旧桥梁检测与加固课件

桥梁检测与加固广东工业大学建设学院姜海波，管民生1第一讲桥梁检测与监测技术的开发和应用第二讲桥梁病害诊断第三讲混凝土结构承载能力及耐久性评估第四讲桥梁改造加固方案设计第五讲桥梁加固薄弱受弯构件设计计算讲授提纲广东工业大学建设学院姜海波，管民生2桥梁结构检查的重要性桥梁结构的使用性能及耐久年限,主要由设计、施工和所用材料的质量等诸多因素共同确定。由于设计、施工和材料可能存在某些缺陷,而这些缺陷会使桥梁结构先天存在着某些薄弱之处。此外,桥梁在营运使用中又会受到不可避免的人为损伤及各种大自然侵蚀，带来后天病害。先天缺陷和后天病害的不利影响往往会结合在一起,如果再遇上荷载和外力的临界组合,则很容易使桥梁发生不可预见的损坏。桥梁结构中的一处或某几处局部的损坏又可能产生连锁反应，波及到更多的位置,发展成更大的损坏,乃至危及桥梁的安全。所以,确保建成的桥梁保持良好的运营状态和正常的使用功能,当务之急是及时发现早期病害,在尚未出现更大的损伤之前采取维修养护措施,以控制病害发展或把病害清除,而要达到此目的,就必须对桥梁进行检查。桥梁结构的检查是保证桥梁正常使用、进行维修加固的重要依据。检查桥梁结构的目的在于随时掌握结构的技术状况和安全状态,总结设计、施工、使用和维修的经验和教训,鉴定现有桥梁的承载力和通过能力,指导对桥梁的正确使用、管理和维修。广东工业大学建设学院姜海波，管民生3桥面结构的检测

用于预测桥面病害的一般方法是:测量氯化物含量和电势,并进行肉眼观测。但此种方法既费时间,又妨碍交通,而且更遗憾的是,这种方法不能就沥青桥面铺装的整个病害情况提供准确数据。因为该方法只把注意力集中在由于腐蚀而导致的顶面钢筋保护层的层裂上,而忽视了由于冻融循环造成的沥青铺装层下的混凝土裂崩的检测。然而值得庆幸的是,使用雷达、红外热象仪、激光光学、超声波和其它一些新的技术手段可在仅仅一天之内就能准确地测量成百上千公里路面或几十座桥的桥面。

广东工业大学建设学院姜海波，管民生4桥梁结构体系的监测一般用于结构监测的传统传感器,其测量能力只局限于逐点检测,当临界断面检测得不准确时,其效果就会很不理想。当需要对大型结构,如桥梁的状况进行评估时,具有大面积检测能力的传感器就显得尤为重要。任何监测系统都必须具备在较长时期内提供可靠、精确和长期的检测结果,这样才能保证结构处于高度的安全状态。安装了这种监测系统,就可以较早地发现结构存在的任何问题,以便采取必要的修复措施,从而保证结构使用的连续安全性,使结构的性能得到最佳利用,并减少使用费用。混凝土桥梁结构的监测用于混凝土桥梁结构监测的一种新技术是光纤传感器技术。它运用了光纤的两个特性来实现动态测量：1光损矢量的测量,即利用纤维某些局部产生微小弯曲后所产生光矢量变化的效应原理。2光传输时间原理,即:光沿传感器到达反射镜,再反射回到光源处的传输时间。

广东工业大学建设学院姜海波，管民生5钢桥结构的监测美国联邦公路局开发的无线电桥梁检测和评估系统,是一个便携的、电池供电、使用无线电遥控技术的数据收集系统。它非常像一个数字式多分支的电话网络,用以收集数据并传递到一个笔记本电脑上。这种特殊的无线电网络对静电和障碍物是“免疫”的(静电和障碍物对这种特殊的无线电网络没有影响)。除了收集数据之外,每个模块充当了地区无线电网络中无线电波上的一个结点。这对于钢桥是十分重要的,钢桥在长度上往往大于1.6公里,而较长的桥上往往有大量的电磁干扰和复合反射,用这种技术可以迅速地测量出一座钢桥上每个有疲劳倾向的部位、破损及危险的部位,或者探测出桥梁在车载和风载作用下的工作状况。广东工业大学建设学院姜海波，管民生6智能型支座智能支座能通过支座上活载和恒载的分布,发现并判断出桥梁结构体系的工作状况。因为,如果结构构件的强度因遭受断裂、冲击或其他影响而有明显变化时,也会使支座上的荷载分布发生改变。智能支座可以“感受到”桥梁的破坏。广东工业大学建设学院姜海波，管民生7桥梁基础的监测桥梁结构水面或地面以上部分的材料状况和整体性能状况的检测及评价方法与上部结构类似。水面或地面以下基础状况的诊断,对于明显的病害,一般只能通过观测墩台的沉降、倾斜、位移和裂缝等变形状况来分析判断。对已建桥梁结构基础沉降观测,有的采用激光系统和连通管水平测量装置。在基础不均匀沉降引起的倾斜测量中,采用水准式、摆式倾斜仪,以及各种电测的测斜仪。在法国,将侧向超声波测位仪安装在船上曳引,检测桥梁结构物的浸水部分,能获得水下结构的双向图像。用来检查桥墩、板桩、基础冲刷、填石和石笼的范围与位移状况,以及绘制河床或海底图。美国的马萨诸塞洲,采用贯入地面雷达检测桥台的外形及其稳定性,检测结果用图形显示。广东工业大学建设学院姜海波，管民生8其他新技术在世界上许多地方,对整座桥梁状况的监测技术已经发展到在大型结构物上安装系列大规模的监测系统。例如,横跨特拉华连接宾夕法尼亚和新泽西的巴里桥上就已经安装并运行着这样的一个系统。然而,尽管这种方法很有前途,但这种技术的全部潜在可能尚没有被完全发现或肯定,并且其重要的部分仍处于研究阶段。这种系统的传感器网络传递出的大量数据信息,由计算机进行收集、储存、分析、检索等,然后提供检测信息。事实已经证明,该系统所提供的信息是非常有用的。例如,这些系统检测到了未曾预料到的受弯构件由于暴露在阳光下,所受光照辐射程度不同而产生的弯起,并且确定了弯起量的大小。广东工业大学建设学院姜海波，管民生9此外,对桥梁结构的承载能力的“非侵入式”检测也是桥梁工程界的迫切需求。通常,一座桥梁如果不符合标准承载要求,说明该桥有某种结构上的缺陷。美国联邦公路局为此将激光检测系统用于检测桥梁的承载能力。这套系统由一个电脑控制的反射器将红外线的激光束(注:该激光束不会对人眼产生危险)瞄准桥梁上的某点。当激光检测到桥梁结构上的某个点,系统就会马上给出该点相对于当地坐标系统的三维坐标。仅几分钟的时间内,系统可以测量桥结构上不同的点几百次。它对目标没有特别的规定,在普通钢材、混凝土和木材表面上都可以很好的工作。利用这个系统,可以迅速地测量出大型卡车作用在桥上使其产生的三维变形。这个系统还可以用于迅速确定桥上每一部分对应先前(上次)检查的位移(变位)情况,结果可以精确到毫米。该系统还能探测到沉降或预应力损失。广东工业大学学建设学院姜姜海海波，管民生生10第二讲桥桥梁病害诊断断§2-1环境因素引起起的混凝土结结构损伤或破坏§2-2混凝土结构的的裂缝分析广东工业大学学建设学院姜姜海海波，管民生生11混凝土结构的的病害表现形形式多种多样样，引起病害害的原因错综综复杂，从引引起病害的原原因来分析，，可以将其划划分为两大类类：第一类为由环环境作用引起起的混凝土结结构损伤与破破坏。由于混混凝土的缺陷陷（例如裂隙隙、孔道、汽汽泡、孔穴等等），环境中中的水及侵蚀蚀性介质就可可能渗入混凝凝土内部，与与混凝土中某某些成份发生生化学、物理理反应，引起起混凝土损伤伤，影响结构构的受力性能能和耐久性。。第二类为由荷荷载作用或设设计、施工不不当造成的混混凝土结构损损伤。例如，，由于超载作作用引起的裂裂缝，动力冲冲击作用引起起疲劳破坏。。构造措施和和施工方法不不当引起结构构裂缝等。广东工业大学学建设学院姜姜海海波，管民生生12§2-1环境因素引起起的混凝土结结构损伤或破破坏1混凝土的碳化化混凝土的碳化化是指混凝土土中氢氧化钙钙与渗透进混混凝土中的二二氧化碳或其其它酸性气体体发生化学反反应的过程。。一般情况下下混凝土呈碱碱性，在钢筋筋表面形成碱碱性薄膜，保保护钢筋免遭遭酸性介质的的侵蚀，起到到了“钝化””保护作用。。碳化的实质质是混凝土的的中性化，使使混凝土的碱碱性降低，钝钝化膜破坏，，在水分和其其它有害介质质侵入的情况况下，钢筋就就会发生锈蚀蚀。2氯离子的侵蚀蚀氯离子对混凝凝土的侵蚀是是氯离子从外外界环境侵入入已硬化的混混凝土造成的的。海水是氯氯离子的主要要来源，北方方寒冷地区冬冬季道路、桥面撒盐化化雪除冰都有有可能使氯离离子渗入混凝凝土中。氯离离子对混凝土土的侵蚀属于于化学侵蚀，，对结构的危危害是多方面面的，但最终终表现为钢筋筋的锈蚀。广东工业大学学建设学院姜姜海海波，管民生生13§2-1环境因素引起起的混凝土结结构损伤或破破坏3碱—骨料反应碱—骨料反应一般般指水泥中的的碱和骨料中中的活性硅发发生反应，生生成碱—硅酸盐凝胶，，并吸水产生生膨胀压力，，造成混凝土土开裂。碱—骨料反应引起起的混凝土结结构破坏程度度，比其他耐耐久性破坏发发展更快，后后果更为严重重。碱—骨料反应一旦旦发生，很难难加以控制，，一般不到两两年就会使结结构出现明显显开裂，所以以有时也称碱碱骨料反应是是混凝土结构构的“癌症””。碱—骨料反应破坏坏的最重要特特征之一是混混凝土表面开开裂，裂缝的的形态与结构构中钢筋形成成的限制和约约束状态有关关：钢筋限制制、约束力强强的混凝土形形成顺筋裂缝缝；钢筋限制制约束作用弱弱的混凝土形形成网状或地地图状裂缝，，在裂缝处有有白色凝胶物物渗出。碱—骨料反应应裂缝与与其他原原因裂缝缝的主要要区别是是：广东工业业大学建建设学院院姜姜海海波，管管民生14§2-1环境因素素引起的的混凝土土结构损损伤或破破坏①碱—骨料反应应引起混混凝土局局部膨胀胀，裂缝缝的两个个边缘出出现不平平状态（（错台））；是碱碱骨料反反应裂缝缝的特有有现象；；②碱—骨料反应应与环境境湿度有有关，在在同一工工程中潮潮湿部位位出现裂裂缝，而而干燥部部位却安安然无恙恙，是碱碱—骨料反应应裂缝区区别与其其他原因因裂缝的的外观特特征差别别之一。。③从裂缝缝出现的的时间来来判断，，碱—骨料反应应裂缝出出现的时时间较晚晚，多在在施工后后5~10年内出现现，而混混凝土收收缩裂缝缝出现的的时间较较早，一一般在施施工后若若干天内内出现。。4冻融循环环破坏渗入混凝凝土中的的水在低低温下结结冰膨胀胀，从内内部破坏坏混凝土土的微观观结构。。经多次次冻融循循环后，，损伤积积累将使使混凝土土剥落酥酥裂，强强度降低低。冻融融循环破破坏的混混凝土广东工业业大学建建设学院院姜姜海海波，管管民生15§2-1环境因素素引起的的混凝土土结构损损伤或破破坏剥落，开开始时在在混凝土土表面出出现粒径径为2-3mm的小片剥剥落，随随着使用用年限的的增加，，剥落量量及剥落落块直径径增大，，剥落由由表及里里，发展展速度很很快。一一经发现现冻融引引起的混混凝土剥剥落，必必需密切切注意剥剥落的发发展情况况，及时时采取修修补措施施。北方地区区采用撒撒盐除冰冰，由于于盐类与与冻融循循环的共共同作用用引起的的盐冻破破坏是冻冻融循环环破坏的的一种特特殊形式式。盐冻冻破坏是是静水压压及盐溶溶液的渗渗透压和和结晶压压共同作作用的结结果，因因此，盐盐冻破坏坏要比单单纯的冻冻融破坏坏严酷得得多。盐冻破坏坏区别于于其他破破坏形式式的主要要特征是是：①表面分分层剥落落，骨料料暴露，，但剥落落层下面面的混凝凝土完好好；②破坏速速度快，，对未采采用防盐盐冻措施施而使除除冰盐者者，广东工业业大学建建设学院院姜姜海海波，管管民生16§2-1环境因素素引起的的混凝土土结构损损伤或破破坏少则一冬冬，多则则几冬，，即可产产生严重重盐冻破破坏；③在没有有干扰的的剥蚀表表面或裂裂缝中可可见到白白色盐结结晶体；；5钢筋锈蚀蚀混凝土中中钢筋腐腐蚀的首首要条件件是钝化化膜坏，，混凝土土的碳化化及氯离离子侵蚀蚀都会造造成覆盖盖钢筋表表面的碱碱性钝化化膜的破破坏，加加之有水水分和氧氧的侵入入，就可可能引起起钢筋的的腐蚀。。钢筋腐腐蚀伴有有体积膨膨胀，使使混凝土土出现沿沿钢筋的的纵向裂裂缝，造造成钢筋筋与混凝凝土之间间的粘结结力破坏坏，钢筋筋截面面面积减少少，使结结构构件件的承载载力降低低，变形形和裂缝缝增大等等一系列列不良后后果，并并随着时时间的推推移，腐腐蚀会逐逐渐恶化化，最终终可能导导致结构构的完全全破坏。。广东工工业大大学建建设学学院姜姜海波波，管管民生生17§2-1环境因因素引引起的的混凝凝土结结构损损伤或或破坏坏值得注注意的的是，，上述述所有有侵蚀蚀混凝凝土和和钢筋筋的作作用都都需要要有水水作介介质。。另一一方面面，几几乎所所有的的侵蚀蚀作用用对混混凝土土结构构的破破坏都都与侵侵蚀作作用引引起的的混凝凝土膨膨胀，，最终终导致致混凝凝土的的开裂裂有关关。而而且当当混凝凝土结结构开开裂后后，腐腐蚀速速度将将大大大加快快。形形成导导致混混凝土土结构构的耐耐久性性进一一步退退化的的恶化化循环环。因因此，，对新新建结结构而而言，，提高高混凝凝土结结构耐耐久性性的基基本途途径是是增强强混凝凝土的的密实实度，，防止止和控控制混混凝土土开裂裂，阻阻止水水分的的侵入入；加加大混混凝土土保护护层的的厚度度，防防止由由于混混凝土土保护护层碳碳化引引起钢钢筋钝钝化膜膜的破破坏。。对于于在役役结构构而言言，提提高混混凝土土结构构耐久久性的的基本本思路路是在在清除除病害害根源源的基基础上上，封封堵裂裂缝，，修补补破损损混凝凝土；；增设设防水水层，，防止止水分分的侵侵入。。广东工工业大大学建建设学学院姜姜海波波，管管民生生18§2-2混混凝土土结构构的裂裂缝分分析实践表表明，，混凝凝土结结构的的任何何损伤伤与破破坏，，一般般都是是首先先在混混凝土土中出出现裂裂缝，，裂缝缝是反反映混混凝土土结构构病害害的晴晴雨表表。所所以，，对混混凝土土结构构的损损伤检检测，，首先先应从从对结结构的的裂缝缝调查查、检检测与与分析析入手手。混凝土土结构构的裂裂缝是是由材材料内内部的的初始始缺陷陷、微微裂缝缝的扩扩展而而引起起的。。引起起裂缝缝的原原因很很多，，但可可归纳纳为两两大类类：第一类类：由由外荷荷载引引起的的裂缝缝，称称为结结构性性裂缝缝（又又称为为受力力裂缝缝），，其裂裂缝的的分布布及宽宽度与与外荷荷载有有关。。这种种裂缝缝的出出现，，预示示结构构承载载力可可能不不足或或存在在其他他严重重问题题。广东工工业大大学建建设学学院姜姜海波波，管管民生生19§2-2混混凝土土结构构的裂裂缝分分析第二类类：由由变形形引起起的裂裂缝，，称为为非结结构性性裂缝缝，如如温度度变化化、混混凝土土收缩缩等因因素引引起的的结构构变形形受到到限制制时，，在结结构内内部就就会产产生拉拉应力力，当当此应应力达达到混混凝土土抗拉拉强度度极限限值时时，即即会引引起混混凝土土裂缝缝，裂裂缝一一旦出出现，，变形形得到到释放放，拉拉应力力也就就消失失了。。两类裂裂缝有有明显显的区区别，，危害害效果果也不不相同同，有有时两两类裂裂缝融融在一一起。。调查查资料料表明明，在在两类类裂缝缝中以以变形形引起起的裂裂缝占占主导导的约约占80%；以荷荷载引引起的的裂缝缝占主主导的的约占占20%。对裂裂缝原原因的的分析析是裂裂缝危危害性性评定定，裂裂缝修修补和和加固固的依依据，，若对对裂缝缝不经经分析析研究究就盲盲目进进行处处理，，不仅仅达不不到预预期的的效果果，还还可能能潜藏藏着突突发性性事故故的危危险。。广东工工业大大学建建设学学院姜姜海波波，管管民生生20§2-2混混凝土土结构构的裂裂缝分分析1．结构构性裂裂缝（（受力力裂缝缝）众所周周知，，混凝凝土的的抗拉拉强度度很低低，抗抗拉极极限应应变大大约为为换句话话说，，混凝凝土即即将开开裂的的瞬间间，钢钢筋的的应力力只有有事实上上，在在正常常使用用阶段段钢筋筋的应应力远远大于于此值值，所所以说说在正正常使使用阶阶段钢钢筋混混凝土土结构构出现现裂缝缝是避避不可可免的的。因因而，，习惯惯上又又将这这种裂裂缝称称为正正常裂裂缝。。实践践证明明，在在正常常条件件下，，裂缝缝宽度度小于于0.3mm时，钢钢筋不不致生生锈。。为确确保安安全，，允许许裂缝缝宽度度还应应广东工工业大大学建建设学学院姜姜海波波，管管民生生21小一些些。新新颁布布的<公路钢钢筋混混凝土土及预预应力力混凝凝土桥桥涵设设计规规范>JTGD62-2004（以下下简称称<桥规JTGD62>）规定定：钢钢筋混混凝土土构件件计算算的特特征裂裂缝宽宽度不不应超超过下下列规规定的的限值值：Ⅰ类及Ⅱ类环境境0.2mmⅢ类及Ⅳ类环境境0.15mm图1-1所示为为钢筋筋混凝凝土简简支梁梁的典典型§2-2混混凝土土结构构的裂裂缝分分析图1-1钢筋混混凝土土梁结结构裂裂缝广东工工业大大学建建设学学院姜姜海波波，管管民生生22图1-1中①所所示的的跨中中截面面附近近下缘缘受拉拉区的的竖向向裂缝缝，是是最常常见的的结构构性裂裂缝。。在正正常设设计和和使用用情况况下，，裂缝缝宽度度不大大，间间距较较密，，分布布均匀匀。若若竖直直裂缝缝宽度度过大大，预预示结结构正正截面面承载载力不不足；；图1-1中②所所示为为支点点（或或腹板板宽度度变化化处））附近近截面面由主主拉应应力引引起的的斜裂裂缝。。在正正常设设计和和使用用情况况下很很少出出现斜斜裂缝缝，即即使出出现裂裂缝宽宽度也也很小小。若若斜裂裂缝宽宽度过过大，，预示示结构构的斜斜截面面承载载力不不足，，存在在发生生斜截截面脆脆性破破坏的的潜在在危险险，应应引起起足够够的重重视。。另外，，钢筋筋混凝凝土墩墩柱受受压构构件由由于纵纵向压压力过过大引引起的的纵向向裂缝缝、预预应力力筋锚锚固区区由于于局部部应力力过大大引起起的劈劈裂裂裂缝等等都属属于结结构性性裂缝缝。§2-2混混凝土土结构构的裂裂缝分分析广东工工业大大学建建设学学院姜姜海波波，管管民生生23有些结结构性性裂缝缝（受受力裂裂缝））是由由设计计错误误和施施工方方法不不当所所造成成的。。例如如：钢钢筋锚锚固长长度不不足、、计算算图式式与实实际受受力不不符、、次内内力考考虑不不全面面和施施工安安装构构件支支承吊吊点错错误等等都可可以使使构件件产生生裂缝缝。在超静静结构构中基基础不不均匀匀沉降降，将将引起起结构构的内内力变变化，，可能能导致致结构构出现现裂缝缝。基基础不不均沉沉降引引起的的上部部结构构的裂裂缝，，实质质上是是属于于结构构性裂裂缝（（受力力裂缝缝）范范畴，，裂缝缝的分分布和和宽度度与结结构形形式、、基础础不均均沉降降情况况及大大小等等多种种因素素有关关。这这种裂裂缝对对结构构安全全性影影响很很大，，应在在基础础不均均匀沉沉降停停止或或采用用加固固地基基方法法消除除后，，才能能进行行上部部结构构的裂裂缝处处理。。§2-2混凝凝土结构构的裂缝缝分析广东工业业大学建建设学院院姜姜海海波，管管民生242．非结构构性裂缝缝混凝土的的非结构构性裂缝缝根据其其形成的的时间可可分为：：混凝土土硬化前前裂缝、、硬化过过程裂缝缝和完全全硬化后后裂缝。。非结构构性裂缝缝的产生生受混凝凝土材料料组成、、浇筑方方法，养养护条件件和使用用环境等等等多种种因素影影响。（1）收缩裂裂缝在混凝土土凝固过过程中，，由于多多余水分分蒸发，，引起的的混凝土土体积缩缩小称为为干缩。。同时，，水泥与与水起水水化作用用逐渐硬硬化而形形成的水水泥骨架架不断紧紧密，引引起的混混凝土体体积缩小小称为凝凝缩。收收缩中以以干缩为为主，占占总收缩缩量的8/10~9/10。收缩量量随时间间增长而而不断加加大，初初期收缩缩较快，，尔后日日趋缓慢慢。普通通混凝土土在标准准状态下下的极限限收缩变变形约为为(3~4)×10－4。§2-2混凝凝土结构构的裂缝缝分析广东工业业大学建建设学院院姜姜海海波，管管民生25当混凝土土成形后后，表面面水份蒸蒸发，这这种水份份蒸发总总是由表表及里逐逐步发展展，截面面内外温温度不等等，内外外收缩量量不一样样。混凝凝土表面面收缩变变形受到到混凝土土内部约约束或其其他约束束限制时时，即在在混凝土土中产生生拉应力力，引起起混凝土土开裂。。尤其是是混凝土土早期养养护不当当，混凝凝土表面面直接受受到风吹吹日晒的的影响，，表面水水份蒸发发过快，，产生较较大的拉拉应力，，混凝土土早期强强度低，，很容易易出现收收缩裂缝缝。收缩裂缝缝发生在在混凝土土面层，，裂缝浅浅而细，，宽度多多在0.05~0.2mm之间。对对板类构构件多沿沿短边方方向，均均匀分布布于相邻邻两根钢钢筋之间间，方向向与钢筋筋平行。。对高度度较大的的钢筋混混凝土梁梁，由于于腰部水水平钢筋筋间距过过大，在在腰部（（或腹板板）产生生竖向收收缩裂缝缝，但多多集中在在构件中中部，§2-2混凝凝土结构构的裂缝缝分析广东工业业大学建建设学院院姜姜海海波，管管民生26中间宽两两头细，，至梁的的上、下下缘附近近逐渐消消失，梁梁底一般般没有裂裂缝。大大体积混混凝土在在平面部部位收缩缩裂缝较较多，侧侧面也有有所见。。收缩裂裂缝对构构件承载载力影响响不大，，主要影影响结构构外观和和耐久性性。（2）温度裂裂缝钢筋混凝凝土结构构随着温温度变化化将产生生热胀冷冷缩变形形，这种种温度变变形受到到约束时时，在混混凝土内内部就会会产生拉拉应力，，当此应应力达到到混凝土土的抗拉拉强度极极限值时时，即会会引起混混凝土裂裂缝，这这种裂缝缝称为温温度裂缝缝。按结结构的温温度场不不同、温温度变形形、温度度应力不不同，温温度裂缝缝可分为为三种类类型：①截面均均匀温差差裂缝§2-2混凝凝土结构构的裂缝缝分析广东工业业大学建建设学院院姜姜海海波，管管民生27一般桥梁梁结构为为杆件体体系长细细结构，，当温度度变化时时，构件件截面受受到均匀匀温差的的作用，，可忽略略横截面面两个方方向的变变形，只只考虑沿沿梁长度度方向的的温度变变形，当当这种变变形受到到约束时时，在混混凝土内内部就②截面上、下温差裂缝以桥梁结构中大量采用的箱形梁为例，当外界温度骤然§2-2混凝凝土结构构的裂缝缝分析广东工业业大学建建设学院院姜姜海海波，管管民生28变化时，，会造成成箱内外外的温度度差，考考虑到桥桥梁为长长细结构构，可以以认为在在沿梁长长方向箱箱内外的的温差是是一致的的，沿水水平横向向没有温温差。将将三维热热传导问问题简化化为沿梁梁的竖向向温度梯梯度来确确定，一一般假设设梁的截截面高度度方向、、温差呈呈线性变变化。在这种温温差作用用下，梁梁不但有有轴向变变形，还还伴随产产生弯曲曲变形。。梁的弯弯曲变形形在超静静定结构构中不但但引起结结构的位位移，而而且因多多余约束束存在，，还要产产生结构构内部温温度应力力。当上上、下温温差变形形产生的的应力达达到混凝凝土抗拉拉强度极极限值时时，混凝凝土就要要出现裂裂缝，这这种裂缝缝称为截截面上、、下温差差裂缝。。§2-2混凝凝土结构构的裂缝缝分析广东工业业大学建建设学院院姜姜海海波，管管民生29③截面内内外温差差裂缝水泥在水水化过程程产生一一定的水水化热，，其大部部分热量量是在混混凝土浇浇筑后3天以内放放出的。。大体积积混凝§2-2混凝凝土结构构的裂缝缝分析广东工业业大学建建设学院院姜姜海海波，管管民生30混凝土温温度裂缝缝有以下下特点：：①裂缝发发生在板板上时，，多为贯贯穿裂缝缝；发生生在梁上上多为表表面裂缝缝。②梁板式式结构或或长度较较大的结结构，裂裂缝多是是平行于于短边。。③大面积积结构（（例如桥桥面铺装装）裂缝缝多是纵纵横交错错。④裂缝宽宽度大小小不一，，且沿结结构全长长没有多多大变化化。预防温度度裂缝的的主要措措施是合合理设置置温度伸伸缩缝，，在混凝凝土组成成材料中中掺入适适量的磨磨细粉煤煤灰，减减少水化化热，加加强混凝凝土养护护，严格格控制升升温和降降温速度度。§2-2混凝凝土结构构的裂缝缝分析广东工业业大学建建设学院院姜姜海海波，管管民生31第三讲混混凝凝土结构构承载能能力及耐耐久性评评估§3-1在役混凝凝土结构构的承载载能力与与耐久性评§3-2考虑钢筋腐蚀影响的承载能力评估方法基本内容容广东工业业大学建建设学院院姜姜海海波，管管民生32§3-1在役混凝凝土结构构的承载载能力与与耐久性性评估的的基本概概念混凝土结结构受到到损伤后后，需要要对结构构损伤的的原因和和程度进进行分析析，对损损伤对结结构承载载能力及及耐久性性的影响响进行评评估，其其主要内内容是：：①考虑结结构损伤伤影响的的承载能能力评估估②在役结结构剩余余使用寿寿命评估估在评估分分析的基基础上，，根据经经济技术术条件，，制定科科学的维维修加固固方案，，提出结结构处理理措施。。评估现有有结构的的安全可可靠性的的核心问问题是确确定考虑虑结构病病害损伤伤后的结结构承载载能力。。桥梁结结构的承承载能力力评定通通常采用用以下三三个途径径：①根据相相关规范范要求对对照桥梁梁的存在在的缺陷陷及病害害进行综综合评定定例如我我国<公路养护护技术规规范>中对桥梁梁技术状状态标准准和裂缝缝宽度，，都做了了规定。。依此标标准将桥桥梁技术术状况划划分为四四类。公公路养护护广东工业业大学建建设学院院姜姜海海波，管管民生33§3-1在役混凝凝土结构构的承载载能力与与耐久性性评估的的基本概概念管理部门门推广使使用的<桥梁技术术状况评评估专家家系统>也属于综综合评估估方法，，这种评评估方法法只能给给出宏观观的分析析结果。。②现场荷荷载试验验评估方方法通过现场场荷载试试验（静静载试验验和动载载试验））可直接接检测结结构的实实际承载载力。荷荷载试验验与理论论计算分分析相结结合是比比较符合合实际的的承载力力评定方方法，但但试验设设备复杂杂，技术术难度高高，经费费支出大大，目前前尚难以以大规模模推广应应用。③理论计计算分析析评估方方法在现场调调查和病病害检测测分析的的基础上上，考虑虑结构病病害、损损伤的影影响，按按现行规规范计算算结构承承载力是是国内采采用的承承载力评评估的主主要方法法。广东工业业大学建建设学院院姜姜海海波，管管民生34§3-1在役混凝凝土结构构的承载载能力与与耐久性性评估的的基本概概念结构的剩剩余使用用寿命预预测是耐耐久性评评估的核核心内容容。结构构的剩余余寿命系系指在不不加维修修或正常常维修及及正常使使用条件件下，结结构可能能继续使使用的年年限。钢钢筋锈蚀蚀是影响响混凝土土结构耐耐久性和和使用寿寿命的重重要因素素，因此此，一一般将钢钢筋锈蚀蚀作为判判断混凝凝土结构构使用寿寿命终结结的标准准。混凝凝土结构构剩余寿寿命评估估是个目目前尚未未很好解解决的科科研课题题，它涉涉及到钢钢筋锈蚀蚀破坏机机理和钢钢筋锈蚀蚀胀力模模型的研研究和耐耐久性终终结标准准的确定定。目前前，对在在役结构构的耐久久性评估估和剩余余寿命预预测，大大多还是是依赖有有经验的的工程技技术人员员作出经经验性评评价和处处理意见见。广东工业业大学建建设学院院姜姜海海波，管管民生35已有结构构的耐久久性检测测与评估估：钢筋混凝凝土结构构的现场场踏勘和和检测是是了解结结构现状状和耐久久性损伤伤程度的的重要手手段，是是进行耐耐久性评评估的重重要依据据。检测测的内容容和方法法如下，，应尽可可能地采采用非破破损性的的检测手手段：1、调查结构和和构件的全貌貌2、检查外观损损伤3、测试混凝土土性能4、检测钢筋5、调研和测试试环境条件广东工业大学学建设学院姜姜海海波，管民生生36将全部的结构构现场观察调调研和试验室室检测的详细细结果汇总后进行统统计分析，按按照结构的损损伤和性能化化的严重程度度，评定各部部分的耐久性性的损伤等级级。广东工业大学学建设学院姜姜海海波，管民生生37§3-2考虑虑钢筋腐蚀影影响的承载能能力评估方法法1、钢筋锈蚀对对结构承载力力的影响混凝土中的钢钢筋腐蚀是造造成混凝土结结构损伤，影影响结构承载载能力的最主主要因素，其其主要表现是是：①钢筋腐蚀后后，使钢筋的的有效截面面面积减少；②钢筋腐蚀后后，力学性能能劣化，强度度降低；③钢筋腐蚀后后，混凝土保保护层开裂甚甚至脱落，使使混凝土的有有效断面面减少；④钢筋腐蚀后后，钢筋与混混凝土之间的的粘结性能退退化，影响钢钢筋与混凝土土的共同工作作。（1）腐蚀钢筋的的屈服强度和和极限强度钢筋腐蚀对其其力学性能的的影响取决于于腐蚀程度。。试验研究表表明，腐蚀钢钢筋的屈服强强度与相应的的截面损失率率之间的关系系，基本上服服从线性关系系。广东工业大学学建设学院姜姜海海波，管民生生38§3-2考虑虑钢筋腐蚀影影响的承载能能力评估方法法牛荻涛[]在综合分析试试验资料的基基础上，给出出了腐蚀钢筋筋实际屈服强强度和极限强强度计算表达达式为（3-1）（3-2）广东工业大学学建设学院姜姜海海波，管民生生39§3-2考虑虑钢筋腐蚀影影响的承载能能力评估方法法（2）腐蚀钢筋与与混凝土之间间的粘结性能能退化对承载载力的影响。。混凝土中的钢钢筋腐蚀后，，在钢筋与混混凝土接口上上生成疏松的的锈层，破坏坏钢筋表面与与混凝土之间间的化学胶结结力，并降低低了钢筋与混混凝土之间的的摩擦力；对对变形钢筋横横肋的锈蚀将将降低钢筋和和混凝土之间间的机械咬合合力，保护层层混凝土锈胀胀开裂甚至脱脱落，则降低低外围混凝土土对钢筋的约约束，所有这这些因素都将将导致钢筋与与混凝土之间间的粘结性能能退化。钢筋腐蚀引起起的钢筋与混混凝土之间粘粘结性能退化化，将导致钢钢筋与混凝土土不能很好的的协同工作。。钢筋发生严严重腐蚀时，，钢筋与混凝凝土之间的粘粘结力显著降降低，钢筋与与混凝土之间间共同工作能能力减弱，梁梁的受力广东工业大学学建设学院姜姜海海波，管民生生40§3-2考虑虑钢筋腐蚀影影响的承载能能力评估方法法特征接近于无无粘结预应力力拉杆或配有有普通钢筋的的无粘结预应应力梁。由于于目前人们对对钢筋腐蚀引引起的粘结力力退化规律及及其对受拉钢钢筋强度发挥挥的影响程度度还不十分清清楚，因此，，现今只能用用一个协同工工作降低系数数来考虑粘结结退化的影响响。协同工作作降低系数与与钢筋锈蚀量量或锈胀裂缝缝宽度有关。。冶金建筑科科学研究院的的试验研究表表明，钢筋的的截面损失率率大于10%时，钢筋与混混凝土之间的的粘着力显著著降低，应考考虑钢筋与混混凝土协同工工作降低系数数的影响，建建议将其承载载力乘以0.8~0.9的系数。2、考虑钢筋腐腐蚀影响的承承载能力计算算（1）正截面抗弯弯承载力按<桥规JTGD62>规定，构件承承载能力极限限状态的基本本方程式为：：广东工业大学学建设学院姜姜海海波，管民生生41§3-2考虑虑钢筋腐蚀影影响的承载能能力评估方法法（3-3）广东工业大学学建设学院姜姜海海波，管民生生42§3-2考虑虑钢筋腐蚀影影响的承载能能力评估方法法对使用多年的的在役结构进进行承载能力力评估时，应应考虑钢筋腐腐蚀的影响。。其承载力计计算基本方程程与一般钢筋筋混凝土构件件基本相同，，只是在计算算钢筋应力项项时，应采用用腐蚀钢筋的的实际屈服强强度和腐蚀后后的有效截的的面积，并计计入协同工作作降低系数，，考虑钢筋与与混凝土之间间粘结性能退退化的影响。。考虑钢筋锈蚀蚀影响的受弯弯构件正截面面承载力计算算的基本方程程可由内力平平衡条件求得得广东工业大学学建设学院姜姜海海波，管民生生43§3-2考虑虑钢筋腐蚀影影响的承载能能力评估方法法图3-1考虑钢筋腐蚀蚀影响的受弯弯构件正截面承载力力计算简图广东工业大学学建设学院姜姜海海波，管民生生44§3-2考虑虑钢筋腐蚀影影响的承载能能力评估方法法（3-4）（3-5）公式的适用条条件是（3-6）广东工业大学学建设学院姜姜海海波，管民生生45§3-2考虑虑钢筋腐蚀影影响的承载能能力评估方法法（3-7）广东工业大学学建设学院姜姜海海波，管民生生46§3-2考虑虑钢筋腐蚀影影响的承载能能力评估方法法图3-1考虑钢筋腐蚀蚀影响的受弯弯构件正截面承载力力计算简图广东工业大学学建设学院姜姜海海波，管民生生47§3-2考虑虑钢筋腐蚀影影响的承载能能力评估方法法（3-4）（3-5）公式的适用条条件是（3-6）广东工业大学学建设学院姜姜海海波，管民生生48§3-2考虑虑钢筋腐蚀影影响的承载能能力评估方法法（3-7）广东工业大学学建设学院姜姜海海波，管民生生49§3-2考虑虑钢筋腐蚀影影响的承载能能力评估方法法应该指出，公公式（3-4）和（3-5）是针对受拉拉钢筋腐蚀的的单筋T形截面导出的的，由于计算算中不考虑受受拉区混凝土土的抗拉作用用，因此，在在公式中未计计入钢筋腐蚀蚀引起的混凝凝土截面损伤伤。如果受压压区混凝土截截面损失较大大时，则应考考虑其对承载载力的影响。。2、斜截面抗剪剪承载力对在役结构的的斜截面抗剪剪承载力计算算，应考虑斜斜裂缝对混凝凝土抗剪承载载力的影响，，及钢筋锈蚀蚀对箍筋和弯弯起钢筋抗剪剪承载力的影影响。斜截面面抗剪承载力力计算表达式式可改写为下下列形式。广东工业大学学建设学院姜姜海海波，管民生生50§3-2考虑虑钢筋腐蚀影影响的承载能能力评估方法法（3-10）（3-9）（3-8）式中csb——考虑斜裂缝对对混凝土抗剪剪承载力影响响的修正系数数，根据试验验研究结果，建议：斜裂缝宽度小小于0.2mm者，取csb=0.835；斜裂缝宽度大大于0.2mm者，取csb=0.78。sva、sba——分别为考虑钢钢筋腐蚀影响响的箍筋和弯弯起钢筋屈服服强度折减系系数，其数值按公式式（3-7）计算。广东工业大学学建设学院姜姜海海波，管民生生51§3-2考虑虑钢筋腐蚀影影响的承载能能力评估方法法公式（3~8）~（3-10）中其他符号号的意义与<桥规JTGD62>给出一般钢筋筋混凝土斜截面抗剪剪承载力公式式相同。在考虑结构病病害损伤的基基础上，按桥桥规<JTGD62>的有关公式，，求得现有构构件所能承担的正截截面抗弯承载载力Mdu和斜截面抗剪剪承载力Vdu，并将其与按按拟提高的荷荷载等级计算的弯弯矩组合设计计值0dMg和剪力组合设设计值0dVg加以比较，则则得：正截面抗弯承承载力检算系系数0dumdMKMg=斜截面抗弯承承载力检算系系数0duvdVKVg=若1mK>，说明正截面抗弯弯承载力可以满足足要求，若1mK<，说明正截面抗弯弯承载力不足，应予加加固补强。若1vK>，说明斜截面抗弯弯承载力可以满足足要求，若1vK<，说明正截面抗弯弯承载力不足，应予加固补补强。广东工业大学建设设学院姜姜海波，管民生52第四讲桥桥梁改造加固方案案设计§4-1桥梁改造加固方案案设计的原则§4-2型桥梁加固方案评评述基本内容广东工业大学建设设学院姜姜海波，管民生53基本内容在对桥梁结构病害害检测分析和鉴定定评估的基础上，，根据技术经济条条件和使用要求，，有针对性地制定定加固方案。广东工业大学建设设学院姜姜海波，管民生54§4-1桥梁改造加固固方案设计的原则则1．我国桥梁加固的的现状我国桥梁改造加固固任务繁重，据交交通部统计至2003年底，全国公路网网中尚有危桥10443座，378439延米。要实现交通通部规划的2005年底基本消灭国、、省干线公路危桥桥的目标，所需资资金约为90亿元。中国桥梁梁改造加固市场场的巨大潜力，，吸引了国内外外众多有远见卓卓识的工程技术术人员和企业家家把注意力转移移到这方面来，，国外的先进加加固技术大量涌涌进中国加固市市场，各种加固固公司像雨后春春笋相应而生，，成功地创建了了一批桥梁改造造加固的优秀范范例，推进了我我国桥梁改造工工作的发展。提高桥梁改造加加固设计质量，，是确保加固工工程质量的前提提和基础。桥梁梁改造加固设计计是比新建桥梁梁设计复杂得多多的系统工程。。我国目前的状状况是“有实力力的大设计院无无暇顾及，不愿愿意干，技术力力量较差的小型型设计单位又干干不了”，桥梁梁改造加固设计计基本上由科研研单位、高等院院校和广东工业大学建建设学院姜姜海波，管管民生55§4-1桥梁改造加加固方案设计的的原则各类专业公司来来承担。各类专专业公司的技术术水平差异较大大，值得庆幸的的是，近几年来来我国确已出现现一批技术能力力较高的专业化化加固公司，完完成一批桥梁加加固工程的优秀秀范例，他们代代表了中国桥梁梁改造加固的主主导方向。但是是，有些专业公公司以销售加固固材料为主，业业务单一，对桥桥梁加固设计不不熟悉。桥梁改改造加固设计审审核制度不规范范，没有明确的的加固设计资质质要求，桥梁加加固设计市场管管理混乱。整顿顿和规范桥梁加加固市场，提高高桥梁改造加固固设计质量是提提高桥梁改造加加固工程质量的的重要措施之一一。从技术角度分析析，目前我国桥桥梁改造加固设设计存在的主要要问题是：（1）基层养护管理理和设计部门，，桥梁病害诊断断技术力量薄弱弱，桥梁检测手手段落后。桥梁梁病害诊断是进进行桥梁加固设设计的前提和基基础，只有诊断断清楚，才能对对症下药。桥梁梁检测是桥梁病病害诊断与分析析的重要手段，，检测应重在广东工业大学建建设学院姜姜海波，管管民生56§4-1桥梁改造加加固方案设计的的原则分析，并应与桥桥梁加固设计相相结合。（2）考虑结构损伤伤影响的承载力力评估方法还不不够完善。（3）桥梁改造加固固总体设计方案案的设计思路不不够开阔，应用用技术单一，设设计深度不够。。（4）个别桥梁加固固设计生搬硬套套国外或国内其其他行业的设计计方法，忽略了了桥梁带载加固固分阶段受力的的特点。有些加加固设计只做宏宏观的定性分析析，缺少科学地地定量分析计算算，设计带有很很大的随意性。。针对我国目前桥桥梁改造加固加加固市场的混乱乱局面，加强桥桥梁养护、管理理及设计与施工工技术队伍建设设是整顿桥梁加加固市场的重要要内容之一。特特别是在全国基基层的桥梁养护护、管理及设计计与施工人员中中，普及桥梁病病害诊断与加固固设计知识是十十分必要的。广东工业大学建建设学院姜姜海波，管管民生57§4-1桥梁改造加加固方案设计的的原则2．分清加固的性性质根据桥梁病害检检测分析和鉴定定评估结果，桥桥梁结构加固设设计应分为：承承载力加固（强强度加固）、使使用功能加固（（刚度加固）和和耐久性加固等等三种情况。承载力加固是确确保结构安全工工作的基础，是是桥梁改造加固固设计的核心内内容，其内容包包括正截面抗弯弯承载力加固和和斜截面抗剪承承载力两部分。。承载力加固应应考虑分阶段受受力的特点，注注意新加补强材材料与原结构的的整体工作。使用功能加固是是确保桥梁正常常工作的需要，，主要是对活载载变形或振动过过大的构件，加加大截面尺寸，，增加截面刚度度，以满足结构构使用功能要求求。广东工业大学建建设学院姜姜海波，管管民生58§4-1桥梁改造加加固方案设计的的原则耐久性加固是指指对结构损伤部部位进行修复和和补强，以阻止止结构损伤部分分的性能继续恶恶化，消除损伤伤隐患，提高结结构的可靠性，，提高结构的使使用功能，延长长结构使用寿命命。3．桥梁加固与加加宽设计相结合合在公路改造设计计中，很多情况况下桥梁加固和和加宽是同时进进行的。在加宽宽宽度不大的情情况下，尽量将将加宽部分与原原桥连为一体，，使新旧桥共同同工作，利用新新加宽部分，调调整原桥内力，，减轻原梁负担担，间接达到加加固补强的目的的。广东工业大学建建设学院姜姜海波，管管民生59§4-1桥梁改造加加固方案设计的的原则4．注意各种加固固补强方法的综综合应用桥梁加固补强的的方法很多，但但是基本上可以以划分为两大类类：第一类为改变结结构体系，调整整结构内力、减减轻原梁负担。。例如：加斜撑撑减少梁的跨度度、简支梁改为为连续结构、增增加纵梁数目、、调换梁位、加加大新建边梁截截面尺寸，调整整横向分布系数数，减轻原梁负负担等。第二类为加大截截面尺寸和配筋筋，加固薄弱构构件。对薄弱构件进行行加固补强的方方法很多，从作作用原理可分为为两大类：广东工业大学建建设学院姜姜海波，管管民生60§4-1桥梁改造加加固方案设计的的原则①在受拉区直直接增设抗拉补补强材料，例如如：补焊钢筋，，粘贴钢板，粘粘贴高强复合纤纤维（碳纤维、、芳纶纤维）等等。这种加固方方法，设计时，，必须考虑桥梁梁带载加固分阶阶段受力特点。。后加补强材料料的强度发挥程程度受原梁变形形的限制，一般般情况下是达不不到其抗拉强度度设计值。特别别是采用直接粘粘贴高强复合纤纤维加固时，在在极限状态下，，复合纤维的高高强抗拉性能根根本无法充分发发挥作用，“大大马拉小车”是是一种极大的浪浪费。若不考虑虑分阶段受力特特点，过高的估估计了后加补强强材料的作用，，设计是不安全全的。②采用预加力力原理进行加固固补强，例如：：体外预应力加加固，韩国M.S公司的SRAP加固工艺等。由于预加力力的作用，改善善了原梁的应力力状态，提高了了原梁的承载能能力和抗裂性能能。采用预加力力加固，可以充充分发挥加固补补强材料的力学学性能，提高了了材料的利用效效率。广东工业大学建建设学院姜姜海波，管管民生61SRAP工艺的原理介绍绍韩国M&S工业株式会社的的专利技术SRAP工艺是采用镀锌锌软钢丝束（简简称SR加固材料）对混混凝土梁体施加加预应力，采用用多功能氧化铝铝聚糖树脂砂浆浆（简称AP树脂砂浆）对混混凝土结构进行行修补的综合加加固技术。镀锌软钢丝束靠靠锚固于混凝土土梁体上的角钢钢固定，采用螺螺旋扣环拉紧器器进行张拉拉。为了增强镀镀锌软钢丝束与与修补砂浆的粘粘着力，在软钢钢丝束上缠绕弹弹簧线圈。软钢钢丝束张拉后，，由于预加力的的作用，使梁体体反向弯曲，在在混凝土中产生生预压应力。然然后，喷注AP树脂砂浆，将预预应力钢筋与梁梁体混凝土连为为一体，两者共共同工作，使结结构的承载能力力提高，工作性性能改善。广东工业大学建建设学院姜姜海波，管管民生62§4-1桥梁改造加加固方案设计的的原则应该指出，在进进行桥梁加固方方案设计时，应应特别注意的是是：在保持原梁梁截面尺寸不变变的前提下，采采用上述对受拉拉区进行补强的的方法，加固后后截面所能承担担的最大承载力力是有限的。承承载力提高的幅幅度取决于原梁梁的配筋率，与与所采用的加固固方法无关。在在某些情况下，，由于原梁的高高度较小，相对对配筋率较大，，单纯采用受拉拉区加固补强，，仍不能满足设设计荷载要求时时（例如：设计计荷载由汽—15，提高到公路Ⅰ级），可采用加加厚桥面的方法法同时对梁的受受压区加固，增增加梁的有效高高度，亦可达到到提高原梁承载载力的目的。通通常的作法是结结合桥面铺装层层维修，采取有有效的构造措施施，广东工业大学建建设学院姜姜海波，管管民生63§4-1桥梁改造加加固方案设计的的原则加强桥面铺装层层与原梁翼板的的整体连接，设设计中可考虑部部分桥面铺装层层混凝土参与主主梁共同工作。。此外，桥梁加固固设计应注意各各种加固方法的的综合利用，通通过调整结构内内力，尽量地减减轻原梁的负担担，将加固补强强工作量压缩到到最少。广东工业大学建建设学院姜姜海波，管管民生64作业：1、桥梁检测的目目的意义是什么么？2、桥梁检查分为为哪几种？每种种检查的工作内内容是什么？3、什么是静力荷荷载试验？其试试验目的是什么么？4、什么是动力荷荷载试验？其试试验目的是什么么？交作业时间：下下周二上课广东工业大学建建设学院姜姜海波，管管民生65§4-2典型桥梁加固方案案评述1．鞍千9号桥加固设计设计单位：原哈哈尔滨建筑工程程学院实施时间：1987年（1）原桥的基本情情况和加固设计计要求鞍千9号桥位于辽宁省省鞍山至千山公公路上见图4－1，原桥为跨径L=12m的单跨二梁式钢钢筋混凝土简支支梁桥，设计荷荷载为汽—15，挂—80，桥面净空为净净—7，下部结构为座座落于岩盘上的的沉井基础，重重力式混凝土桥桥台。鞍千公路扩建为为二级路，路基基宽度为12m，行车道宽度为为9m，在桥位处道路路双侧加宽，桥桥面净空为净－－9+2×1.5m，桥梁的设计荷荷载提高为汽—20，挂—100。广东工业大学建建设学院姜姜海波，管管民生66图4-1鞍千9号桥加固方案示示意图广东工业大学建建设学院姜姜海波，管管民生67§4-2型桥梁加加固方案评述（2）桥梁现场调查查和承载力检算算现场检测发现，，原梁混凝土质质量良好，未有有发现可见裂缝缝，实测混凝土土强度在26Mpa以上。经检算原原梁可以满足原原设计荷载汽—15，挂—80的要求。但距汽汽—20，挂—100的要求，正截面面承载力相差约约15%。查阅原设计图纸纸和现场实际核核对，原桥为座座落于岩盘上的的小沉井基础，，桥台混凝土质质量良好，经检检算认为原桥基基础具有较大的的超载潜力。广东工业大学建建设学院姜姜海波，管管民生68§4-2型桥梁加加固方案评述（3）加固设计要点点①利用原桥基础础的承载潜力，，采用插入锚固固钢筋，加大桥桥台盖梁悬臂长长度。②新加宽部分与与原梁整体工作作，适当加大新新增主梁的截面面尺寸，增加边边梁刚度，调整整荷载横向分布布系数，减轻原原梁的负担。为为了加强新加宽宽部分与原梁的的整体工作，将将原梁悬臂混凝凝土凿掉50cm，露出悬臂钢筋筋与新加宽部分分桥面板钢筋焊焊接；在支点和和跨中增设连接接横梁。③清除原桥面铺铺装层，全桥统统一加铺10cm厚的桥面铺装混混凝土，为了加加强新旧混凝土土之间的连接，，将原桥面顶面面凿成齿槽，保保证新旧混凝土土共同工作。计计入6cm桥面铺装层参与与主梁工作，即即梁的有效高度度增加6cm。广东工业大学建建设学院姜姜海波，管管民生69§4-2型桥梁加加固方案评述（4）方案评述①该方案充分利利用了原桥沉井井基础的承载潜潜力，采用插入入锚固钢筋，接接长墩台盖梁悬悬臂，节省了大大量的下部结构构工量费用。②采用加大新建建边梁刚度，调调整荷载横向分分布系数，减轻轻原梁负担和桥桥面铺装层参与与主梁工作，增增加梁的有效高高度等综合措施施，使原梁在不不增加配筋的情情况下，满足汽汽—20，挂—100的承载要求。（5）改进建议①盖梁悬臂接长长，若采用体外外预应力筋或预预应力锚筋技术术施工更为方面面，结构更为可可靠。②为保证桥面铺铺装混凝土与桥桥面板的共同工工作，加强两者者之间的连接，，应设置锚固短短钢筋，桥面铺铺装层应设置钢钢筋网或掺入高高强复合纤维，，增强混凝土的的抗裂能力。广东工业大学建建设学院姜姜海波，管管民生70§4-2型桥梁加加固方案评述2．洪河1号桥设计单位：原哈哈尔滨建筑工程程学院实施时间：1988年（1）原桥的基本情情况和加固设计计要求洪河1号桥位于黑龙江省二二龙山至抚远公公路，原桥为跨跨径8m的单跨装配式钢钢筋混凝土简支支板梁桥，全桥桥由7块宽度为100cm板组成。设计荷荷载为汽—15，挂—80，桥面净空为净净—7，下部结构为混混凝土轻型桥台台，扩大基础。。二抚公路扩建为为二级公路，路路基宽度为12m，行车道道宽度为为9m，在桥位位处道路路双侧加加宽，桥桥面净空空为净9+2××1.5m，桥梁的的设计荷荷载提高高为汽—20，挂—100。广东工业业大学建建设学院院姜姜海海波，管管民生71图4-2洪河1号桥加固固方案示示意图(图中尺寸寸单位为为cm)广东工业业大学建建设学院院姜姜海海波，管管民生72§4-2型型桥梁加加固方案案评述（2）桥梁现现场调查查和承载载力检算算现场检测测发现原原梁的混混凝土质质量良好好，经回回弹测定定混凝土土强度在在28Mpa以上。经经检算原原桥可以以满足汽汽—15、挂—80的承载要要求，但但距汽—20，挂—100的要求正正截面承承载力相相差的18%。现场调查查发现，，原桥桥桥台前墙墙混凝土土质量良良好，未未发现基基础不均均匀沉降降现象。。广东工业业大学建建设学院院姜姜海海波，管管民生73§4-2型桥梁梁加固方案评评述（3）