公路旧桥加固成套技术研究

公路路旧旧桥桥加加固固成成套套技技术术研研究究交通通部部公公路路科科学学研研究究院院（北北京京公公科科固固桥桥技技术术有有限限公公司司））张劲劲泉泉魏魏洪洪昌昌公路路旧旧桥桥加加固固成成套套技技术术研研究究0桥梁梁维维修修处处治治现现状状1加固固的的基基本本原原则则与与加加固固程程序序2加固固设设计计方方案案的的比比选选原原则则与与要要求求3桥梁梁加加固固技技术术经经济济指指标标论论证证分分析析方方法法与与确确定定原原则则4加固固效效果果评评价价方方法法5加固固设设计计方方法法加固固工工程程实实例例其它它桥桥梁梁加加固固工工程程实实例例照照片片0桥梁梁维维修修处处治治现现状状1桥梁梁检检测测(1)检测测资资质质的的要要求求(2)检测测人人员员的的培培训训(3)检测测质质量量的的控控制制(4)基于于检检测测结结果果的的桥桥梁梁现现状状评评价价(5)检测测报报告告的的评评审审(6)检测费费用的的报价价0桥梁维维修处处治现现状2桥梁加固设设计(1)设计资资质的的要求求(2)设计质质量的的保证证(预审查查制和和风险险评估估制)(3)设计方方案的的评审审3桥梁加固施施工(1)加固施施工投投标(2)施工质质量的的控制制探讨:交钥匙匙方式式是值值得借借鉴的的，即即对需需要加加固的的桥梁梁，进进行桥桥梁检检测评评定、、加固固设计计及加加固工工程一一体化化招标标.1加固的的基本本原则则与加加固程程序1.1加固的的基本本原则则(1)加固设设计的的要求求、内内容及及范围围(2)加固后后的桥桥梁结结构整整体寿寿命(3)加固设设计应应与施施工方方法紧紧密结结合(4)加固设设计方方案(5)加固设设计与与原结结构的的关系系(6)加固设设计应应按下下列原原则进进行承承载力力验算算(7)加固施施工对对环境境的影影响(8)加固施施工对对新发发现缺缺陷的的处理理(9)加固施施工中中的安安全措措施1加固的的基本本原则则与加加固程程序(6)加固设设计应应按下下列原原则进进行承承载力力验算算①结构的的计算算应根根据加加固后后结构构的实实际应应力情情况和实实际的的边界界条件件进行行。②结构的的计算算截面面积，，保留留的构构件采采用基基于检检测结果果的计计算截截面积积，新新增构构件采采用实实际有有效截面面积，，并考考虑结结构在在加固固后的的实际际受力力程度及及加固固部分分的应应变滞滞后特特点，，以及及加固固部分与与原结结构协协同工工作的的程度度。③加固后后使构构件重重量增增大时时，应应对被被加固固的相相关构件件及基基础进进行验验算。。1加固的的基本本原则则与加加固程程序1.2加固工工作程程序桥梁现现状评评价加固工工程可可行性性研究究报告告加固工工程施施工图图设计计加固工工程施施工、、监理理招标标施工组组织设设计施工验收1加固的的基本本原则则与加加固程程序(1)桥梁现现状评评价使用功功能评评价：①技术标标准②桥涵各各部完完好程程度③桥梁养养护状状况及及意外外事故故的分分析承载能能力评评价：①原结构构复算算②基于检检测结结果的的承载载能力力评定定③荷载试试验鉴鉴定1加固的的基本本原则则与加加固程程序(2)加固工工程可可行性性研究究报告告①概述②桥桥梁现现状评评价及及发展展环境境③交交通量量预测测④加加固技技术标标准⑤加加固建建设条条件与与加固固方案案选择择⑥投投资估估算及及资金金筹措措⑦实实施方方案⑧经经济评评价⑨问问题与与建议议1加固的的基本本原则则与加加固程程序(2)加固工工程可可行性性研究究报告告桥梁现现状评评价及及发展展环境境①原设计计概况况②在交通通运输输网中中的作作用③存在的的问题题④基于检检测结结果的的使用用功能能评价价⑤基于检检测结结果的的承载载能力力评价价⑥加固的的必要要性和和紧迫迫性1加固的的基本本原则则与加加固程程序(2)加固工工程可可行性性研究究报告告交通量量预测测①拟加固固桥梁梁所在在地区区的经经济特特征②桥上通通行车车辆调调查及及分析析③相关路路线交交通量量调查查与分分析④交通量量预测测思路路与方方法⑤加固期期交通通量预预测⑥加固后后交通通量预预测⑦活活载折折减系系数的的确定定1加固的的基本本原则则与加加固程程序(7)加固工程验验收验收办办法之之一般般规定定桥梁加加固工工程只只分为为竣工工验收收一个个阶段段竣工验验收工工程质质量等等级分分为合合格和和不合合格竣工工验验收收工工程程质质量量评评定定采采用用100分制制验收收办办法法之之验验收收条条件件试运运营营1年后后对加加固固工工程程已已进进行行全全面面检检测测竣工工决决算算、、审审计计已已完完成成各参参建建单单位位完完成成工工作作报报告告1加固固的的基基本本原原则则与与加加固固程程序序(7)加固固工程程验验收收验收收办办法法之之竣工工验验收收工工程程质质量量评评定定加固固工工程程竣竣工工验验收收工工程程质质量量采采取取加加权权平平均均法法计计算算得得分分质量量监监督督部部门门根根据据施施工工过过程程中中的的抽抽检检资资料料评评定定得得分分权权值为为0.3，竣工工验验收收工工程程质质量量鉴鉴定定得得分分权权值值为为0.7。2加固固设设计计方方案案比比选选原原则则与与要要求求2.1比选选原原则则结构构检检算算分分析析应应简简单单、、构构造造措措施施应应合合理理、、设设计计经经验验成成熟熟。。施工工过过程程中中粉粉尘尘、、噪噪音音、、废废弃弃物物等等对对环环境境的的影影响响要要小小施工工难难度度要要小小、、工工艺艺要要成成熟熟、、质质量量和和工工期期要要易易于于控控制制。。施工工过过程程中中对对人人身身安安全全、、行行车车安安全全和和结结构构安安全全影影响响要要小小。。工程程费费用用应应经经济济合合理理。。加固固后后的的结结构构耐耐久久性性要要好好，，减减少少后后期期养养护护的的费费用用。。2加固设计计方案比比选原则则与要求求2.2比选要求求各加固设设计方案案应进行行同等深深度的比比选。针对以上上比选原原则，要要求列表表进行综综合比选选。3桥梁加固固技术经经济指标标论证分分析方法法与确定定原则3.1一般规定定①为项目决决策提供供依据。。②本办法适适用于桥桥梁加固固工程中中的大中中型项目目。③宏观经济济分析与与微观经经济分析析。④经济技术术评价采采用加固固费用系系数和加加固寿命命系数。。3桥梁加固固技术经经济指标标论证分分析方法法与确定定原则3.2桥梁改造造的宏观观经济分分析(1)客货运输输成本损损失(2)客货运输输时间损损失(3)附近相关关道路的的拥挤损损失(4)车辆绕行行里程增增加导致致的绕行行损失(5)事故损失失桥梁改造造的宏观观经济费费用=(1)+(2)+(3)+(4)+(5)3桥梁加固固技术经经济指标标论证分分析方法法与确定定原则3.3桥梁改造造的微观观经济分分析收费公路路上桥梁梁由于车车辆绕行行或限速速造成的的收费损损失：收费损失失=日平均收收费损失失额×施工工期期桥梁加固固或新建建工程费费用完成该技技术标准准加固或或新建方方案的投投资估算算，依照照有关定额进进行，新新建方案案还应包包括拆除除桥梁构构件所涉涉及到的费用用。桥梁改造造的微观观经济=收费损失失+工程费用用3桥梁加固固技术经经济指标标论证分分析方法法与确定定原则3.4桥梁加固固技术经经济确定定原则加固费用用系数=加固费用用/新建费用用加固费用用=宏观经济济总损失失+微观经济济总损失失新建费用用=宏观经济济总损失失+微观经济济总损失失加固寿命命系数=（桥梁原原设计使使用寿命命-桥梁已运运营的时时间）/桥梁原设设计使用用寿命3桥梁加固固技术经经济指标标论证分分析方法法与确定定原则3.4桥梁加固固技术经经济确定定原则确定原则则加固技术术经济确确定原则则为：加加固寿命命系数=n2时，加固固费用系系数<n1。4加固效果果的评价价(1)桥梁加固固后的效效果主要要是指桥桥梁加固固后的正正常使用用功能和和承载能能力恢复复到原设设计状态态，由于于桥梁结结构的多多样化，，加固方方案的多多变性，，很难用用简单易易行的办办法对加加固后的的效果进进行评价价。(2)根据竣工工验收确确定的加加固工程程质量评评分及等等级，当当加固工工程质量量评定为为合格时时，即认认为加固固后的效效果达到到了加固固设计要要求。(3)对于较为为复杂的的加固设设计或加加固前进进行过荷荷载试验验的，原原则上加加固后也也应进行行荷载试试验，并并依据荷荷载试验验对加固固效果作作进一步步评价。。5加固方法法5.1桥面补强强层加固固法5.2增大截面面和配筋筋加固法法5.3粘贴钢板板加固法法5.4粘贴碳纤纤维片加加固法5.5增加构件件加固法法5.6预应力加加固法5.7改变结构构受力体体系加固固法5.8扩大基础础加固法法5.9增补桩基基加固法法5.10用顶推法法调整拱拱桥拱脚脚水平位位移加固固法5.11墩台基础础的旋喷喷注浆加加固法5加固方法法5.5增加构件件加固法法梁桥(1)增设纵梁梁加固(2)新旧梁混混合布置置拓宽加加固(3)单边拓宽宽改建加加固(4)双边对称称拓宽改改建(5)增加辅助助横梁加加固5加固方法法5.5增加构件件加固法法拱桥(1)拱桥立面面加固(2)增设拱肋肋加固(3)增大增设设拱圈加加固(4)拱桥拓宽宽加固(5)拱肋间横横梁加固固5加固方法法5.7改变结构构受力体体系加固固法(1)将简支梁梁与简支支梁连接接改变为为连续梁梁体系(2)将多跨简简支梁改改造为桥桥面连续续简支梁梁体系(3)在桥孔内内加设桥桥墩支点点(4)将简支梁梁和连续续梁转换换为撑架架桥体系系(5)梁拱组合合加固(6)将双曲拱拱桥改变变为桁架架拱获双双曲拱(7)加劲梁或或叠合梁梁加固(8)斜拉加固固法(9)改桥为涵涵洞加固固5加固方法法每一种加加固方法法独立成成一章，，每一章章内容主主要：概念、适适用条件件及特点点设计计算算方法施工工序序构造措施施工序质量量控制加固工程程质量检检验方法法例1例2例3例45加固方法法例15.3粘贴钢板板加固法法5.3.1概念、适适用条件件主梁承载载力不足足，或纵纵向主筋筋出现严严重的锈锈蚀，或或梁板桥桥的主梁梁出现严严重横裂裂缝,可用粘结结剂及锚锚栓将钢钢板粘贴贴锚固在在混凝土土结构的的受拉缘缘或薄弱弱部位，，使其与与结构形形成整体体，以钢钢板代替替增设的的补强钢钢筋。5.3.2优点(1)技术先进进，性能能良好(2)所占空间间小(3)加固施工工周期短短(4)材料消耗耗小(5)工艺简便便5加固方法法例15.3粘贴钢板板加固法法5.3.3适用范围围(1)适用于受受弯及受受拉构件件(2)适应外部部环境温温度不高高于60℃、相对湿湿度不大大于70%及无化学学腐蚀地地区的桥桥梁结构构中。(3)使用成熟熟的建筑筑结构胶胶，慎重对待待新胶种种(4)试验表明明粘结抗抗剪、抗抗拉强度度大于混混凝土的的抗剪、、抗拉强强度，破破坏发生生在混凝凝土上而而不在胶胶层上，，钢板与与混凝土土的粘结结强度完完全取决决于混凝凝土本身身的强度度，构件件混凝土土强度不不能过低低，否则则不能发发挥钢板板和胶粘粘剂的作作用5加固方法法例15.3粘贴钢板板加固法法5.3.4材料要求求(1)胶粘剂弹性模量量高、线线膨胀系系数小、、比较有有韧性，，耐久性性好。(2)加固用钢钢板一般以3号钢或16锰钢为宜，钢钢板、连连接螺栓栓及焊缝缝的强度度设计值值，应按按现行钢钢结构设设计规范范规定采采用。5加固方法法例15.3粘贴钢板板加固法法5.3.5粘钢加固固梁破坏坏特征与与受力分分析(1)破坏特征征在适筋范范围内，，随着荷荷载的增增加，原原梁中钢钢筋屈服服，钢板板随着也也达到屈屈服，随随即混凝凝土被压压碎而破破坏。对粘钢加固受受弯构件，破破坏阶段多数数构件钢板与与混凝土之间间发生局部剥剥离，沿板与与混凝土交界界面，出现较较长的顺筋裂裂缝，混凝土土被撕裂，导导致构件破坏坏。对粘钢加固受受剪构件，构构件的破坏类类似于普通钢钢筋混凝土受受剪构件，首首先出现斜裂裂缝，然后裂裂缝不断发展展，钢板应力力明显增大，，最后构件产产生破坏。但但是，在构件件受力过程的的后期，明显显可以观察到到锚固端的局局部损伤，甚甚至剥离。也有部分试验验表明，粘贴贴在梁底的钢钢板未达到屈屈服强度，而而是钢板与混混凝土间撕脱脱导致加固梁梁破坏。5加固方法例15.3粘贴钢板加固固法5.3.6粘钢加固梁破破坏特征与受受力分析(2)受力分析加固梁钢板比比原钢筋有应应力滞后现象象，但在破坏坏时，钢板一一般均能达到到屈服强度，，因此，其截截面受力可按按一般受弯构构件计算。由于粘贴钢板板的应力滞后后，当钢板达达到屈服时，，加固梁的挠挠度及裂缝就就偏大。对粘钢加固钢钢筋混凝土受受弯构件，钢钢板和混凝土土之间，不但但存在切向剪剪正应力，同同时由于构件件的弯曲作用用，还存在径径向正应力。。在切向剪正正应力和径向向正应力共同同作用下，结结构胶与构件件交界面处的的混凝土上产产生斜裂缝和和水平裂缝，，这些裂缝起起始于加固钢钢板的末端，，并沿梁长方方向延伸，最最终导致钢板板从混凝土上上脱落。5加固方法例15.3粘贴钢板加固固法5.3.6粘钢加固梁破破坏特征与受受力分析脆性破坏，这这种现象应避避免出现。造造成此种破坏坏主要有如下下三个方面原原因：锚固长度不够够要求锚固长度度：受拉区不不得小于200t（t为钢板厚度）），亦不得小小于600mm，受压区，不不得小于160t，亦不得小于于480mm。胶粘剂的质量量问题现场使用的结结构胶应经常常检验，其强强度指标应不不低于砼强度度，但检验结结构胶的方法法尚无统一标标准，只能参参照已有经验验进行。施工质量的影影响粘钢加固的效效果与施工质质量密切相关关，粘贴、固固定与加压应应不断检查，，保证粘贴密密实。否则非非常容易出现现粘贴钢板受受力撕脱。为为了保证工程程质量，粘钢钢加固必须由由专业化施工工队伍施工。。5加固方法例15.3粘贴钢板加固固法5.3.6粘钢加固计算算(1)承载力计算矩形截面受弯弯承载力可按按下式进行计计算：5加固方法例15.3粘贴钢板加固固法5.3.6粘钢加固计算算(2)钢板锚固粘结结长度计算钢板锚固粘结结长度L1，是指在原梁梁不需要加固固截面以外的的粘贴钢板的的延伸长度。。要求钢板在在锚固区的粘粘结受剪承载载力V必须大于钢板板的受拉（受受压）承载力力T，其锚固长度度按下式计算算：5加固方法例15.3粘贴钢板加固固法5.3.6粘钢加固计算算(3)斜截面受剪承承载力计算当梁的斜截面面受剪承载力力不足时，可可采用局部粘粘贴并联U形箍板进行，，此时斜截面面受剪承载力力按下式计算算:5加固方法例15.3粘贴钢板加固固法5.3.7粘钢加固施工工(1)构造要求粘钢加固基层层的混凝土强强度等级不应应低于C20。粘钢钢板厚度度以2～6mm为宜，一般取取4mm。锚固长度必须须满足一定的的构造要求：：对于受拉区区不得小于200t（t为钢板厚度）），亦不得小小于600mm；对于受压区区，不得小于于160t，亦不得小于于480mm；对于大跨度度结构或可能能经受反复荷荷载的结构，，锚固区尚宜宜增设U型箍板或螺栓栓等附加锚固固措施为了延缓胶层层老化，防止止钢板锈蚀，，钢板及其邻邻接的混凝土土表面，应进进行密封防水水防腐处理。。简单而有效效的办法是用用M15水泥砂浆抹面面，其厚度对对于梁不应小小于20mm，对于板不应应小于15mm。5加固方法例15.3粘贴钢板加固固法5.3.7粘钢加固施工工方法与工艺艺要求钢板表面处理理被粘混凝土和和胶粘剂配制加固构件卸荷涂胶粘贴固定加压固化检验与试验防腐处理5加固方法例15.3粘贴钢板加固固法5.3.8工序质量控制制与加固工程程质量检验方方法(1)基本要求①粘贴钢板加固固所用材料类类别、规格及及质量应符合合设计要求；；②按规定的程序序施工，加压压及固化时间间应符合设计计要求；③锚固螺栓数量量、规格、钢钢板的搭接长长度不得少于于设计值；④按设计要求进进行防腐处理理。5加固方法例15.3粘贴钢板加固固法5.3.8工序质量控制制与加固工程程质量检验方方法(2)实测项目5加固方法例25.7(6)双曲拱改桁架架拱或刚架拱拱5.7.6.1概念、适用条条件当双曲拱由于于自重或地基基承载力不足足，致使拱脚脚发生水平位位移和转动，，拱轴线发生生变形，拱上上建筑损害严严重而主拱圈圈质量尚可，，在条件许可可情况下，可可采取调整拱拱上建筑自重重的布置，改改变双曲拱桥桥结构体系的的方法，来改改善主拱圈受受力情况，达达到加固目的的。5.7.6.2特点(1)设计计算和施施工过程验算算复杂(2)拆除拱上建筑筑工程量大、、施工难度大大(3)施工全过程中中断交通(4)加固效果明显显5加固方法例25.7(6)双曲拱改桁架架拱或刚架拱拱5.7.6.3适用范围(1)适用于交通量量小、且断交交通影响小的的桥梁(2)适用于单跨双双曲拱，对多多跨双曲拱应应慎重5加固方法例25.7(6)双曲拱改桁架架拱或刚架拱拱5.7.6.4设计计算(1)原结构拱上建建筑拆除计算算采用平面杆系系程序，采用用倒拆法，计计算结构受力力，确保拆除除过程中的结结构和人员安安全。(2)改建后桁架拱拱或刚架拱设设计计算采用平面杆系系程序，确定定新增构件的的断面尺寸、、配筋及保留留构建是否需需要补强(3)新建施工过程程计算利用电算程序序，对构件安安装、浇注过过程进行验算算，确保结构构达到设计要要求。5加固方法例25.7(6)双曲拱改桁架架拱或刚架拱拱5.7.6.5施工工序与构构造措施(1)施工工序将原拱上建筑筑拆除，以原原拱圈作为下下弦杆，增设设腹杆及下弦弦杆改变主拱圈受受力体系改善受力条件件5加固方法例25.7(6)双曲拱改桁架架拱或刚架拱拱5.7.6.5施工工序与构构造措施(2)构造措施保留立柱脚钢钢筋植入足够的锚锚固钢筋5加固方法例25.7(6)双曲拱改桁架架拱或刚架拱拱5.7.6.6施工安全措施施保持拱上受力力平衡，不对对称拆除范围围不超过2m由跨中对称向向拱脚方向对对称拆除5加固方法例25.7(6)双曲拱改桁架架拱或刚架拱拱5.7.6.7工序质量控制制与加固工程程质量检验方方法(1)基本要求①按规定定的程序施工工，不平衡荷荷载不大与设设计规定值；；②植筋筋长度、位置置、数量、植植筋胶的性能能应满足设计计要求；5加固方法例25.7(6)双曲拱改桁架架拱或刚架拱拱5.7.6.7工序质量控制制与加固工程程质量检验方方法(2)实测项目5加固方法例35.4粘贴碳纤维片片加固法5.4.1本课题的研究内容1.概述1.1纤维片材简介介1.2体外粘贴纤维维片材加固方方法1.3本报告中通用用符号及其义义意一览2.加固材料及其其要求2.1纤维片材2.2配套树脂粘结结材料3.加固设计准则则3.1总则3.2材料本构关系系3.3延性要求5加固方法例35.4粘贴碳纤维片片加固法5.4.1研究内容4加固设计计算算方法4.1构造规定4.2抗弯加固4.3抗剪加固4.4受压构件的加加固设计5施工工艺与施施工质量要求求5.1一般施工工艺艺流程5.2施工质量要求求、质量检测测与验收方法法5.3碳纤维板加固固空心板的施施工方法5.4预应力混混凝土箱箱梁加固固6结论5加固方法法例35.4粘贴碳纤纤维片加加固法5.4.2特点(1)碳纤维片片材；片材碳纤纤维材料料的拉伸伸强度在在（2400～3400）MPa之间，与与普通碳碳素钢板板拉伸强强度为240MPa相比，片片材的拉拉伸强度度很高。。(2)配套树脂脂类粘结结材料；；混凝土结结构加固固修补配配套树脂脂系统包包括底层层涂料，，用于渗渗透过混混凝土表表面，促促进粘结结并形成成长期持持久界面面的基础础；油灰灰，用于于填充整整个表面面空隙并并形成平平整表面面以便使使用碳纤纤维片材材；浸渍渍树脂或或粘结树树脂，前前者用于于碳纤维维布粘贴贴，后者者用于碳碳纤维板板粘贴。。浸渍树脂脂或粘贴贴树脂是是将碳纤纤维片粘粘附于混混凝土构构件表面面并与之之紧密地地结合在在一起形形成整体体共同工工作的关关键，因因此，树树脂同混混凝土的的粘贴强强度大于于混凝土土的拉伸伸强度和和剪切强强度。5加固方法法例35.4粘贴碳纤纤维片加加固法5.4.3设计注意意事项（1）补加固固构件的的最小截截面尺寸寸必须满满足有关关规范的的要求，，否则不不宜采用用碳纤维维加固技技术进行行加固；；（2）被加固固混凝土土构件的的受压区区高度、、配筋率率等仍就就满足所所有相关关规范的的有关要要求，纵纵向受拉拉钢筋配配筋率不不能大于于要求；；（3）碳纤维维材料的的设计强强度，碳碳纤维材材料设计计强度计计算方法法一般采采用简化化计算方方法，考考虑到碳碳纤维材材料与被被加固构构件中受受拉钢筋筋的变形形协调，，取受拉拉钢筋极极限变形形状态时时的碳纤纤维受拉拉应力作作为碳纤纤维材料料的设计计强度。。（4）采用用碳纤纤维材材料加加固时时，考考虑到到碳纤纤维布布与被被加固固构件件表面面的剥剥离破破坏以以及实实际加加固效效果，，当没没有采采取必必要的的构造造措施施，同同一截截面受受力碳碳纤维维布粘粘贴层层（张张）数数一般般不宜宜超过过3层。（5）一般般加固固混凝凝土构构件的的强度度等级级不应应小于于C15。（6）碳纤维布布纤维方向向的搭接长长度不应小小于20mm。（7）碳纤维布布在端部的的自然锚固固长度不应应小于(250×n)mm(n为粘贴层数数)；5加固方法例35.4粘贴碳纤维维片加固法法5.4.4存在的问题题(1)夸大了作用用(2)产品繁杂、、性能参差差不齐(3)造价高5加固方法例4增补桩基加加固法1特点及使用用条件当桥梁采用用桩基础，，改造拓宽宽项目，通通过增加桩桩的数量，，扩大承台台面积，提提高基础承承载力；桥梁墩台基基底下有软软弱层，墩墩台发生沉沉陷，而桩桩的深度不不足；由于风蚀、、水蚀或冲冲刷等原因因使桩基外外露或发生生倾斜时。。当地基承载载力不够对桩式基础础可增基桩桩（钻孔桩桩或打入桩桩）优点是不需需要抽水筑筑坝等水下下施工作业业，且加固固效果显著著。缺点是需搭搭设打桩架架和开凿桥桥面，对桥桥头原有架架空线路及及陆上、水水上交通均均有一定影影响。5加固方法例4增补桩基加加固法1.特点及使用用条件关于静压桩桩5加固方法例4增补桩基加加固法2.附加影响增加的桩基基会引起河河床过水断断面面积的的减少，从从而引起水水流速度加加大，这样样将会加剧剧原有桩基基的冲刷。。通航净跨跨由于增增加桩基基而缩小小。在桩间加加桩时，，较小的的桩基中中距，对对桩基的的承载力力有一定定影响。。基础的整体体性由于于新旧桩桩基及承承台的连连接将有有所降低低。缺点是需需搭设打打桩架和和开凿桥桥面，对对桥头原原有架空空线路及及陆上、、水上交交通均有有一定影影响。3.力学特点点桥梁荷载载通过桩桩基础传传递给地地基，垂垂直荷载载一般将将由桩底底土层抵抵抗力和和桩侧与与土产生生的摩阻阻力来支支承，水水平荷载载一般由由桩和桩桩侧土的的水平抗抗力来支支承。由由于地基基土的分分层和其其物理力力学性质质不同，，桩的尺尺寸和设设置在土土中方法法不同，，都会影影响桩的的受力状状态。摩擦桩主主要依靠靠桩侧土土的摩阻阻力支承承垂直荷荷载，桩桩底土层层抵抗力力也支承承部分垂垂直荷载载。桩侧侧极限摩摩阻力的的大小不不仅与桩桩侧土层层和成桩桩工艺有有关，而而且与桩桩的入土土深度有有关。当当桩的入入土深度度超过一一定深度度后，侧侧阻不再再随深度度增加而而增大，，临界极极限摩阻阻力大约约在25m深度度处处。。柱桩桩一一般般专专指指桩桩底底直直接接支支承承在在基基岩岩上上的的桩桩，，桩桩的的沉沉降降甚甚微微，，桩桩侧侧摩摩阻阻力力可可忽忽略略不不计计，，全全部部垂垂直直荷荷载载由由桩桩底底岩岩层层抵抵抗抗力力承承受受。。5加固固方方法法例4增补补桩桩基基加加固固法法4.设计计计计算算(1)单桩桩容容许许承承载载力力的的确确定定新增增自自重重和和活活载载将将有有相相当当一一部部分分由由补补桩桩传传递递到到持持力力层层及及其其以以下下的的土土层层中中那么么正正确确的的确确定定单单桩桩的的容容许许承承载载力力就就显显得得非非常常重重要要。。同同时时，，正正确确的的单单桩桩容容许许承承载载力力是是合合理理的的确确定定补补桩桩数数量量和和补补桩桩长长度度的的必必需需而而重重要要的的依依据据。。(2)群桩桩的的承承载载力力可把把单单桩桩承承载载力力折折算算成成群群桩桩的的承承载载力力，，用用Converse-Labarre公式式作作近近似似计计算算，，取取群群桩桩的的效效率率系系数数为为：：η=群桩桩极极限限承承载载力力/(n×单桩桩的的极极限限承承载载力力)5加固固方方法法例4增补补桩桩基基加加固固法法(4)加桩桩沉沉降降控控制制（1）不不同同桩桩型型下下的的沉沉降降计计算算荷荷载载分分配配由于于单单桩桩承承担担的的荷荷载载与与该该桩桩的的材材料料性性能能、、桩桩身身的的规规格格尺尺寸寸及及桩桩的的入入土土情情况况等等因因素素有有关关，，而而这这些些因因素素又又综综合合反反映映在在单单桩桩设设计计承承载载力力上上，，按按单单桩桩设设计计承承载载力力来来分分配配沉沉降降计计算算荷荷载载是是较较合合理理的的。（2）群群桩桩沉沉降降量量的的计计算算按简简单单叠叠加加法法原原理理即即可可计计算算群群桩桩在在各各自自计计算算荷荷载载作作用用下下引引起起的的作作用用于于土土层层上上的的竖竖向向附附加加应应力力。。5加固方方法例4增补桩桩基加加固法法4.设计计计算5加固方方法例4增补桩桩基加加固法法5.构造措措施之之桩的的构造造、布布置和和中距距（1）钻孔孔桩设设计直直径（（即钻钻头直直径））不宜宜小于于80cm；（2）混凝凝土等等级，，钻孔孔桩C15，水下下C20，打入入桩C25；（3）沉桩桩的桩桩身配配筋应应按运运输、、沉入入和使使用各各阶段段内力力要求通长长配筋筋。桩桩的两两端或或接桩桩区需需加密密；（4）加桩桩与原原桩可可采用用对称称布置置；（5）摩擦擦桩中中距不不得小小于成成孔直直径的的2.5倍，打打入桩桩在桩桩尖处的中中距不不得小小于桩桩径（（或边边长））的3~4倍，且且在承承台底底面不得得小于于1.5倍；（6）采用用柱桩桩时，，桩基基中距距不宜宜小于于桩径径（或或边长长）的的2.0倍（7）边桩外侧侧与承台边边缘的距离离，对于直直径（或边边长）≤1m的桩，不得得小于0.5倍桩径并（（或边长））不小于25cm；对于直径（或或边长）＞＞1m的桩，不得得小于0.3倍桩径并不不小于50cm；5加固方法例4增补桩基加加固法5.构造措施之之混凝土承台台的新旧连连接原承台凿成成锯齿状剪剪力键，设设置钎钉，，也可采用用植筋法连连接新老承承台，即通通过植入的的钢筋承接接和传导弯弯矩及剪力力，并使新新旧混凝土土形成有机机整体，以以达到扩大大原承台尺尺寸的目的的。为加强新旧旧混凝土的的结合，应应把原承台台有蜂窝或或空洞缺陷陷部分尽可可能凿除，，并对新承承台下的加加桩顶部分分进行凿毛毛处理，使使之露出新新鲜混凝土土，让混凝凝土表面保保持湿润、、清洁。6.工序质量控控制严格按照施施工工序及及构造措施施要求来保保证施工质质量，加固固施工的质质量控制按按《公路桥涵施施工技术规规范》（JTJ041－2000）要求进行行，重点控控制桩基础础和承台的的施工。2、加固工程程质量检验验评定方法法（1）基本要要求①所所用材料料的种类类、型号号、规格格、数量量和质量量应符合合有关规规范及设设计要求求。②按设设计要求求的程序序进行施施工。（2）实测测项目实测项目目参照《公路工程程质量检检验评定定标准》(JTJ071-98)相关规定定进行检检验评定定。原承台凿凿成锯齿齿状剪力力键，设设置钎钉钉，也可可采用植植筋法连连接新老老承台，，即通过过植入的的钢筋承承接和传传导弯矩矩及剪力力，并使使新旧混混凝土形形成有机机整体，，以达到到扩大原原承台尺尺寸的目目的7.评述采用增补补桩基加加固法提提高基础础承载力力及增加加基础稳稳定性是是比较可可靠的方方法，但但在施工工过程中中，往往往涉及到到水中施施工，使使得桩基基础、新新旧承台台连接施施工难度度加大，，施工期期需部分分中断交交通。6加固工程程实例6.1广东江南大桥桥（右幅）维维修加固设计计6.2浙江兰溪横山山大桥维修加加固设计6.3山东东明黄河河大桥维修加加固设计6.4杭甬高速杭州州段K9+488通道桥（基础础加固）6加固工程实例例6.1广东江南大桥桥（右幅）维维修加固设计计6.1.1研究范围6加固工程实例例6.1广东江南大桥桥（右幅）维维修加固设计计6.1.2桥梁现状评价价及发展环境境（1）原设计概况（2）在交通运输输网中的作用用（3）存在的问题题（4）基于检测结结果的使用功功能评价（5）基于检测结结果的承载能能力评价（6）加固的必要要性和紧迫性性6加固工程实例例6.1广东江南大桥桥（右幅）维维修加固设计计6.1.2桥梁现状评价价及发展环境境（1）原设计概况主桥：三孔一联，两两岸对称布置置净矢跨比为1/7拱轴系数m。=1.347引桥：两侧各8孔，分为四联联拱净矢跨比为1/5拱轴系数m。=1.7566加固工程实例例6.1广东江南大大桥（右幅幅）维修加加固设计6.1.2桥梁现状评评价及发展展环境（2）在交通运输输网中的作作用东莞市地处处广东经济济最发达的的珠江三角角洲中心地地带，成为为了全国重重要的制造造业、信息息业、物流流业中心和和畅销海内内外的“广广货”的主主要生产基基地。按照规划，，在道路建建设方面，，初步把全全市建成一一个“一小小时生活圈圈”；密切切与广州、、深圳两个个中心城市市之间的联联系，形成成强大的““中心城市市组合”。。江南大桥（（右幅）为为广深公路路(107国道)从广州向南南进入东莞莞市的第一一座桥梁，，它的安全全通畅运行行直接关系系到107国道的正常常运营和使使用。6加固工程实实例6.1广东江南大大桥（右幅幅）维修加加固设计6.1.2桥梁现状评评价及发展展环境（3）存在的问问题、（（4）基于检测测结果的使使用功能评评价（5）基于检测测结果的承承载能力评评价（6）加固的必必要性和紧紧迫性交通负荷荷非常重重，行车车密度较较大，经经常发生生交通堵堵塞。病害的发发展对结结构的受受力更加加不利，，反过来来又会加加速病害害的发展展，从而而形成恶恶性循环环。相对严重重的病害害使得江江南大桥桥的主要要受力构构件不能能满足较较大交通通量下的的极限承承载能力力要求，，成为东东莞市经经济快速速发展的的一个瓶瓶颈。因因而对该该桥进行行加固是是非常必必要和紧紧迫的社会、经济、技术的调查与分析确定加固工程规模与技术标准加固工程的技术经济评价预测加固期内的交通量预测加固后的交通量四阶段模型法活载影响修正系数ξq=1.125提供依据

交通量发展预测6.1.3交通量预预测(1)预测模型型6加固工程程实例6.1广东江南南大桥（（右幅））维修加加固设计计6.1.3交通量量预测测(2)加固期期交通通量预预测流向一类二类三类四类五类收费合计免费车总计广州方向8116175四类10398502178786722654东莞方向11515784五类9608892116889722065双向合计19631959收费合计1999173942955176444719双向折算中型车6515980免费车21992609279151499294146加固工工程实实例6.1广东江江南大大桥（（右幅幅）维维修加加固设设计6.1.3交通量量预测测(3)加固后后交通通量预预测流向一类二类三类四类五类收费合计免费车总计20057416535729022982667288641583304472010821819380202529293431758177133529201587194158559269831323389123293622020209320673911428733335360883063391516加固工工程实实例6.1广东江江南大大桥（（右幅幅）维维修加加固设设计6.1.4加固技技术标标准原设计计荷载载为汽汽车—20级，挂挂—100，人群群—2.5kN/m2。根据大大桥已已查明明的病病害和和存在在的缺缺陷，，提出出加固固方案案，并并对其其进行行处理理与维维修。。在在原设设计标标准的的基础础上，，考虑虑了目目前行行车的的实际际状况况（设设有3车道）），其其中汽汽车活活载考考虑了了基于于桥梁梁加固固完成成后使使用期期内预预测交交通量量的增增长，，并计计入了了活载载影响响修正正系数数ξq使加固固后的的桥梁梁的承承载能能力及及整体体使用用寿命命均能能达到到原设设计要要求6加固工工程实实例6.1广东江江南大大桥（（右幅幅）维维修加加固设设计6.1.5加固建建设条条件与与加固固方案案选择择(1)加固设设计内内容(2)主拱圈圈加固固设计计(3)主桥立立柱上上盖梁梁加固固设计计(4)主桥水水中墩墩加固固设计计(5)引桥加加固设设计6加固工工程实实例主桥引桥拱圈立柱1~4号墩立柱上盖梁5号墩主拱1号腹孔8号孔2~5号腹孔加大截面外包混凝土外包玻璃纤维加斜撑U型环向预应力加大截面、加高横系梁、张拉预应力锚喷混凝土对拉杆锚喷混凝土加固方案(1)加固设设计内内容6加固工工程实实例6.1.5(2)主拱圈圈加固固设计计①加固基基本思思路减小拱拱脚水水平力力基础的的变位位是主主桥拱拱圈的的开裂裂主要要原因因之一一，因因而提提出加加固以以减小小拱上上建筑筑恒载载(至少不不能增增加)为原则则，结结合本本桥的的实际际状况况提出出不同同的桥桥面改改造方方案，，减小小拱脚脚水平平力，，同时时有利利于主主桥拱拱圈的的卸载载加固固。减小应应变滞滞后效效应拱脚截截面在在活载载和附附加荷荷载组组合下下是偏偏心受受压构构件，，采用用加大大截面面的加加固方方法，，结构构属于于二次次受力力结构构。截截面的的加固固混凝凝土（（或钢钢材））与原原结构构混凝凝土存存在应应变滞滞后现现象。6加固工工程实实例6.1.5(2)主拱圈圈加固固设计计②开裂截截面的的模拟拟计算算开裂后后的主主桥拱拱圈内内力进进行了了重分分布。。主桥桥1号孔东东莞侧侧拱脚脚附近近开裂裂最严严重，，因而而选取取主桥桥1号孔为为计算算模型型，用用空间间有限限元程程序模模拟分分析计计算，，得到到恒载载状态态下开开裂拱拱圈受受力状状况。。工况目前恒载拆除桥面铺装层和桥面行车道板拆除桥面铺装层改建防撞护栏和人行道栏杆裂缝处截面下缘的最大压应力（MPa）7.934.076.187.466加固工工程实实例6.1.5(2)主拱圈圈加固固设计计③加固方方案粘贴钢钢板加大截截面6加固工工程实实例6.1.5(2)主拱圈圈加固固设计计④加固方方案比比选方案经济性对交通的影响实施工期施工难度加固效果前提A：拆除行车道板并改造桥面铺装粘贴钢板一般，共计355.8万元较大封闭交通约240天80天工艺成熟难度低较好加大截面一般，共计358.4万元较大约240天90天工艺成熟难度一般较好前提B：不拆除行车道板改造桥面铺装粘贴钢板好，共计295.3万元较大封闭交通约150天80天工艺成熟难度低好加大截面好，共计290.5万元较大封闭交通约150天90天工艺成熟难度一般好推荐前提C：不拆除行车道板不改造桥面铺装粘贴钢板较少，共计39.3万元封闭部分车道，约50天80天工艺成熟难度低一般加大截面较少，共计38.2万元封闭部分车道，约50天90天工艺成熟难度一般一般6加固工工程实实例6.1.5(3)主桥立立柱上上盖梁梁加固固设计计①加固方方案若卸掉掉桥面面荷载载并拆拆掉行行车道道板后后加固固主拱拱，则提出拆除除并新建和和粘贴钢板板调整横坡坡两个方案案；若拆除桥面面铺装层，，或部分卸卸掉恒载拆拆除护栏加固主拱，，保留行车车道板，则则提出加斜斜撑和张拉体外束两两个方案6加固工程实实例6.1.5(3)主桥立柱上上盖梁加固固设计②加固方案一一、二粘贴钢板拆除并新建建盖梁6加固工程实实例6.1.5(3)主桥立柱上上盖梁加固固设计②加固方案三三、四加斜撑加固固体外预应力力6加固工程实实例6.1.5(3)主桥立柱上上盖梁加固固设计③加固方案比比选方案经济性对交通的影响实施工期施工难度加固效果拆除行车道板后加固盖梁拆除新建一般，共计69.6万元较大，封闭交通约210天160天工艺成熟难度低较好粘贴钢板，调整高度和横坡一般，共计78.9万元较大，约210天140天工艺成熟难度一般好不拆除行车道板，改造桥面铺装斜撑好，共计33.6万元较大，封闭交通约150天90天工艺成熟难度低好推荐体外预应力一般，共计40.7万元较大，封闭交通约150天110天工艺成熟难度一般较好不拆除行车道板、不改造桥面铺装斜撑好，共计33.6万元封闭部分车道，约50天90天工艺成熟难度低好体外预应力一般，共计40.7万元封闭部分车道，约50天110天工艺成熟难度一般较好6加固工程实实例6.1.5(4)水中墩加固固设计①主桥5号墩墩加加固固设设计计5号墩墩裂裂缝缝形形态态明明显显区区别别于于其其它它桥桥墩墩，，裂裂缝缝宽宽度度较较大大。。在沉沉井井中中增增加加了了10根冲冲孔孔灌灌注注桩桩，，未未设设承承台台，，桩桩直直接接穿穿过过墩墩帽帽，，改改变变了了墩墩帽帽的的受受力力状状态态；；从裂裂缝缝中中残残留留物物可可判判断断为为早早期期形形成成裂裂缝缝，，其其发发展展应应该该趋趋于于稳稳定定，，因因而而采采取取对对5号墩墩进进行行补补强强加加固固方方案案，，以以限限制制和和约约束束裂裂缝缝的的发发展展。。方案案一一：：对墩墩帽帽施施加加U形环环向向预预应应力力方案案二二：：对墩墩帽帽用用对对拉拉杆杆施施加加预预应应力力6加固固工工程程实实例例6.1.5(4)水中中墩墩加加固固设设计计①主桥桥5号墩墩加加固固设设计计方案一：对墩帽施加U形环向预应力力清理表层，封封闭裂缝。在墩帽中间层层按竖向25cm间距布置7排U形预应力束，，立模浇筑C30混凝土后张拉拉。在墩帽上下层层斜面各锚喷喷10cm挂网C30混凝土6加固工程实例例6.1.5(4)水中墩加固设设计①主桥5号墩加固设计计方案二：对墩帽用对拉拉杆施加预应应力清理表层，封封闭细小裂缝缝。在墩帽中间层层按竖向20cm间距布置7排对拉杆预应应力筋，张拉拉，张拉的同时，，密切观察最最宽的裂缝的的变化情况，张拉后封闭闭裂缝，立模模浇筑C30混凝土。在墩帽上下层层斜面各锚喷喷10cm挂网C30混凝土6加固工程实例例6.1.5(4)水中墩加固设设计①主桥5号墩加固设计计方案比选环向预应力对对墩的套箍作作用效果较好好，能较好的的限制和封闭闭墩帽的竖向向裂缝；虽施工时间稍稍长，但对航航运影响不大大（5号墩位于主航航道外侧）；；江南大桥左右右幅5号墩墩帽间距距较小，采用用对拉杆加固固方案受到场场地限制，施施工空间受到到约束，而施施加U形施工受环境境和场地条件件影响小。方案经济性实施工期施工难度加固效果U形环向预应力一般、共计50.1万元90天施工难度稍大好推荐对拉杆预应力一般、共计55.4万元100天施工难度一般好6加固工程实例例6.1.5(5)引桥加固设计计①加固设计方案案双曲拱桥最大大的特点就是是化整为零，，逐步组合而而成。随着近年来公公路行车密度度加大，汽车车超载严重，，肋与波、拱拱圈与拱上建建筑间仅靠砂砂浆联结，整整体性较差，，加上结构老老化等原因，，我国早期建建成的双曲拱拱桥均不同程程度的出现病病害，如拱肋肋开裂、肋波波脱开、拱波波纵向裂缝等等。在检测中发现现引桥8号孔病害相对对较突出，但但出于安全考考虑决定对所所有引桥孔进进行加固。方案一方方案二6加固工程实例例6.1.5(5)引桥加固设计计②加固设计方案案一加大拱肋截面；加高横系梁，并张拉横向预应力加强整体性；加大拱脚和L/4截面高度，增强抵抗负弯矩能力6加固工程实例例6.1.5(5)引桥加固设计计③加固设计方案案二在拱肋下缘粘贴钢板条；加宽横系梁，加强整体性；加大拱脚和L/4截面高度，增强抵抗负弯矩能力6加固工程实例例6.1.5(5)引桥加固设计计④加固设计方案比选方案一施工难难度一般，施施工工艺成熟熟，较好的提提高了引桥双双曲拱的整体体刚度和拱桥桥的承载能力力；从加固后总体体外观来看，，方案一是拱拱肋全截面加加大，而方案案二是在拱顶顶下缘附近粘粘贴钢板，加加固后结构整整体效果相对对差；方案一工程总总费用相对低低；施工期稍稍长，但主要要在拱圈下进进行陆地施工工，对交通影影响小。因此此推荐引桥加加固使用方案案一。方案经济性实施工期施工难度加固效果方案一共计140.7万元210天稍长施工难度一般较好推荐方案二共计164.1万元190天稍短施工难度大好6加固工程实例例6.1广东江南大桥桥（右幅）维维修加固设计计6.1.6投资估算及资资金筹措6.1.7加固工程对环环境的影响6.1.8实施方案6.1.8加固经济技术评价6加固工程实例例6.1广东江南大桥桥（右幅）维维修加固设计计6.1.8加固经济技术术评价(1)桥梁加固的宏宏观经济分析析①客货运输成本本损失，108.74万元②客货运输时间间损失，253.33万元③附近相关公路路增加拥挤损损失，4367.1万元④车辆绕行里程程增加导致的的绕行损失，，1746.48万元⑤事故损失，33.14万元以上5项损失合计6510.817万元(2)桥梁加固新建建部分的宏观观经济分析桥梁新建的宏宏观经济损失失合计23438.94万元6加固工程实例例6.1广东江南大桥桥（右幅）维维修加固设计计6.1.8加固经济技术术评价(3)桥梁改造的微微观经济分析析加固工程费：：加固期间收费费损失为2254万元加固工程费用用914.5万元合计3168.5万元新建工工程费费：新建期期间收收费损损失为为8114.4万元新建工工程费费用1931万元合计10045.4万元6加固工工程实实例6.1广东江江南大大桥（（右幅幅）维维修加加固设设计6.1.8加固经经济技技术评评价(4)评价加固费费用系系数n1=加固费费用/新建费费用=0.29加固寿寿命系系数n2=（50-19）/50=0.62运营年限（年）加固费用系数N1加固寿命系数N2100.60.8200.50.6300.40.4400.30.26加固工工程实实例广东江江南大大桥（（右幅幅）施施工照照片6加固工工程实实例广东江江南大大桥（（右幅幅）施施工照照片6加固工工程实实例广东江江南大大桥（（右幅幅）施施工施工后后启示示:1.关于施施工组组织设设计2.关于设设计变变更3.关于报报价6加固工工程实实例6.2浙江兰兰溪横横山大大桥维维修加加固设设计6.2.1项目概概况大桥于于1992年建成成通车车。1997年9月，腹腹板有有裂缝缝产生生，但但未统统计。。1999年6月，兰兰溪市市公路路管理理段对对箱内内进行行全面面检查查，腹腹板裂裂缝共共1795条，长长度超超过1m的3条，顶顶板及及底板板未发发现裂裂缝。。2001年5月，兰兰溪市市公路路管理理段又又对箱箱内检检查，，裂缝缝长度度超过过1m的达70条，部部分宽宽度已已达0.3~0.4mm。6加固工工程实实例6.2浙江兰兰溪横横山大大桥维维修加加固设设计6.2.2原