公路桥梁加固设计规范 宣贯及技术培训讲座

1、会计学1公路桥梁加固设计规范公路桥梁加固设计规范 宣贯及技术培训宣贯及技术培训讲座讲座第1页/共104页一一1 1 总则：总则： 原原 则则安全适用；技术可靠，经久耐用；安全适用；技术可靠，经久耐用； 经济合理；保护环境。经济合理；保护环境。目目 的的恢复使用功能；提高承载力；恢复使用功能；提高承载力； 增强安全耐久性；适应地震性能。增强安全耐久性；适应地震性能。决决 策策依病害程度及使用功能要求，在检测，依病害程度及使用功能要求，在检测， 评定的基础上，进行社会、经济、技术比较。评定的基础上，进行社会、经济、技术比较。 社会性：具有时代标志，列入文物、社会性：具有时代标志，列入文物、 地域象

2、征等；地域象征等； 经济性：加固投入资金经济性：加固投入资金/ /加固后使用年限；加固后使用年限； 技术性：加固设计及施工的可靠性，技术性：加固设计及施工的可靠性， 技术难度及实现的程度；技术难度及实现的程度； 设计内容第2页/共104页安全系数，考虑原构件的损伤折减，依次安全系数，考虑原构件的损伤折减，依次进行施工阶段验算；进行施工阶段验算；设设计计内内容容第3页/共104页第4页/共104页即受压区应力图式成矩形。如果原结构材即受压区应力图式成矩形。如果原结构材料的应力使用过高，会使原结构遭达到破料的应力使用过高，会使原结构遭达到破坏，由组合截面新增材料需承受全部外载坏，由组合截面新增材料

3、需承受全部外载时，则有必要考虑加固的经济性。时，则有必要考虑加固的经济性。cdfsdfcdfsdf cu第5页/共104页抗剪加固新增材料后，设计亦应考虑抗剪加固新增材料后，设计亦应考虑分阶段受力的特点。分阶段受力的特点。sdf第6页/共104页构构件件加加固固方方法法5 5 增大截面加固法增大截面加固法6 6 粘贴钢板加固法粘贴钢板加固法7 7 粘贴纤维复合材料加固法粘贴纤维复合材料加固法8 8 体外预应力加固法体外预应力加固法9 9 改变体系加固法改变体系加固法 设计内容第7页/共104页增大截面加固法 第8页/共104页增大截面加固法 第9页/共104页2222111112()2hoss

4、dshvsxEsfxEcdfsdf2s2s1sdf增大截面加固法 第10页/共104页2222111112()2hossdshvsxEsfxE1s0102hh1s2sdf增大截面加固法 第11页/共104页增大 ，即新增钢筋离开中性轴较远 ；减小 ，卸载加固（ 减小）； 加大新增钢筋面积，在应变一定的情况下提高承拉力 ；给新增钢筋施加预拉应力 ， 使其与原钢筋同时达到设计值 。如果要提高加固构件承载力如果要提高加固构件承载力 02h02h02h02h1s1dM22ssdsyf增大截面加固法 第12页/共104页增大截面加固法 第13页/共104页增大截面加固法 第14页/共104页110210

5、22)()(xxhxxhccus（5.2.6-1） 是由图是由图5.2.65.2.6所示的几何关系求得。但是，依截面所示的几何关系求得。但是，依截面应变值应变值 求求 时，截面应变并非线性分布，其求法值时，截面应变并非线性分布，其求法值得讨论。得讨论。2scu2s增大截面加固法 第15页/共104页00065. 01045. 3/4 .22/4codEf00094. 01045. 3/4 .32/4cckEf 材料在标准强度以内时，基本上能处于弹性阶段，材料在标准强度以内时，基本上能处于弹性阶段，可以利用平截面假定。可以利用平截面假定。 采用采用 极限压应变时，材料已进入塑极限压应变时，材料已

6、进入塑性阶段，其应力虽不再增长，但时，弹性模量性阶段，其应力虽不再增长，但时，弹性模量 值值的下降，的下降， 增长很快，呈曲线变化！增长很快，呈曲线变化！50C0033. 0cucEc增大截面加固法 第16页/共104页增大截面加固法 第17页/共104页 式中受压区边缘采用式中受压区边缘采用 ，依直线推求，依直线推求 ，显然扩大了显然扩大了10.510.54.54.5倍。倍。cdfEcc0.0033cu2s增大截面加固法 第18页/共104页2sc增大截面加固法 第19页/共104页时，无需采用组合值，并且不能含时，无需采用组合值，并且不能含施工荷载值。施工荷载值。c0.0033cu2s1s

7、df1dM1c增大截面加固法 第20页/共104页202221110112()2sssdssEhxfEhx2s1cdf1sdf1ho1X1sE2oh2X2sE增大截面加固法 第21页/共104页202221110112()2sssdssEhxfEhx2sE1sE11()sdsf112222xhoxho 第22页/共104页讨论讨论： 控制量采用应变控制量采用应变 时，结构的材料已进时，结构的材料已进入弹塑性阶段。因为混凝土应变能保持线性变化的入弹塑性阶段。因为混凝土应变能保持线性变化的范围大约在范围大约在 左右。左右。2c2s0.002cu0.002cu0.0006c增大截面加固法 第23页/

8、共104页即 22111()cccdccEfE22111()cscdccEfE2c2s增大截面加固法 第24页/共104页2cdf1cdf2sdf 1sdf 1sdf 增大截面加固法 第25页/共104页1c1s增大截面加固法 第26页/共104页1112cccdcEf或或1112sssdsEf （受拉）（受拉）222222cccscsEE222sssE222sssE则则或或 （受拉受拉）增大截面加固法 对于偏心受压构件，再计入所求应力点在截面中的位置对于偏心受压构件，再计入所求应力点在截面中的位置影响系数。影响系数。第27页/共104页0111(1)scashExh c222()oscush

9、xxh c增大截面加固法 第28页/共104页依受压较大边应变 为控制，由平截面变形的直线关系求未知量。当截面应变进入塑性状态后，截面变形不再保持平截面变形，因而本身几何关系不成立；在材料进入弹塑性或塑性之后，受压区应力图形从三角形趋向于矩形。而中性轴到受压侧边缘高度的折算为受压区高度采用系数：取 0.5时为三角形应力图式（线性分布）；取1.0时全部为矩形应力图式（全塑性分布）；采用=0.8，则表明为弹塑性阶段（非线性分布），依此求得的中性轴位置（x/）为非线性时的位置。 讨论讨论 534534536536条在条文说明中图条在条文说明中图5-15-1、图、图5-25-2是是按直线应变图式求按直

10、线应变图式求 、 是否妥当可以考虑是否妥当可以考虑？2s2s增大截面加固法 第29页/共104页骨料咬合作用力。即界面上凹凸不平的部分产生和咬合力；摩擦作用力。即结合面滑动时，界面上产生磨擦作用力； 钢筋的暗销作用力。 123542 542 在受压区增加混凝土增大截面加固时，新老混凝土在受压区增加混凝土增大截面加固时，新老混凝土共同工作是靠结合面的抗剪来保证的。共同工作是靠结合面的抗剪来保证的。增大截面加固法 第30页/共104页222sssE 00.45 aaV VMPbho（542-1） 对于结合面设置暗销锚固钢筋时，同一竖向截面配置对于结合面设置暗销锚固钢筋时，同一竖向截面配置不少于不少

11、于 的结合钢筋时，结合面抗剪承载力的结合钢筋时，结合面抗剪承载力应符合：应符合：02 aaV VMPbho（542-2） )(3 . 02mmfbSsav增大截面加固法 第31页/共104页111()()cucsphxhxxx（6.2.3-1） 是按平截面假定确定钢板的拉应变是按平截面假定确定钢板的拉应变 。spsp粘贴钢板加固法 第32页/共104页0033. 0cu8 . 0/xxsA1sdf粘贴钢板加固法 第33页/共104页11102()2spdspsdocrciEMhxfhxIEhx1sdfsp11cdcf粘贴钢板加固法 第34页/共104页复核受拉区钢筋应力复核受拉区钢筋应力：10

12、11sdcdsfxxhfxxhfccdsp)(111111spcdchxhxfxxcdfsp1xx 1s粘贴钢板加固法 第35页/共104页模下降，模下降， 应力停滞。当混凝土的应变达到应力停滞。当混凝土的应变达到之前，外贴钢板的应变之前，外贴钢板的应变同步增长，其应力能够达到同步增长，其应力能够达到值。值。1cdfsdf 1cdfsdf 0033. 0cuspf 粘贴钢板加固法 第36页/共104页51950.000932.1 10sdsfE52800.00142.1 10sdsfEcu粘贴钢板加固法 第37页/共104页) 1(0 xEhscuscus粘贴钢板加固法 第38页/共104页1

13、pxxcuhspspcu粘贴钢板加固法 第39页/共104页111220()()()2odcdosdssdssspspshN efbh hfAfAhaf A a粘贴钢板加固法 第40页/共104页对受压较大边普通钢筋合力点取矩，图示对受压较大边普通钢筋合力点取矩，图示 粘贴钢板加固法 第41页/共104页0102200()()2acdsssspspspspshN efbh hAhaAhf A a 2ssp,e2s22sdsf11ssdAf 0hAspsp粘贴钢板加固法 第42页/共104页11assNA E1aNaN粘贴钢板加固法 第43页/共104页使用在截面应力近似于矩形的弹塑性阶段，使用

14、在截面应力近似于矩形的弹塑性阶段，此时截面应力、应变并非直线分布状态。此时截面应力、应变并非直线分布状态。spspccuspEfxxhxxh111)()(cu粘贴钢板加固法 第44页/共104页1 010()spaspsdcxEN e xhxfIEshx粘贴钢板加固法 第45页/共104页后的构件依变形协调条件分配后续荷载，后的构件依变形协调条件分配后续荷载，纤维材料面积纤维材料面积小，如果弹模不高时，其刚度就更低，难小，如果弹模不高时，其刚度就更低，难以承担后加荷载。以承担后加荷载。粘贴纤维复合加固法 第46页/共104页了受压柱体的延性，对结构抗震大有好处。了受压柱体的延性，对结构抗震大有

15、好处。粘贴纤维复合加固法 第47页/共104页粘贴纤维复合加固法 第48页/共104页强度时的相应应变值来控制。并且在设计强强度时的相应应变值来控制。并且在设计强度范围以内材料的弹性模量近似直线，应力、度范围以内材料的弹性模量近似直线，应力、应变关系成线性变化。应变关系成线性变化。f0033. 0cu粘贴纤维复合加固法 第49页/共104页（即（即）取）取 = 1 = 1。因而：因而：)(1sssdfEfnnxhxh0sfsssdfffEEEfE)(11c1shas05. 0粘贴纤维复合加固法 第50页/共104页1snncdfxxhEcf11011xxhcsfffE （ 加固前受压区高度）加

16、固前受压区高度）1cnx1x粘贴纤维复合加固法 第51页/共104页力筋达不到材料强度设计值。力筋达不到材料强度设计值。体外预应力加固法 第52页/共104页体外预应力加固法 第53页/共104页 抗性标准设计值；抗性标准设计值；100pepupypufpuMPapepyf体外预应力加固法 第54页/共104页体外预应力加固法 第55页/共104页00()2dcdxr Mf b x h0()sdssf A ha体外预应力加固法 00()2dcdxr Mf b x h第56页/共104页pbAepube体外预应力加固法 第57页/共104页. .1c2c4c5c体外预应力加固法 第58页/共10

17、4页体外预应力加固法 3）抗裂性验算 1）正截面抗裂性验算 2）斜截面抗裂性验算 3）转向装置与原结构结合面的裂缝宽度验算 4）B类构件，正常使用极限状态下的裂缝宽度验算 4）正常使用极限状态下的挠度计算第59页/共104页为了满足受力分析要求，便于施工，为了满足受力分析要求，便于施工，弥补意外荷载发生，以已往积累的经验在弥补意外荷载发生，以已往积累的经验在构造上作出诸多要求。构造上作出诸多要求。体外预应力加固法 第60页/共104页 2 2多孔简支梁将墩顶断缝给予弥合，多孔简支梁将墩顶断缝给予弥合，变成连续梁桥。变成连续梁桥。 3 3连续梁桥进行墩梁固结，成为连续连续梁桥进行墩梁固结，成为连

18、续刚构桥。刚构桥。改变结构体系加固法 第61页/共104页 9 9中承式、下承式拱桥增加系杆承受推中承式、下承式拱桥增加系杆承受推力，成为无推力或少推力的系杆拱桥。力，成为无推力或少推力的系杆拱桥。改变结构体系加固法 第62页/共104页构分析带来了各式各样，各不相同的改变。构分析带来了各式各样，各不相同的改变。需要一一调查清楚，并且通过试验来确定需要一一调查清楚，并且通过试验来确定设计参数的取值，建立可靠地分析模型。设计参数的取值，建立可靠地分析模型。改变结构体系加固法 第63页/共104页不断跟踪分不断跟踪分析。析。改变结构体系加固法 第64页/共104页改变结构体系加固法 第65页/共1

19、04页 总之，改变结构体系加固桥梁的技术难度大，风总之，改变结构体系加固桥梁的技术难度大，风 险性高，要求的技术能力，操作水平远远超过新桥建险性高，要求的技术能力，操作水平远远超过新桥建设。设。改变结构体系加固法 第66页/共104页技术条件：设计、施工投入到第一线的技术力量和人员素质 自然条件：方案对水文、地形、地质、气温风雪、海潮等自然条件的适应和利用程度 人文、社会条件：交通管制状况，群众对桥型的认可程度，当地风裕习惯，原桥形式的社会地位、标志等 经济性：加固后的使用年限、社会影响的大小与投入资金的比率 在确定所采用的构结形式时，必须要作多方案选择，结合以下条件确定在确定所采用的构结形式

20、时，必须要作多方案选择，结合以下条件确定 02h02h02h改变结构体系加固法 第67页/共104页 改变结构体系加固法某桥实例（一）某桥实例（一）第68页/共104页 改变结构体系加固法某桥实例（一）第69页/共104页 改变结构体系加固法某桥实例某桥实例(二二)第70页/共104页 改变结构体系加固法某桥实例某桥实例(二二)第71页/共104页 改变结构体系加固法第72页/共104页 改变结构体系加固法第73页/共104页 改变结构体系加固法第74页/共104页 改变结构体系加固法第75页/共104页 改变结构体系加固法第76页/共104页 改变结构体系加固法第77页/共104页 改变结构

21、体系加固法第78页/共104页 改变结构体系加固法第79页/共104页 改变结构体系加固法第80页/共104页 改变结构体系加固法第81页/共104页 某桥实例一加固之后第82页/共104页 某桥实例一加固之后第83页/共104页 某桥实例一加固之后第84页/共104页 某桥实例三 病害第85页/共104页 某桥实例三病害第86页/共104页 某桥实例三病害第87页/共104页 某桥实例三病害第88页/共104页 某桥实例三病害第89页/共104页 某桥实例三病害第90页/共104页 某桥实例四第91页/共104页 某桥实例四第92页/共104页般性规定。般性规定。 ( (二二) )加固方法加固方法各章针对具体桥型均提出了较为成熟各章针对具体桥型均提出了较为成熟地加固方法。但地加固方法。但是，介于桥梁加固的多样性、灵活性以是，介于桥梁加固的多样性、灵活性以及综合程度，而及综合程度，而不能仅限于所列范畴。需要多方面综合不能仅限于所列范畴。需要多方面综合考虑来确定。考虑来确定。第93页/共104页 4 4）结构局部构造计算。如牛腿、齿板、）结构局部构造计算。如牛腿、齿板、转向装置、面部转向装