可按式（5.4.1）計算。

構(gòu)造要求

（1）新澆混凝土要求

     強(qiáng)度:宜比原結(jié)構(gòu)提高一級且不低于C25；

     厚度:板不小于100mm;梁和受壓構(gòu)件不小于150mm。

（2）新增鋼筋及布置

     受力鋼筋不小于12mm，不宜大于25mm;

     構(gòu)造筋不小于10mm。

（3）界面處理及植筋 

     原構(gòu)件表面應(yīng)鑿成凹凸差不小于6mm的粗糙面；

     種植相應(yīng)的鋼筋。

（一）粘貼鋼板加固法設(shè)計計算

通過對構(gòu)件采用結(jié)構(gòu)膠結(jié)劑粘貼鋼板一提高構(gòu)件承載力的方法。

這種方法從作用原理上屬于被動加固方法，因此，根據(jù)橋梁帶載加固的分階段受力，規(guī)范提供了受彎構(gòu)件、偏心受壓構(gòu)件、偏心受拉構(gòu)件加固計算公式，其計算原理與增大截面法相近。 

（二）構(gòu)造技術(shù)要求

1）采用直接涂膠粘貼的鋼板厚度不應(yīng)大于5mm；鋼板厚度大于5mm時，應(yīng)采用壓力注膠粘結(jié)。 

2）對鋼筋混凝土受彎構(gòu)件進(jìn)行正截面加固時，鋼板宜采用條帶粘貼，鋼板的寬厚比不應(yīng)大于50。

3）當(dāng)粘貼的鋼板延伸至支座邊緣仍不滿足本規(guī)范第6.2.5條延伸長度的要求時，應(yīng)采取下列錨固措施：

★ 對梁，應(yīng)在延伸長度范圍內(nèi)均勻設(shè)置U形箍，且應(yīng)在延伸長度的端部設(shè)置一道加強(qiáng)箍。

★ 對板，應(yīng)在延伸長度范圍內(nèi)通長設(shè)置垂直于受力鋼板方向的壓條。壓條應(yīng)在延伸長度范圍內(nèi)均勻布置，且應(yīng)在延伸長度的端部設(shè)置一道。

（一）加固設(shè)計計算

根據(jù)我國橋梁加固工程實(shí)踐與工程研究資料，規(guī)范強(qiáng)調(diào)了這種加固方法主要用于橋梁的受壓構(gòu)件加固。

雖然也適用于梁、板加固。但在設(shè)計計算方法上有不同處理。 

1）對受壓構(gòu)件，全長無間隔環(huán)向連續(xù)粘貼纖維復(fù)合材料提出了正截面承載力計算方法及延性加固計算方法。

2）對受彎構(gòu)件，仍認(rèn)為是屬于橋梁帶載加固的被動加固方法。因此，與粘貼鋼板法類似給出了考慮分階段受力的加固計算方法。

（二）構(gòu)造技術(shù)要求

1） 一般規(guī)定

（1）纖維復(fù)合材料宜粘貼成條帶狀，非圍束時板材不宜超過2層，布材不宜超過3層。

（2）對鋼筋混凝土柱進(jìn)行粘貼纖維復(fù)合材料加固時，條帶應(yīng)粘貼成環(huán)形箍，且纖維方向應(yīng)與柱的縱軸線垂直。

加固大偏心受壓構(gòu)件，可將纖維復(fù)合材料粘貼于構(gòu)件受拉區(qū)邊緣混凝土表面,纖維方向應(yīng)與柱的縱軸線方向一致。

加固受拉構(gòu)件，纖維方向應(yīng)與構(gòu)件受拉方向一致。

2）梁、和板加固

對梁、板進(jìn)行抗彎加固時，可在纖維復(fù)合材料兩端設(shè)置U型箍或橫向壓條。其切斷位置距其充分利用截面的距離不應(yīng)小于按下式計算得出的粘結(jié)長度

纖維復(fù)合材料的粘貼延伸長度

當(dāng)纖維復(fù)合材料延伸至支座邊緣仍不滿足粘結(jié)長度   的規(guī)定時，應(yīng)采取以下錨固措施：

一般規(guī)定（要求）

體外預(yù)應(yīng)力索應(yīng)具有防腐能力，且可更換

轉(zhuǎn)向裝置與梁體連接可靠，應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算

自由長度超過10m時應(yīng)設(shè)置定位裝置

結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度低于C25時不宜采用體外預(yù)應(yīng)加固。 

（一）主要加固構(gòu)造型式

連續(xù)梁的體外預(yù)應(yīng)力加固

簡支梁的體外預(yù)應(yīng)力加固

這種方法在目前是對鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土梁使用較多，因此規(guī)范針對體外預(yù)應(yīng)力加固梁提出設(shè)計計算方法和技術(shù)要求。

（二）加固體系結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

增設(shè)的預(yù)應(yīng)力鋼束與梁體混凝土之間無粘，同一截面內(nèi)的體外預(yù)應(yīng)力鋼束與混凝土之間變形不協(xié)調(diào)。

一般情況下加固梁達(dá)到承載力極限狀態(tài)時，體外預(yù)應(yīng)力筋的應(yīng)力達(dá)不到其強(qiáng)度設(shè)計值。

（三）體外預(yù)應(yīng)力加固梁的設(shè)計計算

轉(zhuǎn)向裝置宜采用鋼部件、現(xiàn)澆混凝土塊體或附加鋼錨箱結(jié)構(gòu)。

規(guī)范根據(jù)結(jié)國內(nèi)外相關(guān)試驗(yàn)研究資料，對轉(zhuǎn)向裝置的局部計算提出了相應(yīng)計算公式。

（一）加固原理

1）采用一定的技術(shù)措施改變原結(jié)構(gòu)受力體系，調(diào)整結(jié)構(gòu)內(nèi)力，降低控制截面內(nèi)力，進(jìn)而間接提高原結(jié)構(gòu)整體承載力的方法。

本質(zhì)上是通過改變原結(jié)構(gòu)受力體系，使控制截面的荷載作用效應(yīng)減小。

2）改變橋梁原結(jié)構(gòu)受力體系，一般是原橋上部結(jié)構(gòu)為靜定結(jié)構(gòu)變?yōu)槌o定結(jié)構(gòu)；超靜定次數(shù)少變化為超靜定次數(shù)多的結(jié)構(gòu)。

改變橋梁原結(jié)構(gòu)受力體系會使某些控制截面內(nèi)力降下來，但也會使某些截面內(nèi)力增大，或者支承反力發(fā)生變化，因而規(guī)范要求： 

（1）對需要采用改變體系法加固的橋梁，須進(jìn)行深入、細(xì)致的方案論證；

（2）采用改變結(jié)構(gòu)受力體系加固法，應(yīng)對新、舊整體結(jié)構(gòu)的各受力階段進(jìn)行驗(yàn)算；

（3）必要時綜合使用其他加固法做為加固補(bǔ)充；

（4）施工中應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)定的施工方法。 

（二）多跨簡支梁改變?yōu)檫B續(xù)梁

（1）降低車輛活載、人群以及二期恒載在原梁跨中截面的彎矩；但在原相鄰跨梁端出現(xiàn)負(fù)彎矩，同時支座反力發(fā)生變化；

（2）在墩頂梁段要增設(shè)預(yù)應(yīng)力鋼筋和普通鋼筋以抵抗負(fù)彎矩；

（3）墩頂梁段設(shè)置橫隔梁； 

（4）關(guān)于單支座與雙支座。

簡支梁連續(xù)梁標(biāo)準(zhǔn)圖式是將原墩頂兩排支座更換為單排支座，但是對某些情況下更換支座困難時，可保持原結(jié)構(gòu)支座形成雙支座。

但因簡支梁在墩頂上的兩排支座間矩a比較小，故在受力體系由簡支梁改為連續(xù)梁后，在自重作用可能會出現(xiàn)其中一排支座脫空，故應(yīng)對橋墩進(jìn)行驗(yàn)算。

來源：路橋工程設(shè)計

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