基于检测结果的桥梁承载能力评价及维修养处治技术

基于检测结果的桥梁承载能力评价及维修养处治技术交通运输部公路科学研究院北京公科固桥技术有限公司2012年4月汇报人:李健公路桥梁承载能力检测评定与加固概述桥梁承载能力检测评定技术桥梁维修加固常用技术桥梁加固决策分析概述

桥梁养护管理工作中的关键技术

——国际桥梁界研究热点

桥梁养护检查——去人为化技术状况评价——去差异化养护管理与健康监测——可靠度特殊检查——隐蔽

承载力评定（其他适应性评价）养护维修——模式化、标准化

加固改造——小干扰、快速材质状况检测与耐久性评价——规律检测仪器设备、加固维修材料自主研发概述管理不善（超载、挖沙、养护不及时）先天不足（设计、施工、未考虑养护）各种灾害（风、水、火、撞、地震）概述建成初期各类桥梁均缺少可靠、便捷的养护通道

概述检测单位与设计单位的责任心普遍还不高：多跨桥梁的检测，检陆不检水，检边不检中病害成因分析不准确共性与个性结构与收缩裂缝钢砼与预砼氯离子空心板纵向裂缝变截面箱梁裂缝成因处治措施不利空心板灌浆单梁板受力补强损伤材料质量概述

——桥梁病害回顾结构先天不足、超载、环境恶化概述

——桥梁病害回顾空心板小绞缝、先张工艺、气囊、大开口13m钢筋混凝土、30m预应力混凝土T梁工型梁桥面穿孔、横隔薄弱桥墩沉降剪力裂缝沿钢束走向现浇箱梁支架沉降联长过长，预应力损失过大箱宽与箱室划分不合理支座过多概述

——桥梁病害回顾大跨径箱梁腹板底板开裂竖向预应力不重视徐变、温度场、刚度（截面尺寸）的认知大跨径箱梁施工阶段的底板迸裂现象严重配束不合理，径向拉裂局部钢筋、防崩钢筋设置不够施工单位的忽视概述

——桥梁病害回顾双曲拱拱上填料、桥面拱波拱轴线刚架拱大小节点整体性单薄微弯板系杆拱短吊杆不可更换钢管拱拱圈无纵梁适用范围现有公路桥梁梁有下列情况况之一时，须须进行承载能能力检测评定定：有明显质量衰衰退或有较严严重病害和损损伤的桥梁；；按照《公路桥涵养护护规范》（JTGH11-2004）评定技术状状况为四类以以上（四类））的桥梁；需提高承载能能力及使用功功能的桥梁；；需通行特种荷荷载的桥梁；；缺失技术资料料和安全运营营资料的桥梁梁；发生意外事故故并经技术处处理后的桥梁梁；运营条件和环环境条件发生生较大变化的的桥梁。一、概述技术状况与适适应性（能力力）评价桥梁承载能力力反映了结构构抗力效应与与荷载效应的的对比关系，，就桥梁结构构而言这种关关系往往是不不确定的，是是不断变化的的。评定的主要目目的是为了维维持现有桥梁梁安全或可靠靠水平在规范范的要求之上上或能满足当当前荷载的要要求，了解桥桥梁的真实承承载性能，综综合分析判断断桥梁结构的的承载能力和和使用条件。。目的意义一、概述公路桥梁评定定的常用方法法一、概述承载能力鉴定定基本概念基于桥梁检测测的承载能力力评定方法基于检测承载载能力评定方方法的改进桥梁承载能力力评定的具体体实施二、桥梁承载载能力检算评评定安全性、适用用性和耐久性性承载能力极限限状态，在设设计上体现的的结构的安全全性正常使用极限限状态，在设设计上体现的的结构的适用用性和耐久性性1、基本定义二、桥梁承载载能力检算评评定——桥梁承载能力力鉴定基本概概念2影响因素与评评定的一般途途径承载能力鉴定定的核心问题题：对结构进进行准确的检检测，弄清结结构当前内力力状态，建立检测结果果与抗力之间间的关系，合理确定结结构的安全水水平。二、桥梁承载载能力检算评评定——桥梁承载能力力鉴定基本概概念基于检测结果果的半概率承承载能力评定定方法在根据桥梁外外观检查和有有关无损检测测结果对桥梁梁的承载能力力作出评定时时，结合旧桥桥的特点，通通过对各项检检测结果的分分析评价，通通过检算分析析对结构或构构件的承载能能力进行评定定。根据检测结果果对桥梁病害害的成因进行行分析建立各项检测测指标与承载载能力之间的的关系二、桥梁承载载能力检算评评定———基于于桥桥梁梁检检测测的的承承载载能能力力评评定定方方法法新—检测测指指标标体体系系的的建建立立二、、桥桥梁梁承承载载能能力力检检算算评评定定———基于于检检测测承承载载能能力力评评定定方方法法的的改改进进（（新新））新—鉴定定方方法法的的指指标标体体系系建建立立新－－基基于于检检测测结结果果的的桥桥梁梁承承载载力力评评定定方方法法体体系系的的建建立立新－－基基于于检检测测结结果果的的桥桥梁梁承承载载力力评评定定方方法法体体系系1、结构构检检算算参参数数的的确确定定检测测指指标标--状态态评评定定--检算算参参数数--结构构承承载载能能力力检算算参参数数确确定定检算算系系数数耐久久性性恶恶化化系系数数截面面折折减减系系数数活载载影影响响修修正正系系数数结构构承承载载能能力力评评定定二、、桥桥梁梁承承载载能能力力检检算算评评定定———承载载能能力力评评定定具具体体实实施施（1）结结构构构构件件技技术术状状况况评评定定评定定指指标标分分为为良良好好状状态态、、较较好好状状态态、、较较差差状状态态、、差差（（坏坏））的的状状态态和和危危险险状状态态，，相相应应的的评评定定标标度度1～5。1、结构构检检算算参参数数的的确确定定二、、桥桥梁梁承承载载能能力力检检算算评评定定———承载载能能力力评评定定具具体体实实施施检算算系系数数的的确确定定承载载能能力力检检算算系系数数是是根根据据结结构构或或构构件件的的实实际际技技术术状状况况，，对对结结构构或或构构件件的的抗抗力力进进行行折折减减或或提提高高。。砖、、石石及及混混凝凝土土结结构构与与配配筋筋混混凝凝土土结结构构的的承承载载能能力力检检算算系系数数，，应应综综合合考考虑虑桥桥梁梁结结构构或或构件件表表观观缺缺损损状状况况、、材材质质强强度度和桥梁梁结结构构固固有有模模态态等的的检检测测评评定定结结果果加加以以确确定定。。表层损伤钢筋锈蚀电位氯离子含量钢筋分布混凝土强度指标体系内部缺陷电阻率碳化深度保护层厚度1、结构构检检算算参参数数的的确确定定（2）材质质状况况与耐耐久性性检测测评价价体系系与方方法二、桥桥梁承承载能能力检检算评评定——承载能能力评评定具具体实实施承载能能力恶恶化系系数承载能能力恶恶化系系数是是考虑虑鉴定定期内内桥梁梁结构构质量量状况况进一混凝土土和砖砖石结结构截截面的的损伤伤状态态评价价指标标如下下图所所示，，综合合个各各指标标的影影响综综合评评定。。钢筋和和钢结结构截截面的的损伤伤状态态主要要考虑虑锈蚀蚀的影影响，，根据据构件件或结结构中中的锈锈蚀状状态加加以评评定。。1、结构检检算参参数的的确定定（3）截面面损伤伤综合合评定定二、桥桥梁承承载能能力检检算评评定——承载能能力评评定具具体实实施截面折折减系系数的的确定定截面折折减系系数主主要是是考虑虑砖、、石及及混凝凝土结结构与与配筋筋混凝凝土结结构由由于材材料风风化、、碳化化、物物理与与化学学损伤伤以及及由于于钢筋筋腐蚀蚀剥落落造成成的钢钢筋有有效面面积损损失对对结构构构件件截面面抗力力效应应的影影响。。典型代代表交交通量量大车混混入率率轴荷分分布状状况1、结构检检算参参数的的确定定（4）运营营荷载载状态态评定定二、桥桥梁承承载能能力检检算评评定——承载能能力评评定具具体实实施活载影影响修修正系系数对砖、、石及及混凝凝土桥桥承载载能力力极限限状态态的计计算评评定应应根据据桥梁梁检测测结果果，采采用下下式对对持久久状况况圬工工桥梁梁结构构承载载能力力极限限强度度进行行计算算分析析，其其他计计算规规定按按公路路圬工工桥涵涵设计计规范范相关关规定定执行行。3、圬工工桥梁梁承载载能力力计算算评定定二、桥桥梁承承载能能力检检算评评定——承载能能力评评定具具体实实施对于配配筋混混凝土土桥梁梁，其其承载载能力力极限限状态态计算算应根根据桥桥梁试试验检检测结结果，，采用用下式式进行行计算算分析析，其其他计计算规规定及及参数数取值值参照照同期期相关关公路路桥涵涵设计计规范范执行行。4、配筋筋混凝凝土桥桥梁持持久状状况承承载能能力极极限状状态计计算评评定二、桥桥梁承承载能能力检检算评评定——承载能能力评评定具具体实实施桥梁静静力荷荷载试试验，，主要要是通通过测测量桥桥梁结结构在在静力力试验验荷载载作用用下的的变形形和内内力，，用以以确定定桥梁梁结构构的实实际工工作状状态与与设计计期望望值是是否相相符，，以检检验桥桥梁结结构实实际工工作性性能，，如结结构的的强度度、刚刚度等等。荷载试试验目目的是是了解解结构构在荷荷载作作用下下的实实际工工作状状态，，综合合分析析判断断桥梁梁结构构的承承载能能力和和使用用条件件。二、桥梁梁承载能能力检算算评定——静力荷载载试验及及分析三、工程程实例典型案例例一、预预应力混混凝土空空心板梁梁桥案例一概概况案例一概概况1.设计荷载载：汽－－20级，挂－－100；2.桥面横向向布置：：0.5（防撞护护栏）+9.0（行车道道）+0.5（防撞护护栏）+0.5（中央分分隔带））+0.5（防撞护护栏）+9.0（行车道道）+0.5（防撞护护栏），，总宽20.5m；3.桥面纵坡坡：0.55%，横向坡坡度：双双向1.5%；4.抗震烈度度：6度；大桥于1994年7月22日开工，，1995年11月20日竣工，，至今已已运营16年。案例一概概况2008年大桥进进行了特特殊质量量检测，，并进行行了荷载载试验，，主要结结论如下下：⒈根据桥桥梁检测测xx大桥技术术状况评评定为四四类，桥桥梁需要要大修，，酌情进进行交通通管制。。⒉全桥空空心板共共发现纵纵向裂缝缝198条，最大大缝宽0.54mm；横向裂裂缝70条，最大大缝宽0.18mm。2010年，xxx试验中心心对该桥桥进行了了定期检检查，主主要检查查结论如如下：⒈根据外外观检查查结果，，按“权重法”，全桥技技术状况况评定得得分为49.4分，按“重要部件件最差的的缺损状状况评定定”该桥取“上部主要要承重结结构”技术状况况为最不不利值，，为四类桥梁梁。⒉全桥共共计137块空心板板有纵向向裂缝，，绝大部部分裂缝缝长度已已达到空空心板长长度的一一半或已已纵向贯贯穿，且且大部分分裂缝宽宽度较大大，有116块板裂缝宽度度超过规范限限值（0.20mm），最宽为0.82mm。目的查明xxx大桥结构现有有的一些病害害及存在的隐隐患，与以往往检测历史资资料进行对比比分析，判断断病害发展变变化的趋势，，根据病害情情况以及发展展变化趋势，，对桥梁技术状况况等级进行评评定；对主要构件混混凝土材料强强度以及材料料碳化深度，，钢筋分布情情况和保护层层厚度等进行行测试，评价价构件的材质质状况，为基于检测结结果的承载力力评价提供技技术数据；基于本次检测测结果，引入入检算系数，，对上部结构构截面抗力进进行折减，从从而对上部结结构现有承载能力进行行评定；通过测定桥跨跨结构在试验荷载作用下的控制制截面应力和和挠度，并与与论计算值比比较，检验结结构控制截面面实际应力和和挠度值是否否满足设计与与规范要求；；通过特殊质量量检测、承载载能力评价及及静载试验结结果的综合分分析，为维修加固设设计提供可靠靠的技术数据据和设计依据据。外观质量检查查结果预应力宽幅空空心板底板纵向裂缝缝底板横向裂缝缝边板支座附近近截面斜向剪剪切裂缝其他病害裂缝底板斜向裂缝缝板间错台板底混凝土蜂蜂窝、剥落外观质量检查查结果纵向裂缝空心心板统计裂缝位置：空心板板底纵纵向裂缝位于于板底预应力力管道对应位位置，其中有有66条纵向裂缝位位于板底等截截面位置，247条裂缝起点位位于变截面位位置，裂缝宽宽度大多在0.5mm左右，最大缝缝宽为1.34mm。外观质量检查查结果在发现的313条纵向裂缝中中，有25条纵向裂缝缝缝隙间有水渗渗出，长期渗渗水导致缝隙隙周围有白色色结晶体析出出，部分裂缝缝周围混凝土土呈碎裂状。。外观质量检查查结果考虑到板底纵纵向裂缝位置置有水渗出，，怀疑空心板板顶面局部开开裂或有孔洞洞出现，因此此对左幅第三三跨破碎严重重的桥面板进进行了凿除，，未发现顶板板有开裂、孔孔洞存在，但但空心板顶面面铰缝边缘混混凝土有脱落落、掉角现象象。因此，空空心板内积水水可能是由于于墩顶两侧渗渗水，从板端端部流入。外观质量检查查结果检查过程中，，发现板底纵纵向裂缝位置置底板混凝土土质量较差，，用小锤敲击击裂缝位置底底板，发现波波纹管与板底底混凝土之间间混凝土不密密实，对个别别空洞较大的的部位，用小小锤敲开，发发现内部有空空洞，内部波波纹管有锈蚀蚀现象。板底底纵向裂缝位位置板底混凝凝土不密实，，这是板底纵纵向开裂的主主要原因之一一。外观质量检查查结果板底横向裂裂缝：检查共发现现板底横向向裂缝73条，总长80.94m，其中有48条横向是出出现在跨中中截面附近近，有25条是出现在在梁端2m范围内。跨跨中附近横横缝有19条有渗水现现象，端部部裂缝有5条有渗水现现象，长期期渗水导致致缝隙周围围有白色结结晶体析出出。由于缝缝隙间有灰灰尘及渗水水，导致大大部分裂缝缝宽度无法法测量，从从可测量的的裂缝来看看，缝宽大大多小于0.20mm。外观质量检检查结果板底斜向裂裂缝：检查还发现现部分板底底有从板边边缘开始的的斜向裂缝缝，全桥共共发现板底底斜向裂缝缝21条，裂缝累累计长度23.80m。外观质量检检查结果边板斜向剪剪切裂缝：：检查共发现现27块边板存在在从支座附附近的斜向向剪切裂缝缝，共计裂裂缝118条，裂缝累累计长度182.3m，裂缝宽度度多数小于于0.1mm，最大缝宽宽0.30mm。外观质量检检查结果其他病害外观质量检检查结果支座病害外观质量检检查结果盖梁病害外观质量检检查结果桥台病害外观质量检检查结果桥墩病害外观质量检检查结果外观质量检检查结果桥面铺装纵纵向裂缝统统计外观质量检检查结果桥面铺装横横向裂缝统统计外观质量检检查结果桥面铺装网网裂统计外观质量检检查结果桥面铺装修修补后破碎碎统计外观质量检检查结果伸缩缝病害害统计桥梁技术状状况等级评评定桥梁技术状状况等级评评定依据《公路桥涵养养护规范》（JTGH11-2004）表3.5.2-2的相关规定定，按“权重法”全桥技术状状况等级评评分为=38.5，上部主要要承重构件件为五类构构件，综合合考虑“权重法”及“重要部件最最差的缺损损状况评定定”，评定该桥技技术状况等等级为五类类。专项检测结结果桥面线形专项检测结结果混凝土强度度测区统计计表1、桥墩混凝土强度度推定值介介于34.3～37.3MPa。混凝土强强度满足设设计的要求求，故桥墩墩混凝土强强度标度度值值均均为为1。2、预预制制空空心心板板混凝凝土土强强度度推推定定值值介介于于45.7MPa～55.6MPa，混混凝凝土土强强度度满满足足设设计计要要求求，，故故空空心心板板混混凝凝土土强强度度标度度值值均均为为1。3、盖盖梁梁盖梁梁混混凝凝土土强强度度推推定定值值为为56.9Mpa，混混凝凝土土强强度度满满足足设设计计的的要要求求，，故故盖盖梁梁混混凝凝土土强强度度标度度值值为为1。专项项检检测测结结果果普通通钢钢筋筋锈锈蚀评评定定结结果果碳化化深深度度评定定结结果果专项项检检测测结结果果混凝凝土土保保护护层层厚厚度度测测量量值值及及评评判判结结果果统统计计表表静载载试试验验测试试断断面面静载载试试验验静载载试试验验工工况况静载载试试验验应变测点支点点L/4、L/2挠度测点静载载试试验验裂缝缝监监测测点点承载载力力评评定定1、计计算算模模型型结构构计计算算采采用用有有限限元元软软件件桥桥梁梁博博士士《Bridge》》3.0建立立杆杆系系验验算算模模型型，，按按85规范范验验算算，，全全桥桥模模型型共共有有21个节节点点，，共共20个单单元元，，采采用用预预应应力力混混凝凝土土单单元元。。桥桥面面铺铺装装只只考考虑虑自自重重，，将将其其按按线线性性荷荷载载施施加加在在相相应应位位置置，，护护栏栏也也只只考考虑虑自自重重。。计计算算模模型型在在梁梁端端简简支支约约束束。。该桥桥有有限限元元模模型型立立面面图图本桥桥对对空空心心板板在在汽汽车车—20级，，挂挂车车—100级作作用用下下的的承载载能能力力极极限限状状态态和和正正常常使使用用极极限限状状态态进进行行验验算算。承承载载能能力力极极限限状状态态验验算算包包括括正正截截面面抗抗弯弯强强度度验验算算和和斜斜截截面面抗抗剪剪强强度度验验算算。。正正常常使使用用极极限限状状态态验验算算包包括括法法向向拉拉应应力力和和主主拉拉应应力力验验算算。。承载载力力评评定定2荷载载组组合合成桥桥状状态态：：结结构构重重力力+预加加应应力力+收缩缩徐徐变变影影响响力力荷载载组组合合一一：：成成桥桥状状态态+汽车车荷荷载载荷载载组组合合二二：：组组合合一一+温度度梯梯度度荷载载组组合合三三：：成成桥桥状状态态+挂车车荷荷载载横向向分分布布系系数数计计算算表表3横向分布布系数承载力评评定原结构验验算结果果汇总表表承载力评评定并采用本次静载载试验跨跨中偏载载工况下下实测边边板、中中板挠度度值对横横向分布布系数就就行修正正，使实测测挠度值值和修正正后计算算的理论论挠度值值相等，，修正后后边板、、中板横横向分布布系数结结果见下下表。修正后横横向分布布系数计计算表承载力评评定5基于检测测结果的的承载力力评价空心板承承载能力力结果汇汇总表结论及建建议1、外观检检查主要要结论⑴桥面面铺装层层严重破破损，在在空心板板铰缝对对应位置置桥面有有纵向通通常裂缝缝出现，，墩顶湿湿接缝两两侧有横横向裂缝缝出现；；局部有有网裂现现象，桥桥面修补补后又呈呈破碎状状况。⒉预应力力宽幅空空心板⑴大多多预应力力宽幅空空心板板板底有纵纵向裂缝缝出现，，缝宽多多在0.50mm左右，最最大缝宽宽达1.34mm，部分裂裂缝周围围混凝土土呈碎裂裂状，裂裂缝周围围有水渗渗出，个个别裂缝缝有滴水水现象，，裂缝周周围有锈锈迹及白白色结晶晶体析出出，说明明内部波波纹管已已经锈蚀蚀。此外外，用小小锤敲击击纵向裂裂缝位置置，波纹纹管下混混凝土不不密实，，有空洞洞存在。。(2)部分预应应力宽幅幅空心板板底跨中中附近底底板及梁梁端2m范围内有有横向贯贯通裂缝缝出现，，最大缝缝宽为0.19mm，部分裂裂缝间亦亦有水渗渗出，说说明横向向裂缝亦亦贯通整整个底板板。⑶大多多空心板板边板腹腹板有斜斜向剪切切裂缝出出现，最最大缝宽宽为0.30mm。结论及建建议2、专项检检测结论论（1）空心板板、墩柱柱及盖梁梁混凝土土实测混混凝土强强度均大大于设计计强度；；碳化深深度小于于保护层层厚度。。（2）空心心板及及盖梁梁钢筋筋无锈锈蚀活活动性性，空空心板板大部部分钢钢筋保保护层层厚度度小于于设计计的钢钢筋保保护层层厚度度，钢钢筋保保护层层的厚厚度对对钢筋筋的耐耐久性性有较较大的的影响响。（3）左右右幅桥桥面起起伏比比较一一致，，但同同幅内内起伏伏变化化较大大，不不够平平整。。3、承载载力评评定结结论（1）原结结构复复算结结果表表明：：空心心板抗抗弯及及抗剪剪承载载能力力基本本满足足设计计荷载载等级级的要要求。。（2）基于于检测测结果果的承承载能能力评评价结结果表表明：：空心心板抗抗弯极极限承承载能能力不不满足足设计计荷载载等级级的要要求；；斜截截面抗抗剪承承载能能力满满足设设计荷荷载等等级的的要求求。三、工工程实实例典型案案例二二—系杆拱拱桥大桥主主桥为为一跨跨245m中承式式钢管管混凝凝土肋肋拱桥桥，矢矢跨比比1/5，矢高高49m，拱轴轴线为为二次次抛物物线。。案例概概况该桥于于1998年12月动工工修建建，于于2001年10月建成成通车车。设设计荷荷载：：汽车车-20级，挂挂车-100。案例概概况84一：外外观质质量检检测结结果二：特特殊质质量检检测结结果四：桥桥面面纵向向线形形及拱拱肋轴轴线的的测定定内容一一：构构件混混凝土土强度度、碳碳化深深度检检测内容二二：钢钢筋分分布及及保护护层厚厚度检检测内容三：钢钢筋锈蚀状状况检测内容四：混混凝土氯离离子含量及及电阻率测测试三：桥梁结结构固有模模态参数的的测定健康状况检检测内容五：钢管管混凝土脱脱空情况调调查六：吊杆杆索力的测测试851.拱肋防腐涂涂层钢管拱肋防防腐涂层表表面有反锈锈现象，严严重的局部部起皮、剥剥落，个别别部位甚至至开裂，起起不到防护护作用。反锈照片起皮剥落照照片涂层开裂照照片外观质量检检测结果86病害部位起皮、剥落反锈数量（处）累计面积（cm2）数量（处）弦杆49167558腹杆44106133横隔108205377合计2014789168拱肋表面防防腐涂层病病害统计表表健康状况检检测内容2.吊杆及锚固固系统防护罩外观质量检检测结果88外观质量检检测结果上锚头钢丝丝镦头照片片上锚头钢丝丝镦头泛白白照片上游2-1上锚头防护护罩照片上游2-1锚头锚盖顶顶锈蚀照片片上锚头上锚头积积水照片片外观质量量检测结结果下游1-1下锚头未未开启前前照片下锚头防防护罩内内积水照照片下游1-1下锚头锚锚杯盖照照片下锚头钢钢丝镦头头泛白照照片外观质量量检测结结果（3）吊杆上游4-1＃吊杆索索体照片片下游2-2＃吊杆索索体照片片外观质量量检测结结果吊杆防护护修复后后照片外观质量量检测结结果3.拱脚外包包混凝土土拱脚外包包混凝土土表面有有开裂现现象，以以沿拱轴轴线和垂垂直于拱拱轴线方方向的裂裂缝为主主，且部部分裂缝缝伴有流流膏现象象，裂缝缝是由于于钢管热热膨胀系系数大于于外包混混凝土热热膨胀系系数而导导致的开开裂和锈锈涨裂缝缝。拱脚外包包混凝土土开裂照照片外观质量量检测结结果外观质量量检测结结果3#～4#横梁间现现浇板裂裂缝示意意图4#～5#横梁间现现浇板裂裂缝示意意图外观质量量检测结结果根据该桥桥全面检检测结果果，按照照《公路桥涵涵养护规规范》（JTGH11-2004）的要要求对该该桥总体体技术状状况等级级进行评评定。全全桥结构构技术状状况综合合评分Dr=68.4，评定该该桥为二二类桥，，按养护护技术要要求，应应进行小小修处理理。桥梁技术术状况等等级评定定97特殊质量量检测结结果一：构件件混凝土土强度、、碳化深深度检测测二：钢筋筋分布及及保护层层厚度检检测三：钢筋筋锈蚀状状况检测测四：混凝凝土氯离离子含量量及电阻阻率测试试构件混凝凝土强度度、碳化化深度检检测混凝土强强度测试试结果测试部位设计强度（Mpa）平均强度(MPa)标准差Sn(MPa)推定强度(MPa)强度评定标度横梁5052.144.0545.482现浇板5058.650.6357.611三门侧上游5044.20.543.43下游5058.30.657.21椒江测上游5058.51.256.61下游5052.81.150.91横梁、现现浇板及及拱脚外外包混凝凝土碳化化深度均均小于1mm，被测构构件的混混凝土平平均碳化化深度小小于钢筋筋混凝土土保护层层厚度，，按《公路桥梁梁承载能能力检测测评定规规程》，空心板和和盖梁混混凝土碳碳化深度度标度值值均为1。混凝土碳碳化深度度测试结结果99钢筋分布布及保护护层厚度度、钢筋筋锈蚀状状况检测测横梁的混混凝土保保护层厚厚度稍低低于设计计保护层层厚度，，按《公路桥梁梁承载能能力检测测评定规规程》的相关要要求，其评定标标度值为为2，保护层层厚度对对结构钢钢筋的耐耐久性有有轻度影影响。钢筋分布布及保护护层厚度度测试结结果横梁主要要电位水水平都介介于-200～-300范围内，，钢筋锈蚀蚀评定标标度值为为2，钢筋有有锈蚀活活动性，，但锈蚀蚀状态不不确定，，可能坑坑蚀。钢筋锈蚀状况况测试结果混凝土氯离子子含量及电阻阻率测试拱脚外包混凝凝土中氯离子子含量介于0.005%～0.023%之间，可以认认为氯离子是是混凝土中原原始残留，外外部没有氯离离子渗入。评定标度值全全部为1，对钢筋锈蚀蚀诱发可能性性很小。混凝土氯离子子含量测试结结果横梁实测混凝凝土电阻率远远远大于20KΩ·cm，根据《公路桥梁承载载能力检测评评定规程》中混凝土电阻阻率对钢筋影影响程度的评评定标准，可可以认为钢筋筋可能的锈蚀蚀速度很慢。。混凝土电阻率率测试结果桥梁结构固有有模态参数的的测定1、测点布置主桥随机振动动试验共布置置测点44个，其中竖向向测点28个，横向测点点16个。随机振动测点点布置图桥梁结构固有有模态参数的的测定面内1阶理论振型面内1阶实测振型面内2阶理论振型面内2阶实测振型桥梁结构固有有模态参数的的测定主桥随机振动动试验测试结结果统计表阶数实测频率(Hz)计算频率(Hz)③比值阻尼比(%)固桥公司①竣工验收②①/③②/③10.6040.6530.5271.151.247.50121.0141.0851.1110.910.983.402一阶面内频率率实测值与计计算值的比值值为1.15，二阶面内频频率实测值与与计算值比值值为0.91。本次自振频频率测试结果果较竣工验收收测试结果偏偏小，说明桥桥跨结构整体体动力性能比比竣工验收时时有所下降。。1、测点布置永久测点（埋埋设膨胀螺栓栓）沿桥纵向向布置在桥面面的八分点上上，横向布设设在上下游侧侧行车道防撞撞护栏内侧。。主桥桥面纵向向线形的测定定参考点布置在在三门侧下游游引桥桥头主桥桥面纵向向线形的测定定小结：在使用用过程中桥面面线形总体上上有所下降，，实测值与设设计值之间差差值在-0.096m～0.007m之间拱轴线形的测测定在桥梁运营后后实测线形较较设计线形有有略微有所变变化，拱轴线线实测值与理理论值差值在在0.016m～0.093m之间。107吊杆索力测试试结果⒈通过吊杆索力力测试结果与与计算值的对对比可以看出出：⑴单根吊杆杆实测索力与与计算值相差差较大，同根根横梁同侧的的两根吊杆索索力均值与计计算均值相差差不大。⑵同根横梁梁同侧两根吊吊杆实测索力力相差较大，，说明吊杆索索力分布均匀匀度较差。⒉本次吊杆索力力测试结果均均大于交工验验收测试结果果，但两次测测试结果规律律一致。原结构复算及及承载能力评评定采用桥梁专用用计算软件Midas建立空间有限限元计算模型型，对原结构构进行强度复复核。计算模型图原结构复算及及承载能力评评定2.承载能力评定定横梁承载能力力评定结果：：考虑折减后后，主桥横梁梁正截面抗弯弯、斜截面抗抗剪均能满足足规范要求。。现浇段承载能能力评定结果果：考虑折减减后，现浇段段上所产生的的最大横向拉拉应力，，满满足规范要求求。四、加固技术术桥梁的维修养养护以日常养养护工作为主主（预防养护）维修加固时应应尽可能减少少对原结构的的损伤选择技术可靠，具有长期加固效应，能满足足结构耐久性要求的加固工工艺施工设备简单单，施工操作作方便材料损耗率少少，费用经济合合理后期的的养护护工作作量少少加固施施工时时尽量量不中中断或或者少少中断断交通通荷载试试验四、加加固技技术加固设设计的的范围围、标标准、、目标标必须须明确确全桥&局部病病害新标准准&老标准准抗震&强度&刚度&耐久性性整整体使用寿寿命病害成成因分分析必必须准准确合合理，，区别别个性性与共共性特特征加固设计应应与施施工用用料和和工艺艺可操操作性性紧密结结合加固设设计方方案(不少于于2个,比选)加固设设计与与原结结构的的关系系应尽尽可能能的协协作利利用复合结结构受受力而而非加加固材材料受受力（（二次受受力）不不加载载或少少加载载加固设设计之之前应应进行行承载载能力力评价价，之后后应进进行验验算基于检检测结结果和和荷载载试验验加加固验验算同同样基基于仿仿真模模型考考虑附附加荷荷载强度验验算与与抗裂裂验算算大桥加固与与重建建做比较较与决决策对病害害精确确掌握握减少少工程程量变变更粘贴钢钢板加加固粘贴纤纤维复复合材材料加加固增大构构件截截面加加固体外预预应力力加固固改变结结构体体系加加固更换疲疲劳构构件加加固增加桩桩基加加固抛石防防护基基础地基压压浆加加固……加强薄薄弱构构件增加或或更换换桥梁梁构件件改变结结构受受力体体系等等应力状状态重重分布布不仅改改变强强度,改变刚刚度不仅承承担活活载,承当部部分恒恒载适用于于承载载能力力或适适用性性不足足优先主动加加固被动加加固应力状状态改改变不不大刚度改改变不不大承担少少量不不足的的活载载效应应适用于于承载载能力力少量量不足足，无无危险险状况况加固方方法四、加加固技技术桥梁上上部结结构的的加固固技术术——粘贴钢钢板加加固优点技术先先进，，性能能良好好所占占空空间间小小，，不不影影响响被被加加固固结结构构外外观观和和使使用用空空间间加固固施施工工周周期期短短材料料消消耗耗小小工艺艺简简便便桥梁梁上上部部结结构构的的加加固固技技术术———粘贴贴钢钢板板加加固固适用用于于受受弯弯及及受受拉拉构构件件，，不不承承受受大大幅幅度度疲疲劳劳荷荷载载、、动动载载适应应外外部部环环境境温温度度不不高高于于60℃℃相对对湿湿度度不不大大于于70%无化化学学腐腐蚀蚀地地区区的的桥桥梁梁结结构构混凝凝土土标标号号不不能能过过低低的的构构件件适用用范范围围弹性性模模量量高高线膨膨胀胀系系数数小小比较较有有韧韧性性耐久久性性好好桥梁梁上上部部结结构构的的加加固固技技术术———粘贴贴钢钢板板加加固固胶粘粘剂剂要要求求加固固用用钢钢板板要要求求以Q235钢板板为为宜宜钢板板、、连连接接螺螺栓栓及及焊焊缝缝的的强强度度设设计计值值按按现现行行钢钢结结构构设设计计规规范范规规定定采采用用材料料要要求求在适适筋筋范范围围内内，，随随着着荷荷载载的的增增加加，，原原梁梁中中钢钢筋筋屈屈服服，，钢钢板板随随着着也也达达到到屈屈服服，，随随即即混混凝凝土土被被压压碎碎而而破破坏坏。。受弯弯构构件件，，破破坏坏阶阶段段多多数数构构件件钢钢板板与与混混凝凝土土之之间间发发生生局局部部剥剥离离，，沿沿板板与与混混凝凝土土交交界界面面，，出出现现较较长长的的顺顺筋筋裂裂缝缝，，混混凝凝土土被被撕撕裂裂，，导导致致构构件件破破坏坏。。受剪剪构构件件，，构构件件的的破破坏坏类类似似于于普普通通钢钢筋筋混混凝凝土土受受剪剪构构件件，，首首先先出出现现斜斜裂裂缝缝，，然然后后裂裂缝缝不不断断发发展展，，钢钢板板应应力力明明显显增增大大，，最最后后构构件件产产生生破破坏坏。。部分试验验表明，，粘贴在梁梁底的钢钢板未达达到屈服服强度，，而是钢钢板与混混凝土间间撕脱导导致加固固梁破坏坏。破坏特征征桥梁上部部结构的的加固技技术——粘贴钢板板加固锚固长度度不够粘结剂的的质量问问题施工质量量的影响响桥梁上部部结构的的加固技技术——粘贴钢板板加固加固梁破破坏时，，钢板未达达到屈服服而是钢钢板与混混凝土间间撕脱所所致，其其承载力力远低于于钢板到到达屈服服时承载载力。并并且是脆脆性破坏坏，这种现现象应避避免出现现！脆性破坏坏主要原原因要求锚固固不得小小于计算算粘贴延延伸长度度桥梁上部部结构的的加固技技术——粘贴钢板板加固梁（板））受拉区区粘贴钢钢板加固固计算承载力计计算矩形截面面受弯承承载力可可按下式式进行计计算若钢板粘粘贴长度度不能满满足计算算长度，，可在钢钢板的端端部锚固固粘结U型箍对梁：U型箍、加加强箍对板：设设置压条条桥梁上部部结构的的加固技技术——粘贴钢板板加固斜截面承承载力极极限状态态计算当梁的斜斜截面受受剪承载载力不足足时，可可采用局局部粘贴贴并联U形箍板进进行加固固,斜截面受受剪承载载力按下下式计算算斜截面承承载力加加固时，，应粘贴贴成斜向向钢板、、U型箍或L型箍钢筋混凝凝土受弯弯构件不不应低于于C20,预应力混混凝土构构件不应应低于C30。干粘粘钢钢钢板厚厚度以2～6mm为宜，一一般取4mm。湿粘可至至8mm对于受拉拉区不得得小于200t，亦不得得小于600mm；对于受受压区，，不得小小于160t，亦不得得小于480mm；计算。对于大大跨度结结构或可可能经受受反复荷荷载的结结构，锚锚固区尚尚宜增设设U型箍板或螺螺栓等附附加锚固固措施。。钢板及其其邻接的的混凝土土表面，，应进行行密封防防水防腐腐处理。。简单而有有效的办办法是用用M15水泥砂浆浆抹面，其厚度度对于梁梁不应小小于20mm，对于板板不应小小于15mm。粘钢加固固施工构构造要求求桥梁上部部结构的的加固技技术——粘贴钢板板加固基层混凝凝土强度度要求锚固长度度要求粘钢钢板板厚度要要求耐久性要要求粘钢加固固施工要要点桥梁上部部结构的的加固技技术——粘贴钢板板加固钢板表面面处理被粘混凝凝土和胶粘剂配配制加固构件件卸荷涂胶胶粘贴贴固定加压压固化化检验与试试验防腐处理理轻质高强强操作简单单易于粘贴贴不锈蚀由于桥梁梁构件普普遍尺寸寸大、配配筋多，，粘贴碳碳纤维增增加的抗抗弯承载载力相对对较小，，一般使使用在：：小型构件件，如跨跨径小的的板、楼楼板。应力复杂杂部位，，如箱梁梁腹板。。包柱，使使受压柱柱形成约约束混凝凝土。桥梁上部部结构的的加固技技术——粘贴碳纤纤维片加加固优点适用范围围桥梁上部部结构的的加固技技术——粘贴碳纤纤维片加加固材料要求求碳纤维片片材的主主要力学学性能要要求环氧树脂脂粘结剂剂的主要要性能指指标性能（200C）环氧树脂粘结剂密度（kg/m3）1100-1700弹性模量(GPa)0.5-20剪切模量(GPa）0.2-8泊松比0.3-0.4拉伸强度(MPa)9-30剪切强度(MPa)10-30抗压强度(MPa)55-110破断拉应变(%)0.5-5近似的断裂能(Jm-2)200-1000热膨胀系数(10-6/0C）25-100玻璃转换温度(0C）45-80项目单向织物抗拉强度标准值ff,k(MPa)≥3400受拉弹性模量(MPa)≥2.4×105伸长率(%)≥1.7弯曲强度(MPa)≥700层间剪切强度(MPa)≥45仰贴条件下纤维复合材与混凝土正拉粘结强度(MPa)≥2.5,且为混凝土内聚破坏纤维体积含量(%)—单位面积质量(g/㎡)≤300条形板材≥2400≥1.6×105≥1.7—≥50≥2.5,且为混凝土内聚破坏≥65—碳纤维片片材受拉拉时呈线线弹性关关系直至至破坏,其脆性性性能与钢钢筋的延延性有明明显的区区别。碳纤维片片材不具具备钢筋筋所拥有有的延性性，加固固后结构构的延性性将受到到限制碳纤维片片材的延延性缺乏乏，构件件中的应应力重分分布将受受到约束束在粘贴碳碳纤维片片材的结结构设计计中不能能简单地地将碳纤纤维片材材作为钢钢筋的替替代物，，必须考考虑碳纤纤维片材材的脆性性特点桥梁上部部结构的的加固技技术——粘贴碳纤纤维片加加固力学特点点规范规定定[εf]＝0.007或其极限限拉应变变的较小小值，即即其容许许抗拉强强度：[fp]=Ef×[εf]＝1680MPa。Q235钢的抗拉拉强度fsd=195MPa[fp]/fsd=8.6即粘贴一一层300g/m2(厚0.167mm)碳纤维1m宽，相当当于增加加了14.36cm2（3根φ25）I级钢筋，，或2根φ25ⅡⅡ级钢筋。加固时不能完全全卸载，必须考考虑二次受力力。承载能力力极限状状态的验验算要考考虑到可可能发生生的各种种破坏形形态。通通常将破破坏模式式分为两两大类，，即粘贴贴碳纤维维片材后后能整体工作的的构件与粘贴碳纤纤维片材后后不能整体工工作的构件件（如发生片片材脱落等等早期破坏坏的情况））。正常适用极极限状态的的验算包括括：应力的限制制，以避免钢钢筋的屈服服、混凝土土的破坏或或过度徐变变和碳纤维维的断裂变形的限制制开裂的限制制（包括粘结结界面），，以保证结结构的耐久久性与粘结结的完整性性。意外的设计计情况（特特殊的设计计）应考虑虑由于撞击击、故意破破坏或火灾灾等引起的的碳纤维片片材的脱落落。桥梁上部结结构的加固固技术——粘贴碳纤维维片加固粘贴碳纤维维受弯加固固计算抗弯加固构构造要求条碳纤维片片材，应尽量并列布布置尽量避免碳纤维维片材间的的搭接，平行布置置多条或多多处碳纤维维片材加固固时，各条条或各层搭搭接位置应应相互错开开碳纤维片材材端部宜采取取可靠的锚锚固措施当在梁、板板的正弯距距区粘贴碳碳纤维片材材加固时，，对于跨径径20m以内，宜将将碳纤维片片材末端延延伸至支座座边缘。跨跨径大于20m时，碳纤维维片材截断断位置应满满足锚固长度的要求对于T形或箱形连连续梁，可可在翼板底底面粘贴碳碳纤维片材材进行负弯弯距加固，，此时碳纤纤维片材应应紧靠梁肋肋粘贴，其其粘贴范围围宜在4倍翼板厚度度以内当碳纤维片片材用于侧侧面加固时时，碳纤维维片材宜在在距受拉区区边缘1/4梁高范围内内板的抗弯加加固时，碳碳纤维片材材宜采用多条条密布方案案粘贴碳纤维维片材加固固施工构造造要求桥梁上部结结构的加固固技术——粘贴碳纤维维片加固抗剪加固构构造要求在截面商的的转弯处粘粘贴碳纤维维片材时，，转角的最最小半径不不小于30mm抗剪加固最好采用封闭粘贴或或U形粘贴，条件不允允许时也可可采用侧面面粘贴，且且宜设置端端部锚固措措施当采用碳纤纤维片材条条带间隔粘粘贴时，其其净间距不不应大于现现行《公桥规》规定的最大大箍筋间距距的0.7倍为提供水分分散发的路路径，不提提倡碳纤维维片材的大大面积粘贴贴粘贴碳纤维维片材加固固施工构造造要求桥梁上部结结构的加固固技术——粘贴碳纤维维片加固墩柱加固构构造要求当采用碳纤纤维片材加加固矩形柱柱时，应将将转角修成成圆角。当采用碳纤纤维板套筒筒进行加固固时，预制制套筒的尺尺寸应略大大于加固构构件的尺寸寸，并用水水泥浆灌填填期间空隙隙。碳纤维片材材接缝处应应用可靠的的连接，当粘贴碳碳纤维布时时，最外一一层接合处处应保证有有足够的重叠长度；当采用碳碳纤维板套套筒时，接接缝处应用用碳纤维条条带粘贴连连接。桥梁上部结结构的加固固技术——粘贴碳纤维维片加固构件表面处处理找平胶修补补涂刷底层树树脂粘贴碳纤维维片材表面防护粘贴碳纤维维片材加固固施工工序序改变原结构构内力分布布并降低原原结构应力力水平使一般加固固结构中所所特有的应力应变滞滞后现象得得以完全消消除后加部分与与原结构能能较好地共共同工作，结构的总总体承载能能力可显著著提高适用于采用用一般方法法无法加固固或加固效效果很不理理想的较高高应力状态态下的大跨桥梁加加固桥梁上部结结构的加固固技术——体外预应力力加固应用特点加固计算桥梁上部结结构的加固固技术——体外预应力力加固包括持久状况承承载能力极极限状态计计算持久状况正正常使用极极限状态计计算持久状况和和短暂状况况的应力计计算正截面抗弯弯承载力计计算持久状况承承载能力极极限状态计计算斜截面抗剪剪承载力计计算斜截面抗剪承载力箍筋和混凝土抗剪承载力纵向弯起钢筋抗剪承载力体内预应力钢筋抗剪承载力体外预应力钢筋抗剪承载力正截面抗裂裂性验算斜截面抗裂裂验算裂缝宽度验验算挠度验算加固计算桥梁上部结结构的加固固技术——体外预应力力加固持久状况正正常使用极极限状态计计算持久状况和和短暂状况况的应力计计算转向块承载载能计算持久状况正正常使用极极限状态计计算受压区混凝凝土的最大大压应力体内、体外外预应力钢钢筋的最大大拉应力混凝土主压压应力计算算持久状况应应力计算计计算抗剪承载力力：转向块承载载能计算抗拉承载力力：局压承载力力：桥梁上部结结构的加固固技术——体外预应力力加固构造设计体外预应力力布置示意图图（一般布布置）钢绞线成品索现场编束转向块整体转向块块分丝转向块块锚具A型锚具B型锚具C型锚具桥梁上部结结构的加固固技术——体外预应力力加固构造设计-T梁布置（T梁）锚固构造转向块U型承托防撞设施桥梁上部结结构的加固固技术——体外预应力力加固图2.8-28体外束多跨跨通长布置置图体外束分跨跨通长布置置图变高度箱梁梁体外预应应力布置图图常见体外预预应力布置置构造设计-连续箱梁体外预应力力转向装置置转向架转向器桥梁上部结结构的加固固技术——体外预应力力加固桥梁上部结结构的加固固技术——体外预应力力加固体外预应力力锚固端桥梁上部结结构的加固固技术——体外预应力力加固桥梁上部结结构的加固固技术——体外预应力力加固桥梁上部结结构的加固固技术——体外预应力力加固在主梁顶面面加铺一层层钢筋混凝凝土层，与与原有结构构形成整体体增大桥面板板或主梁有有效高度和和受压截面面增加桥面整整体刚度提高桥梁承承载能力适用于主梁梁或桥面板板承载力不不足，刚度度不够，或或铰接梁、、板的铰缝缝不能有效效传力受桥面补强强层厚度的的限制，这这种加固方方法主要适适用于中小小跨径的桥桥梁。恒载将有所所增加，应应通过计算算判断桥面面增厚后是是否可以提提高桥梁的的有效承载载能力桥梁上部结结构的加固固技术——桥面补强层层加固特点、适用用条件、附附加影响钢筋：锚固固筋应采用用螺纹钢筋筋以增加握握裹力，保保证新旧混混凝土的有有效结合。。构造钢筋筋直径不应应过大，为为加强与混混凝土的联联结，也宜宜选用螺纹纹钢筋混凝土：补补强层混凝凝土除应具具有黏结力力强、收缩缩小、抗裂裂性能高外外，还应具具有足够的的韧性、抗抗冲击能力力和抗渗性性。可以从从施工工艺艺上采用适适当的措施施，改善混混凝土的适适用性能。。①使用外外加剂；②②纤维混凝凝土植筋胶：植植筋胶应具具备黏结力力强、耐久久性好、快快硬性和低低毒、无害害等特性，，一般可采采用环氧树树脂类黏结结材料界面剂：界界面剂应对对混凝土黏黏结力强，，抗化学腐腐蚀，强度度高，可用用于潮湿表表面，并有有适当的操操作时间桥梁上部结结构的加固固技术——桥面补强层层加固材料要求桥面表面应应做成凹凸凸不小于4～6mm的粗糙面，，无表面浮浮浆，集料料外露清晰晰，亦可在在表面涂刷刷界面剂以以加强新旧旧混凝土的的黏结。洗刨避免大大型设备，，注意对拱拱起位置的的洗刨（粗粗细不能太太深）新增厚度不不宜小于10cm，新旧龄差差大，应防防收缩（双双钢），必必须注意养养护。结合面应植植入结合抗抗剪钢筋，，间距不应应大于50cm，直径不小小于80mm，也不应大大于20mm。结合钢筋筋植埋于桥桥面的深度度符合胶黏黏材料的要要求，伸入入补强层的的直线长度度不宜小于于5d、大于6cm（锚固计算算）。拉坡很重要要桥梁上部结结构的加固固技术——桥面补强层层加固桥面补强层层加固施工工构造要求求桥梁上部结结构的加固固技术——桥面补强层层加固桥面补强层层加固施工工工序清理桥面或或铲除桥面面铺装植筋及布设设补强层钢钢筋网缺陷、病害害处理结结合面面处理浇筑补强层混混凝土养生、重铺桥桥面、安装附附属设施、清清理现场开放交通简支梁改连续续梁法将多跨简支梁梁改造为桥面面连续简支梁梁法增加辅助墩法法八字支撑法将梁式桥转换换为梁拱组合合体系法改桥为涵洞加加固法钢索斜拉加固固法桥梁上部结构构的加固技术术——改变结构体系系加固预应力高强钢钢丝网—聚合物砂浆复复合面层加固固技术需要将将被加固构件件进行界面处处理，然后将钢丝网网敷设于被加加固构件的受受拉区域，再再在其表面涂涂抹聚合物砂砂浆。该加固技术能能同时显著提提高结构刚度度和承载力，，施工简单成成本低，施工工时不需要中中断交通。极极限阶段往往往发生钢筋屈屈服、钢丝绳绳断裂、受压压区混凝土压压坏的延性破破坏，疲劳性性能理想，耐耐久性好。现现有其他加固固技术中的缺缺点都得到了了较好地解决决或改善。桥梁上部结构构的加固技术术——预应力高强钢钢丝网加固桥梁上部结构构的加固技术术——预应力高强钢钢丝网加固桥梁上部结构构的加固技术术——预应力高强钢钢丝网加固锚具立面图锚具平面图桥梁上部结构构的加固技术术——预应力高强钢钢丝网加固桥梁上部结构构的加固技术术——预应力高强钢钢丝网加固（1）临时支架法法布置示意图图桥梁上部结构构的加固技术术——有替代换索技技术（2）临时吊杆法法布置示意