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、桥面撒盐化雪除除冰都有可能使氯氯离子渗入混凝土土中。氯离子对混混凝土的侵蚀属于于化学侵蚀，对结结构的危害是多方方面的，但最终表表现为钢筋的锈蚀蚀。广东工业大学建设设学院姜姜海波，管民生13§2-1环境因素引起的混混凝土结构损伤或或破坏3碱—骨料反应碱—骨料反应一般指水水泥中的碱和骨料料中的活性硅发生生反应，生成碱—硅酸盐凝胶，并吸吸水产生膨胀压力力，造成混凝土开开裂。碱—骨料反应引起的混混凝土结构破坏程程度，比其他耐久久性破坏发展更快快，后果更为严重重。碱—骨料反应一旦发生生，很难加以控制制，一般不到两年年就会使结构出现现明显开裂，所以以有时也称碱骨料料反应是混凝土结结构的“癌症”。。碱—骨料反应破坏的最最重要特征之一是是混凝土表面开裂裂，裂缝的形态与与结构中钢筋形成成的限制和约束状状态有关：钢筋限限制、约束力强的的混凝土形成顺筋筋裂缝；钢筋限制制约束作用弱的混混凝土形成网状或或地图状裂缝，在在裂缝处有白色凝凝胶物渗出。碱—骨料反应裂缝与其其他原因裂缝的主主要区别是：广东工业大学建设设学院姜姜海波，管民生14§2-1环境因素引起的混混凝土结构损伤或或破坏①碱—骨料反应引起混凝凝土局部膨胀，裂裂缝的两个边缘出出现不平状态（错错台）；是碱骨料料反应裂缝的特有有现象；②碱—骨料反应与环境湿湿度有关，在同一一工程中潮湿部位位出现裂缝，而干干燥部位却安然无无恙，是碱—骨料反应裂缝区别别与其他原因裂缝缝的外观特征差别别之一。③从裂缝出现的时时间来判断，碱—骨料反应裂缝出现现的时间较晚，多多在施工后5~10年内出现，而混凝凝土收缩裂缝出现现的时间较早，一一般在施工后若干干天内出现。4冻融循环破坏渗入混凝土中的水水在低温下结冰膨膨胀，从内部破坏坏混凝土的微观结结构。经多次冻融融循环后，损伤积积累将使混凝土剥剥落酥裂，强度降降低。冻融循环破破坏的混凝土广东工业大学建设设学院姜姜海波，管民生15§2-1环境因素引起的混混凝土结构损伤或或破坏剥落，开始时在混混凝土表面出现粒粒径为2-3mm的小片剥落，随着着使用年限的增加加，剥落量及剥落落块直径增大，剥剥落由表及里，发发展速度很快。一一经发现冻融引起起的混凝土剥落，，必需密切注意剥剥落的发展情况，，及时采取修补措措施。北方地区采用撒盐盐除冰，由于盐类类与冻融循环的共共同作用引起的盐盐冻破坏是冻融循循环破坏的一种特特殊形式。盐冻破破坏是静水压及盐盐溶液的渗透压和和结晶压共同作用用的结果，因此，，盐冻破坏要比单单纯的冻融破坏严严酷得多。盐冻破坏区别于其其他破坏形式的主主要特征是：①表面分层剥落，，骨料暴露，但剥剥落层下面的混凝凝土完好；②破坏速度快，对对未采用防盐冻措措施而使除冰盐者者，广东工业大学建设设学院姜姜海波，管民生16§2-1环境因素引起的混混凝土结构损伤或或破坏少则一冬，多则几几冬，即可产生严严重盐冻破坏；③在没有干扰的剥剥蚀表面或裂缝中中可见到白色盐结结晶体；5钢筋锈蚀混凝土中钢筋腐蚀蚀的首要条件是钝钝化膜坏，混凝土土的碳化及氯离子子侵蚀都会造成覆覆盖钢筋表面的碱碱性钝化膜的破坏坏，加之有水分和和氧的侵入，就可可能引起钢筋的腐腐蚀。钢筋腐蚀伴伴有体积膨胀，使使混凝土出现沿钢钢筋的纵向裂缝，，造成钢筋与混凝凝土之间的粘结力力破坏，钢筋截面面面积减少，使结结构构件的承载力力降低，变形和裂裂缝增大等一系列列不良后果，并随随着时间的推移，，腐蚀会逐渐恶化化，最终可能导致致结构的完全破坏坏。广东工业大学建设设学院姜姜海波，管民生17§2-1环境因素引起的混混凝土结构损伤或或破坏值得注意的是，上上述所有侵蚀混凝凝土和钢筋的作用用都需要有水作介介质。另一方面，，几乎所有的侵蚀蚀作用对混凝土结结构的破坏都与侵侵蚀作用引起的混混凝土膨胀，最终终导致混凝土的开开裂有关。而且当当混凝土结构开裂裂后，腐蚀速度将将大大加快。形成成导致混凝土结构构的耐久性进一步步退化的恶化循环环。因此，对新建建结构而言，提高高混凝土结构耐久久性的基本途径是是增强混凝土的密密实度，防止和控控制混凝土开裂，，阻止水分的侵入入；加大混凝土保保护层的厚度，防防止由于混凝土保保护层碳化引起钢钢筋钝化膜的破坏坏。对于在役结构构而言，提高混凝凝土结构耐久性的的基本思路是在清清除病害根源的基基础上，封堵裂缝缝，修补破损混凝凝土；增设防水层层，防止水分的侵侵入。广东工业大学建设设学院姜姜海波，管民生18§2-2混凝土结结构的裂缝分析实践表明，混凝土土结构的任何损伤伤与破坏，一般都都是首先在混凝土土中出现裂缝，裂裂缝是反映混凝土土结构病害的晴雨雨表。所以，对混混凝土结构的损伤伤检测，首先应从从对结构的裂缝调调查、检测与分析析入手。混凝土结构的裂缝缝是由材料内部的的初始缺陷、微裂裂缝的扩展而引起起的。引起裂缝的的原因很多，但可可归纳为两大类：：第一类：由外荷载载引起的裂缝，称称为结构性裂缝（（又称为受力裂缝缝），其裂缝的分分布及宽度与外荷荷载有关。这种裂裂缝的出现，预示示结构承载力可能能不足或存在其他他严重问题。广东工业大学建设设学院姜姜海波，管民生19§2-2混凝土结结构的裂缝分析第二类：由变形引引起的裂缝，称为为非结构性裂缝，，如温度变化、混混凝土收缩等因素素引起的结构变形形受到限制时，在在结构内部就会产产生拉应力，当此此应力达到混凝土土抗拉强度极限值值时，即会引起混混凝土裂缝，裂缝缝一旦出现，变形形得到释放，拉应应力也就消失了。。两类裂缝有明显的的区别，危害效果果也不相同，有时时两类裂缝融在一一起。调查资料表表明，在两类裂缝缝中以变形引起的的裂缝占主导的约约占80%；以荷载引起的裂裂缝占主导的约占占20%。对裂缝原因的分分析是裂缝危害性性评定，裂缝修补补和加固的依据，，若对裂缝不经分分析研究就盲目进进行处理，不仅达达不到预期的效果果，还可能潜藏着着突发性事故的危危险。广东工业大学建设设学院姜姜海波，管民生20§2-2混凝土结构的的裂缝分析1．结构性裂缝（受受力裂缝）众所周知，混凝土土的抗拉强度很低低，抗拉极限应变变大约为换句话说，混凝土土即将开裂的瞬间间，钢筋的应力只只有事实上，在正常使使用阶段钢筋的应应力远大于此值，，所以说在正常使使用阶段钢筋混凝凝土结构出现裂缝缝是避不可免的。。因而，习惯上又又将这种裂缝称为为正常裂缝。实践践证明，在正常条条件下，裂缝宽度度小于0.3mm时，钢筋不致生锈锈。为确保安全，，允许裂缝宽度还还应广东工业大学建设设学院姜姜海波，管民生21小一些。新颁布的的<公路钢筋混凝土及及预应力混凝土桥桥涵设计规范>JTGD62-2004（以下简称<桥规JTGD62>）规定：钢筋混凝凝土构件计算的特特征裂缝宽度不应应超过下列规定的的限值：Ⅰ类及Ⅱ类环境0.2mmⅢ类及Ⅳ类环境0.15mm图1-1所示为钢筋混凝土土简支梁的典型结结构性裂缝分布示示意图。§2-2混凝土结构的的裂缝分析图1-1钢筋混凝土梁结构构裂缝广东工业大学建设设学院姜姜海波，管民生22图1-1中①所示的跨中截截面附近下缘受拉拉区的竖向裂缝，，是最常见的结构构性裂缝。在正常常设计和使用情况况下，裂缝宽度不不大，间距较密，，分布均匀。若竖竖直裂缝宽度过大大，预示结构正截截面承载力不足；；图1-1中②所示为支点（（或腹板宽度变化化处）附近截面由由主拉应力引起的的斜裂缝。在正常常设计和使用情况况下很少出现斜裂裂缝，即使出现裂裂缝宽度也很小。。若斜裂缝宽度过过大，预示结构的的斜截面承载力不不足，存在发生斜斜截面脆性破坏的的潜在危险，应引引起足够的重视。。另外，钢筋混凝土土墩柱受压构件由由于纵向压力过大大引起的纵向裂缝缝、预应力筋锚固固区由于局部应力力过大引起的劈裂裂裂缝等都属于结结构性裂缝。§2-2混凝土结构的的裂缝分析广东工业大学建设设学院姜姜海波，管民生23有些结构性裂缝（（受力裂缝）是由由设计错误和施工工方法不当所造成成的。例如：钢筋筋锚固长度不足、、计算图式与实际际受力不符、次内内力考虑不全面和和施工安装构件支支承吊点错误等都都可以使构件产生生裂缝。在超静结构中基基础不均匀沉降降，将引起结构构的内力变化，，可能导致结构构出现裂缝。基基础不均沉降引引起的上部结构构的裂缝，实质质上是属于结构构性裂缝（受力力裂缝）范畴，，裂缝的分布和和宽度与结构形形式、基础不均均沉降情况及大大小等多种因素素有关。这种裂裂缝对结构安全全性影响很大，，应在基础不均均匀沉降停止或或采用加固地基基方法消除后，，才能进行上部部结构的裂缝处处理。§2-2混凝土结构构的裂缝分析广东工业大学建建设学院姜姜海波，管管民生242．非结构性裂缝缝混凝土的非结构构性裂缝根据其其形成的时间可可分为：混凝土土硬化前裂缝、、硬化过程裂缝缝和完全硬化后后裂缝。非结构构性裂缝的产生生受混凝土材料料组成、浇筑方方法，养护条件件和使用环境等等等多种因素影影响。（1）收缩裂缝在混凝土凝固过过程中，由于多多余水分蒸发，，引起的混凝土土体积缩小称为为干缩。同时，，水泥与水起水水化作用逐渐硬硬化而形成的水水泥骨架不断紧紧密，引起的混混凝土体积缩小小称为凝缩。收收缩中以干缩为为主，占总收缩缩量的8/10~9/10。收缩量随时间间增长而不断加加大，初期收缩缩较快，尔后日日趋缓慢。普通通混凝土在标准准状态下的极限限收缩变形约为为(3~4)×10－4。§2-2混凝土结构构的裂缝分析广东工业大学建建设学院姜姜海波，管管民生25当混凝土成形后后，表面水份蒸蒸发，这种水份份蒸发总是由表表及里逐步发展展，截面内外温温度不等，内外外收缩量不一样样。混凝土表面面收缩变形受到到混凝土内部约约束或其他约束束限制时，即在在混凝土中产生生拉应力，引起起混凝土开裂。。尤其是混凝土土早期养护不当当，混凝土表面面直接受到风吹吹日晒的影响，，表面水份蒸发发过快，产生较较大的拉应力，，混凝土早期强强度低，很容易易出现收缩裂缝缝。收缩裂缝发生在在混凝土面层，，裂缝浅而细，，宽度多在0.05~0.2mm之间。对板类构构件多沿短边方方向，均匀分布布于相邻两根钢钢筋之间，方向向与钢筋平行。。对高度较大的的钢筋混凝土梁梁，由于腰部水水平钢筋间距过过大，在腰部（（或腹板）产生生竖向收缩裂缝缝，但多集中在在构件中部，§2-2混凝土结构构的裂缝分析广东工业大学建建设学院姜姜海波，管管民生26中间宽两头细，，至梁的上、下下缘附近逐渐消消失，梁底一般般没有裂缝。大大体积混凝土在在平面部位收缩缩裂缝较多，侧侧面也有所见。。收缩裂缝对构构件承载力影响响不大，主要影影响结构外观和和耐久性。（2）温度裂缝钢筋混凝土结构构随着温度变化化将产生热胀冷冷缩变形，这种种温度变形受到到约束时，在混混凝土内部就会会产生拉应力，，当此应力达到到混凝土的抗拉拉强度极限值时时，即会引起混混凝土裂缝，这这种裂缝称为温温度裂缝。按结结构的温度场不不同、温度变形形、温度应力不不同，温度裂缝缝可分为三种类类型：①截面均匀温差差裂缝§2-2混凝土结构构的裂缝分析广东工业大学建建设学院姜姜海波，管管民生27一般桥梁结构为为杆件体系长细细结构，当温度度变化时，构件件截面受到均匀匀温差的作用，，可忽略横截面面两个方向的变变形，只考虑沿沿梁长度方向的的温度变形，当当这种变形受到到约束时，在混混凝土内部就会会产生拉应力，，出现裂缝。例例如：连续梁预预留伸缩缝的伸伸缩量过小，或或有施工时散落落的混凝土碎块块等杂物嵌入伸伸缩缝，或堆集集于支座处没有有及时清理，使使伸缩缝和支座座失灵等，当温温度急剧变化时时，结构伸长受受到约束，上部部桥跨结构就会会出现这种截面面均匀温差裂缝缝，严重者还可可能造成墩台的的破坏。②截面上、下温温差裂缝以桥梁结构中大大量采用的箱形形梁为例，当外外界温度骤然§2-2混凝土结构构的裂缝分析广东工业大学建建设学院姜姜海波，管管民生28变化时，会造成成箱内外的温度度差，考虑到桥桥梁为长细结构构，可以认为在在沿梁长方向箱箱内外的温差是是一致的，沿水水平横向没有温温差。将三维热热传导问题简化化为沿梁的竖向向温度梯度来确确定，一般假设设梁的截面高度度方向、温差呈呈线性变化。在这种温差作用用下，梁不但有有轴向变形，还还伴随产生弯曲曲变形。梁的弯弯曲变形在超静静定结构中不但但引起结构的位位移，而且因多多余约束存在，，还要产生结构构内部温度应力力。当上、下温温差变形产生的的应力达到混凝凝土抗拉强度极极限值时，混凝凝土就要出现裂裂缝，这种裂缝缝称为截面上、、下温差裂缝。。§2-2混凝土结构构的裂缝分析广东工业大学建建设学院姜姜海波，管管民生29③截面内外温差差裂缝水泥在水化过程程产生一定的水水化热，其大部部分热量是在混混凝土浇筑后3天以内放出的。。大体积混凝土土产生的大量水水化热不容易散散发，内部温度度不断上升，而而混凝土表层散散热较快，使截截面内部产生非非线性温度差。。另外，预制构构件采用蒸气养养护时，由于混混凝土升温或降降温过快，致使使混凝土表面剧剧烈升温或降温温，也会使截面面内部产生非线线性温度差。在在这种截面内外外温差作用下，，结构将产生弯弯曲变形，截面面纵向纤维因温温差的伸长将受受到约束，产生生温度自应力。。对超静定结构构还会产生阻止止挠曲变形的约约束应力。有时时此温度应力是是相当大的，尤尤其是混凝土早早期强度比较较较低，很容易造造成混凝土裂缝缝。§2-2混凝土结构构的裂缝分析广东工业大学建建设学院姜姜海波，管管民生30混凝土温度裂缝缝有以下特点：：①裂缝发生在板板上时，多为贯贯穿裂缝；发生生在梁上多为表表面裂缝。②梁板式结构或或长度较大的结结构，裂缝多是是平行于短边。。③大面积结构（（例如桥面铺装装）裂缝多是纵纵横交错。④裂缝宽度大小小不一，且沿结结构全长没有多多大变化。预防温度裂缝的的主要措施是合合理设置温度伸伸缩缝，在混凝凝土组成材料中中掺入适量的磨磨细粉煤灰，减减少水化热，加加强混凝土养护护，严格控制升升温和降温速度度。§2-2混凝土结构构的裂缝分析广东工业大学建建设学院姜姜海波，管管民生31第三讲混凝凝土结构承载能能力及耐久性评评估§3-1在役混凝土结构构的承载能力与与耐久性评估的基基本概念§3-2考虑钢筋腐蚀影影响的承载能力力评估方法基本内容广东工业大学建建设学院姜姜海波，管管民生32§3-1在役混凝土结构构的承载能力与与耐久性评估的的基本概念混凝土结构受到到损伤后，需要要对结构损伤的的原因和程度进进行分析，对损损伤对结构承载载能力及耐久性性的影响进行评评估，其主要内内容是：①考虑结构损伤伤影响的承载能能力评估②在役结构剩余余使用寿命评估估在评估分析的基基础上，根据经经济技术条件，，制定科学的维维修加固方案，，提出结构处理理措施。评估现有结构的的安全可靠性的的核心问题是确确定考虑结构病病害损伤后的结结构承载能力。。桥梁结构的承承载能力评定通通常采用以下三三个途径：①根据相关规范范要求对照桥梁梁的存在的缺陷陷及病害进行综综合评定例如我我国<公路养护技术规规范>中对桥梁技术状状态标准和裂缝缝宽度，都做了了规定。依此标标准将桥梁技术术状况划分为四四类。公路养护护广东工业大学建建设学院姜姜海波，管管民生33§3-1在役混凝土结构构的承载能力与与耐久性评估的的基本概念管理部门推广使使用的<桥梁技术状况评评估专家系统>也属于综合评估估方法，这种评评估方法只能给给出宏观的分析析结果。②现场荷载试验验评估方法通过现场荷载试试验（静载试验验和动载试验））可直接检测结结构的实际承载载力。荷载试验验与理论计算分分析相结合是比比较符合实际的的承载力评定方方法，但试验设设备复杂，技术术难度高，经费费支出大，目前前尚难以大规模模推广应用。③理论计算分析析评估方法在现场调查和病病害检测分析的的基础上，考虑虑结构病害、损损伤的影响，按按现行规范计算算结构承载力是是国内采用的承承载力评估的主主要方法。广东工业大学建建设学院姜姜海波，管管民生34§3-1在役混凝土结构构的承载能力与与耐久性评估的的基本概念结构的剩余使用用寿命预测是耐耐久性评估的核核心内容。结构构的剩余寿命系系指在不加维修修或正常维修及及正常使用条件件下，结构可能能继续使用的年年限。钢筋锈蚀蚀是影响混凝土土结构耐久性和和使用寿命的重重要因素，因此此，一般将钢钢筋锈蚀作为判判断混凝土结构构使用寿命终结结的标准。混凝凝土结构剩余寿寿命评估是个目目前尚未很好解解决的科研课题题，它涉及到钢钢筋锈蚀破坏机机理和钢筋锈蚀蚀胀力模型的研研究和耐久性终终结标准的确定定。目前，对在在役结构的耐久久性评估和剩余余寿命预测，大大多还是依赖有有经验的工程技技术人员作出经经验性评价和处处理意见。广东工业大学建建设学院姜姜海波，管管民生35已有结构的耐久久性检测与评估估：钢筋混凝土结构构的现场踏勘和和检测是了解结结构现状和耐久久性损伤程度的的重要手段，是是进行耐久性评评估的重要依据据。检测的内容容和方法如下，，应尽可能地采采用非破损性的的检测手段：1、调查结构和构构件的全貌2、检查外观损伤伤3、测试混凝土性性能4、检测钢筋5、调研和测试环环境条件广东工业大学建建设学院姜姜海波，管管民生36将全部的结构现现场观察调研和和试验室检测的的详细结果汇总后进行统计计分析，按照结结构的损伤和性性能化的严重程程度，评定各部部分的耐久性的的损伤等级。广东工业大学建建设学院姜姜海波，管管民生37§3-2考虑钢钢筋腐蚀影响的的承载能力评估估方法1、钢筋锈蚀对结结构承载力的影影响混凝土中的钢筋筋腐蚀是造成混混凝土结构损伤伤，影响结构承承载能力的最主主要因素，其主主要表现是：①钢筋腐蚀后，，使钢筋的有效效截面面积减少少；②钢筋腐蚀后，，力学性能劣化化，强度降低；；③钢筋腐蚀后，，混凝土保护层层开裂甚至脱落落，使混凝土的的有效断面面减少；④钢筋腐蚀后，，钢筋与混凝土土之间的粘结性性能退化，影响响钢筋与混凝土土的共同工作。。（1）腐蚀钢筋的屈屈服强度和极限限强度钢筋腐蚀对其力力学性能的影响响取决于腐蚀程程度。试验研究究表明，腐蚀钢钢筋的屈服强度度与相应的截面面损失率之间的的关系，基本上上服从线性关系系。广东工业大学建建设学院姜姜海波，管管民生38§3-2考虑钢钢筋腐蚀影响的的承载能力评估估方法牛荻涛[]在综合分析试验验资料的基础上上，给出了腐蚀蚀钢筋实际屈服服强度和极限强强度计算表达式式为（3-1）（3-2）广东工业大学建建设学院姜姜海波，管管民生39§3-2考虑钢钢筋腐蚀影响的的承载能力评估估方法（2）腐蚀钢筋与混混凝土之间的粘粘结性能退化对对承载力的影响响。混凝土中的钢筋筋腐蚀后，在钢钢筋与混凝土接接口上生成疏松松的锈层，破坏坏钢筋表面与混混凝土之间的化化学胶结力，并并降低了钢筋与与混凝土之间的的摩擦力；对变变形钢筋横肋的的锈蚀将降低钢钢筋和混凝土之之间的机械咬合合力，保护层混混凝土锈胀开裂裂甚至脱落，则则降低外围混凝凝土对钢筋的约约束，所有这些些因素都将导致致钢筋与混凝土土之间的粘结性性能退化。钢筋腐蚀引起的的钢筋与混凝土土之间粘结性能能退化，将导致致钢筋与混凝土土不能很好的协协同工作。钢筋筋发生严重腐蚀蚀时，钢筋与混混凝土之间的粘粘结力显著降低低，钢筋与混凝凝土之间共同工工作能力减弱，，梁的受力广东工业大学建建设学院姜姜海波，管管民生40§3-2考虑钢钢筋腐蚀影响的的承载能力评估估方法特征接近于无粘粘结预应力拉杆杆或配有普通钢钢筋的无粘结预预应力梁。由于于目前人们对钢钢筋腐蚀引起的的粘结力退化规规律及其对受拉拉钢筋强度发挥挥的影响程度还还不十分清楚，，因此，现今只只能用一个协同同工作降低系数数来考虑粘结退退化的影响。协协同工作降低系系数与钢筋锈蚀蚀量或锈胀裂缝缝宽度有关。冶冶金建筑科学研研究院的试验研研究表明，钢筋筋的截面损失率率大于10%时，钢筋与混凝凝土之间的粘着着力显著降低，，应考虑钢筋与与混凝土协同工工作降低系数的的影响，建议将将其承载力乘以以0.8~0.9的系数。2、考虑钢筋腐蚀蚀影响的承载能能力计算（1）正截面抗弯承承载力按<桥规JTGD62>规定，构件承载载能力极限状态态的基本方程式式为：广东工业大学建建设学院姜姜海波，管管民生41§3-2考虑钢钢筋腐蚀影响的的承载能力评估估方法（3-3）广东工业大学建建设学院姜姜海波，管管民生42§3-2考虑钢钢筋腐蚀影响的的承载能力评估估方法对使用多年的在在役结构进行承承载能力评估时时，应考虑钢筋筋腐蚀的影响。。其承载力计算算基本方程与一一般钢筋混凝土土构件基本相同同，只是在计算算钢筋应力项时时，应采用腐蚀蚀钢筋的实际屈屈服强度和腐蚀蚀后的有效截的的面积，并计入入协同工作降低低系数，考虑钢钢筋与混凝土之之间粘结性能退退化的影响。考虑钢筋锈蚀影影响的受弯构件件正截面承载力力计算的基本方方程可由内力平平衡条件求得广东工业大学建建设学院姜姜海波，管管民生43§3-2考虑钢钢筋腐蚀影响的的承载能力评估估方法图3-1考虑钢筋腐蚀影影响的受弯构件件正截面承载力计计算简图广东工业大学建建设学院姜姜海波，管管民生44§3-2考虑钢钢筋腐蚀影响的的承载能力评估估方法（3-4）（3-5）公式的适用条件件是（3-6）广东工业大学建建设学院姜姜海波，管管民生45§3-2考虑钢钢筋腐蚀影响的的承载能力评估估方法（3-7）广东工业大学建建设学院姜姜海波，管管民生46§3-2考虑钢钢筋腐蚀影响的的承载能力评估估方法图3-1考虑钢筋腐蚀影影响的受弯构件件正截面承载力计计算简图广东工业大学建建设学院姜姜海波，管管民生47§3-2考虑钢钢筋腐蚀影响的的承载能力评估估方法（3-4）（3-5）公式的适用条件件是（3-6）广东工业大学建建设学院姜姜海波，管管民生48§3-2考虑钢钢筋腐蚀影响的的承载能力评估估方法（3-7）广东工业大学建建设学院姜姜海波，管管民生49§3-2考虑钢钢筋腐蚀影响的的承载能力评估估方法应该指出，公式式（3-4）和（3-5）是针对受拉钢钢筋腐蚀的单筋筋T形截面导出的，，由于计算中不不考虑受拉区混混凝土的抗拉作作用，因此，在在公式中未计入入钢筋腐蚀引起起的混凝土截面面损伤。如果受受压区混凝土截截面损失较大时时，则应考虑其其对承载力的影影响。2、斜截面抗剪承承载力对在役结构的斜斜截面抗剪承载载力计算，应考考虑斜裂缝对混混凝土抗剪承载载力的影响，及及钢筋锈蚀对箍箍筋和弯起钢筋筋抗剪承载力的的影响。斜截面面抗剪承载力计计算表达式可改改写为下列形式式。广东工业大学建建设学院姜姜海波，管管民生50§3-2考虑钢钢筋腐蚀影响的的承载能力评估估方法（3-10）（3-9）（3-8）式中csb——考虑斜裂缝对混混凝土抗剪承载载力影响的修正正系数，根据试试验研究结果，建议：斜裂缝宽度小于于0.2mm者，取csb=0.835；斜裂缝宽度大于于0.2mm者，取csb=0.78。sva、sba——分别为为考虑虑钢筋筋腐蚀蚀影响响的箍箍筋和和弯起起钢筋筋屈服服强度度折减减系数数，其数值值按公公式（（3-7）计算算。广东工工业大大学建建设学学院姜姜海波波，管管民生生51§3-2考考虑钢钢筋腐腐蚀影影响的的承载载能力力评估估方法法公式（（3~8）~（3-10）中其其他符符号的的意义义与<桥规JTGD62>给出一一般钢钢筋混混凝土斜截截面抗抗剪承承载力力公式式相同同。在考虑虑结构构病害害损伤伤的基基础上上，按按桥规规<JTGD62>的有关关公式式，求求得现现有构构件所所能承担担的正正截面面抗弯弯承载载力Mdu和斜截截面抗抗剪承承载力力Vdu，并将将其与与按拟拟提高高的荷荷载等级计计算的的弯矩矩组合合设计计值0dMg和剪力力组合合设计计值0dVg加以比比较，，则得：正截面面抗弯弯承载载力检检算系系数0dumdMKMg=斜截面面抗弯弯承载载力检检算系系数0duvdVKVg=若1mK>，说明明正截截面抗抗弯承承载力力可以以满足足要求求，若若1mK<，说明明正截截面抗抗弯承承载力不不足，，应予予加固固补强强。若1vK>，说明明斜截截面抗抗弯承承载力力可以以满足足要求求，若若1vK<，说明明正截截面抗抗弯承承载力力不足，，应予予加固固补强强。广东工工业大大学建建设学学院姜姜海波波，管管民生生52第四讲讲桥桥梁梁改造造加固固方案案设计计§4-1桥梁改改造加加固方方案设设计的的原则则§4-2型桥梁梁加固固方案案评述述基本内内容广东工工业大大学建建设学学院姜姜海波波，管管民生生53基本内内容在对桥桥梁结结构病病害检检测分分析和和鉴定定评估估的基基础上上，根根据技技术经经济条条件和和使用用要求求，有有针对对性地地制定定加固固方案案。广东工工业大大学建建设学学院姜姜海波波，管管民生生54§4-1桥桥梁改改造加加固方方案设设计的的原则则1．我国国桥梁梁加固固的现现状我国桥桥梁改改造加加固任任务繁繁重，，据交交通部部统计计至2003年底，，全国国公路路网中中尚有有危桥桥10443座，378439延米。。要实实现交交通部部规划划的2005年底基基本消消灭国国、省省干线线公路路危桥桥的目目标，，所需需资金金约为为90亿元。。中国国桥梁梁改造造加固固市场场的巨巨大潜潜力，，吸引引了国国内外外众多多有远远见卓卓识的的工程程技术术人员员和企企业家家把注注意力力转移移到这这方面面来，，国外外的先先进加加固技技术大大量涌涌进中中国加加固市市场，，各种种加固固公司司像雨雨后春春笋相相应而而生，，成功功地创创建了了一批批桥梁梁改造造加固固的优优秀范范例，，推进进了我我国桥桥梁改改造工工作的的发展展。提高桥桥梁改改造加加固设设计质质量，，是确确保加加固工工程质质量的的前提提和基基础。。桥梁梁改造造加固固设计计是比比新建建桥梁梁设计计复杂杂得多多的系系统工工程。。我国国目前前的状状况是是“有有实力力的大大设计计院无无暇顾顾及，，不愿愿意干干，技技术力力量较较差的的小型型设计计单位位又干干不了了”，，桥梁梁改造造加固固设计计基本本上由由科研研单位位、高高等院院校和和广东工工业大大学建建设学学院姜姜海波波，管管民生生55§4-1桥桥梁改改造加加固方方案设设计的的原则则各类专专业公公司来来承担担。各各类专专业公公司的的技术术水平平差异异较大大，值值得庆庆幸的的是，，近几几年来来我国国确已已出现现一批批技术术能力力较高高的专专业化化加固固公司司，完完成一一批桥桥梁加加固工工程的的优秀秀范例例，他他们代代表了了中国国桥梁梁改造造加固固的主主导方方向。。但是是，有有些专专业公公司以以销售售加固固材料料为主主，业业务单单一，，对桥桥梁加加固设设计不不熟悉悉。桥桥梁改改造加加固设设计审审核制制度不不规范范，没没有明明确的的加固固设计计资质质要求求，桥桥梁加加固设设计市市场管管理混混乱。。整顿顿和规规范桥桥梁加加固市市场，，提高高桥梁梁改造造加固固设计计质量量是提提高桥桥梁改改造加加固工工程质质量的的重要要措施施之一一。从技术术角度度分析析，目目前我我国桥桥梁改改造加加固设设计存存在的的主要要问题题是：：（1）基层层养护护管理理和设设计部部门，，桥梁梁病害害诊断断技术术力量量薄弱弱，桥桥梁检检测手手段落落后。。桥梁梁病害害诊断断是进进行桥桥梁加加固设设计的的前提提和基基础，，只有有诊断断清楚楚，才才能对对症下下药。。桥梁梁检测测是桥桥梁病病害诊诊断与与分析析的重重要手手段，，检测测应重重在广东工业业大学建建设学院院姜姜海海波，管管民生56§4-1桥梁梁改造加加固方案案设计的的原则分析，并并应与桥桥梁加固固设计相相结合。。（2）考虑结结构损伤伤影响的的承载力力评估方方法还不不够完善善。（3）桥梁改改造加固固总体设设计方案案的设计计思路不不够开阔阔，应用用技术单单一，设设计深度度不够。。（4）个别桥桥梁加固固设计生生搬硬套套国外或或国内其其他行业业的设计计方法，，忽略了了桥梁带带载加固固分阶段段受力的的特点。。有些加加固设计计只做宏宏观的定定性分析析，缺少少科学地地定量分分析计算算，设计计带有很很大的随随意性。。针对我国国目前桥桥梁改造造加固加加固市场场的混乱乱局面，，加强桥桥梁养护护、管理理及设计计与施工工技术队队伍建设设是整顿顿桥梁加加固市场场的重要要内容之之一。特特别是在在全国基基层的桥桥梁养护护、管理理及设计计与施工工人员中中，普及及桥梁病病害诊断断与加固固设计知知识是十十分必要要的。广东工业业大学建建设学院院姜姜海海波，管管民生57§4-1桥梁梁改造加加固方案案设计的的原则2．分清加加固的性性质根据桥梁梁病害检检测分析析和鉴定定评估结结果，桥桥梁结构构加固设设计应分分为：承承载力加加固（强强度加固固）、使使用功能能加固（（刚度加加固）和和耐久性性加固等等三种情情况。承载力加加固是确确保结构构安全工工作的基基础，是是桥梁改改造加固固设计的的核心内内容，其其内容包包括正截截面抗弯弯承载力力加固和和斜截面面抗剪承承载力两两部分。。承载力力加固应应考虑分分阶段受受力的特特点，注注意新加加补强材材料与原原结构的的整体工工作。使用功能能加固是是确保桥桥梁正常常工作的的需要，，主要是是对活载载变形或或振动过过大的构构件，加加大截面面尺寸，，增加截截面刚度度，以满满足结构构使用功功能要求求。广东工业业大学建建设学院院姜姜海海波，管管民生58§4-1桥梁梁改造加加固方案案设计的的原则耐久性加加固是指指对结构构损伤部部位进行行修复和和补强，，以阻止止结构损损伤部分分的性能能继续恶恶化，消消除损伤伤隐患，，提高结结构的可可靠性，，提高结结构的使使用功能能，延长长结构使使用寿命命。3．桥梁加加固与加加宽设计计相结合合在公路改改造设计计中，很很多情况况下桥梁梁加固和和加宽是是同时进进行的。。在加宽宽宽度不不大的情情况下，，尽量将将加宽部部分与原原桥连为为一体，，使新旧旧桥共同同工作，，利用新新加宽部部分，调调整原桥桥内力，，减轻原原梁负担担，间接接达到加加固补强强的目的的。广东工业业大学建建设学院院姜姜海海波，管管民生59§4-1桥梁梁改造加加固方案案设计的的原则4．注意各各种加固固补强方方法的综综合应用用桥梁加固固补强的的方法很很多，但但是基本本上可以以划分为为两大类类：第一类为为改变结结构体系系，调整整结构内内力、减减轻原梁梁负担。。例如：：加斜撑撑减少梁梁的跨度度、简支支梁改为为连续结结构、增增加纵梁梁数目、、调换梁梁位、加加大新建建边梁截截面尺寸寸，调整整横向分分布系数数，减轻轻原梁负负担等。。第二类为为加大截截面尺寸寸和配筋筋，加固固薄弱构构件。对薄弱构构件进行行加固补补强的方方法很多多，从作作用原理理可分为为两大类类：广东工业业大学建建设学院院姜姜海海波，管管民生60§4-1桥梁梁改造加加固方案案设计的的原则①在受受拉区直直接增设设抗拉补补强材料料，例如如：补焊焊钢筋，，粘贴钢钢板，粘粘贴高强强复合纤纤维（碳碳纤维、、芳纶纤纤维）等等。这种种加固方方法，设设计时，，必须考考虑桥梁梁带载加加固分阶阶段受力力特点。。后加补补强材料料的强度度发挥程程度受原原梁变形形的限制制，一般般情况下下是达不不到其抗抗拉强度度设计值值。特别别是采用用直接粘粘贴高强强复合纤纤维加固固时，在在极限状状态下，，复合纤纤维的高高强抗拉拉性能根根本无法法充分发发挥作用用，“大大马拉小小车”是是一种极极大的浪浪费。若若不考虑虑分阶段段受力特特点，过过高的估估计了后后加补强强材料的的作用，，设计是是不安全全的。②采用用预加力力原理进进行加固固补强，，例如：：体外预预应力加加固，韩国M.S公司的SRAP加固工艺艺等。由于于预加力力的作用用，改善善了原梁梁的应力力状态，，提高了了原梁的的承载能能力和抗抗裂性能能。采用用预加力力加固，，可以充充分发挥挥加固补补强材料料的力学学性能，，提高了了材料的的利用效效率。广东工业业大学建建设学院院姜姜海海波，管管民生61SRAP工艺的原原理介绍绍韩国M&S工业株式式会社的的专利技技术SRAP工艺是采采用镀锌锌软钢丝丝束（简简称SR加固材料料）对混混凝土梁梁体施加加预应力力，采用用多功能能氧化铝铝聚糖树树脂砂浆浆（简称称AP树脂砂浆浆）对混混凝土结结构进行行修补的的综合加加固技术术。镀锌软钢钢丝束靠靠锚固于于混凝土土梁体上上的角钢钢固定，，采用螺螺旋扣环环拉紧器器进行张张拉拉。为了了增强镀镀锌软钢钢丝束与与修补砂砂浆的粘粘着力，，在软钢钢丝束上上缠绕弹弹簧线圈圈。软钢钢丝束张张拉后，，由于预预加力的的作用，，使梁体体反向弯弯曲，在在混凝土土中产生生预压应应力。然然后，喷喷注AP树脂砂浆浆，将预预应力钢钢筋与梁梁体混凝凝土连为为一体，，两者共共同工作作，使结结构的承承载能力力提高，，工作性性能改善善。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71图4-2洪河1号桥加固方案示示意图(图中尺寸单位为为cm)广东工业大学建建设学院姜姜海波，管管民生72§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原梁的混凝土质质量良好，经回回弹测定混凝土土强度在28Mpa以上。经检算原原桥可以满足汽汽—15、挂—80的承载要求，但但距汽—20，挂—100的要求正截面承承载力相差的18%。现场调查发现，，原桥桥台前墙墙混凝土质量良良好，未发现基基础不均匀沉降降现象。广东工业大学建建设学院姜姜海波，管管民生73§4-2型桥梁加加固方案评述（3）加固设计要点点①按加宽的桥面面净空要求，加加宽部分采用2×2块宽度为125cm的钢筋混凝土矩矩形板。按新加加宽部分与原桥桥共同工作计算算，靠边第2、3块板受力最大，，边板位于人行行道下面，受力力较小。为此，，将原桥边板（（1号和7号）块分别移至至新加宽部分的的最外侧位置，，中间空出250cm的空隙，布置新新制作的2块125cm的钢筋混凝土矩矩形板（A、B或C、D），新板的钢筋筋按受力需要配配置。②将原桥面铺装装混凝土凿除，，全桥统一加铺铺10cm的C30陶砾混凝土。为为了加强新旧混混凝土之间的联联系，在原桥面面应凿成齿槽。。③原桥桥台及基基础双侧加宽，，新加基础部分分基底设50cm的水撼砂（所谓“水撼砂砂”法就是利用用水的流动性和和砂砾的透水性性，在松散砂砾砾的表面灌上水水，依靠水的下下渗使砂砾孔隙隙被细砂填满，，从而达到最大大密实度。这种种方法在房屋建建筑施工中是经经常采用的，而而在公路施工中中却很少采用。。）垫层。为了加强强桥台台身新旧旧混凝土之间的的连接，在原桥桥台台身插入锚锚固钢筋。广东工业大学建建设学院姜姜海波，管管民生74§4-2型桥梁加加固方案评述（4）方案评述①采用调换梁位位的方法，合理理利用原板的承承载潜力，最大大限度地发挥新新板的作用。②改用轻质陶砾砾混凝土桥面铺铺装，减轻桥梁梁恒载内力。采用上述综合措措施，在保持原原梁配筋不增加加的前提下，达达到了汽—20，挂—100的承载要求。③陶砾混凝土桥桥面铺装中应设设置钢筋网或掺掺入适量的高强强复合短纤维，，提高桥面铺装装的抗裂能力。。广东工业大学建建设学院姜姜海波，管管民生75§4-2型桥梁加加固方案评述3．坂头大桥设计单位：交通通部第一公路工工程总公司设计计所[4]厦门市公路局[5]实施时间：第一一次加固1955年第二次加固1999年（1）原桥的基本情情况及承载力评评估板头大桥位于国国道324线厦门段，原桥桥建于1953年，其结构为四四跨钢筋混凝土土变高度连续T梁，外加一跨钢钢筋混凝土简支支梁，其跨度划划分及桥梁横断断面如图4-3所示。广东工业大学建建设学院姜姜海波，管管民生76图4-3坂头大桥的一般般构造图广东工业大学建建设学院姜姜海波，管管民生77§4-2型桥梁加加固方案评述原桥的设计荷载载为汽—13级。国道324线厦门段改扩建建工程要求将桥桥梁的设计荷载载提高为汽—超20级。为了探讨原原桥加固利用的的可行性，1995年对原桥进行详详细的外观检查查和荷载试验。。试验结果表明明：①桥梁主体结构构未发现明显的的破损和裂缝，，混凝土质量较较好，强度等级级均在C25以上；②连续梁各支点点截面抗弯承载载较高可以满足足汽—超20的承载要求。