2022城市桥梁抗震加固设计导则

城市桥梁抗震加固设计导则2022目 录总则 1基本规定 2抗震加固设计原则与程序 2抗震加固需求评估 3材料要求 4桥梁结构体系加固 6一般规定 6分散水平地震力加固 6功能性支承系统加固 7减隔震加固 8桥梁墩台加固 一般规定 4.2墩柱 4.3盖梁与系梁 154.4桥台 16桥梁地基与基础加固 18一般规定 18承载力要求 185.3地基 215.4基础 21附件一：桥梁抗震加固相关标准、指南 24PAGEPAGE10总则程质量，制定本导则。本导则适用于既有城市梁式桥和跨度不超过150m150m的拱桥，可参照本导则给出的加固原则进行设计。及地方现行有关标准规定。基本规定抗震加固设计原则与程序验算，应按现行行业标准《城市桥梁抗震设计规范》CJJ166既有桥梁抗震加固的设计原则应符合下列规定：避免将过大的地震力传递给其他不易检查和加固的构件。加固方案应控制结构地震位移，不得发生落梁破坏。抗震能力或对重力荷载的承载力。新增构件与原有构件之间应有可靠连接。抗震加固的方案、结构布置和连接构造，应符合下列规定：能力宜采取比一般部位增强的措施。的方法。术经济条件分析确定。能力极限状态和正常使用极限状态的要求。抗震加固措施应便于施工，并应对交通的影响最小。计→加固施工图设计→加固施工。抗震加固需求评估桥梁抗震加固前，宜根据场地地震基本烈度、抗震设防类别和设防标准，进行专门的抗震评估。抗震评估前的资料应收集和整理应包括：施工、监理、监控与竣工技术资料；养护、试验及维修加固资料；运营荷载资料。抗震初步评估应综合考虑以下因素：桥梁结构的重要性；结构本身特点及结构在地震动下的易损性；基础及场地的特征；桥梁所在地区的抗震设防烈度；结构建造的年代及加固经济评价。E1E211时，构件抗震能力不足。抗震能力与地震需求比计算应考虑下列因素：12盖梁与桥墩节点的抗震性能；承台的抗剪及抗倾覆性能；桥梁地基与基础的强度，桥梁支座的连接、变形性能。E1E2地震作用下，宜根据结构特点采用非线性地震反应分析方法。E1E2抗震设计规范》CJJ166计算。材料要求抗震加固材料选用应满足以下原则：规定，并满足设计要求。找平、黏结和表面防护材料。桥梁加固用新材料应性能可靠。际强度等级。加固所用混凝土的强度等级宜比原结构构件提高一级，且不应低于C30；C40。加固用钢材，其品种、质量和性能应符合下列规定：筋》GB1499.1GB1499.2标准《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG3362GB/T700和《低合金高强度结构钢》GB/T1591等的规定。计规范》JTG3362主要性能指标应符合现行国家标准《单丝涂覆环氧涂层预应力钢绞线》GB/T25823和行业标准《环氧涂层预应力钢绞线》JG/T387行业标准《钢筋焊接及验收规程》JGJ18高强度螺栓应符合现行国家标准《钢结构用高强度大六角头螺栓》GB/T1228GB/T1231和《钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副》GB/T3632的规定。栓性能应符合现行行业标准《混凝土用机械锚栓》JG/T160碳纤维、玻璃纤维或芳纶纤维等复合材料的品种和性能应符合下列规定：加固主要承重构件采用的碳纤维，应选用聚丙烯晴基基）不大于12k（1k=1000根）的小丝束纤维，不得使用大丝束纤维。用于加固的玻璃纤维应采用高强度型玻璃纤维、含碱量小于0.8%玻璃纤维或耐碱玻璃纤维。不得使用中碱玻璃纤维或高碱玻璃纤维。土结构加固设计规范》GB50367的规定。（板》JT/T531执行。JT/T822JT/T842JT/T852927的要求。一般规定抗震加固中不得损伤原结构构件。桥梁结构体系加固宜采用下列思路：上部结构连续化、轻量化。延长结构自振周期，并提高桥梁系统整体阻尼比。改善支承系统性能，以减少下部结构加固需求。上述两种以上组合。分散水平地震力加固分散水平地震力加固可采用下列措施：（图3.2.1.对中小跨径连续梁桥，将全桥支座更换为弹性支承。对连续梁桥，在活动支座墩与主梁之间安装冲击传递装置（图3.2.1.b图3.2.11—上部结构连续化；2—弹性支座；3—冲击传递装置简支变连续加固应符合下列规定：应根据原支座的完好程度选择保留原支座或进行更换。简支变连续加固可采用在墩顶部位结构上缘加设普通钢筋或增设预应力束并现浇接头混凝土凝土形成结构连续体系（图3.2.2图3.2.2简支变连续加固桥梁墩顶构造1—桥面板；2—加设普通钢筋或预应力束；3—现浇段；4—桥面铺装；5—预制梁；6—临时支座当原梁的截面尺寸不足时，应采用增大截面法等措施。T梁时，中支点处应新增横系梁。路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG3362规定进行计算和验算。10年以上的桥梁，可不计入原结构混凝土收缩、徐变的影响。简支变连续后桥梁伸缩缝等附属构造的性能应满足结构受力及使用要求。功能性支承系统加固桥梁抗震加固可采用功能性支承系统加固法（图3.3.1。桥墩增橡胶承垫 桥台增橡胶承垫A-A剖面图 B-B剖面图图3.3.11—新设抗震挡块；2—原有支座垫石；3—原有橡胶支座；4—新设防落梁措施；5—主梁；6—盖梁；7—增设橡胶支座；8—增设橡胶填缝板；9—桥台胸墙；101214—桥台搭板；15—伸缩缝；16—桥面板功能性支承系统加固应符合下列规定：E2地震作用下可产生摩擦滑动机制；支承系统应设置限位装置；应提供足够的梁端防落梁长度。减隔震加固减隔震加固应符合下列要求：区的预期地面运动特性主要能量集中在高频段时，可采用减隔震措施。振或支座中出现负反力时，不宜采用减隔震措施。风荷载、制动力等引起的桥梁有害振动。设置减隔震支座时，应保证相邻上部结构之间具有足够的位移空间。减隔震装置宜构造简单、性能可靠，并具有可换性。减隔震装置在正常使用状态下不应产生故障和影响桥梁运营。采用减隔震加固后的桥梁固有周期不宜低于原结构的两倍。当采用隔震加固和减震加固（图3.4.3）时，减隔震装置类型、构造及减隔震桥梁抗震验算要求，应按现行行业标准《城市桥梁抗震设计规范》CJJ166的相应规定执行。图3.4.3当采用隔震加固法加固桥梁时，可选用下列措施：（图3.4.4.；设隔震支座（图3.4.4.b。图3.4.41—上部结构连续化；2—隔震支座；3—托架与隔震支座减隔震装置按工作原理和功能进行分类，如表3.4.5震装置、减震装置和刚性连接装置等组合而成。表3.4.5装置类型装置名称（示例）隔震装置橡胶隔震装置叠层橡胶支座天然橡胶支座、高阻尼隔震橡胶支座、铅芯隔震橡胶支座滑块隔震装置曲面滑块隔震装置摩擦摆式减隔震支座、双曲面减隔震支座平面滑块隔震装置-减震装置位移相关型金属阻尼器（EC非线性型摩擦阻尼器-速度相关型流体黏滞阻尼器-黏弹性阻尼器-减隔震装置应符合下列要求：JTT1062的要求。铅芯应采用纯度不低于99.99%的高纯度铅，铅的化学成分应符合现行国家标准《铅锭》GB/T469的规定。10N/mm。12MPa。当桥梁横向抗震能力不足时，应使用双向隔震设计。特性及其平面与立面的布置，且应反映振动频率、环境及温度等因素的影响。减隔震装置的设计、校核应满足以下要求：E1100%E2250%以下，并校核其稳定性。非橡胶型减隔震装置，应根据具体的产品指标进行设计与校核。应对减隔震装置在正常使用条件下的性能进行校核。应对减隔震装置的变形、阻尼等力学参数进行试验测试，试验得到的力学参数值与设计值的偏差应在±10%以内。一般规定锚固性能不足等为对象。合材料等方法对桥墩进行加固。桥梁墩柱弯曲强度、剪切强度加固时应复核承台和基础的承载力。墩柱当采用增大截面法加固钢筋混凝土墩柱时，应符合下列规定：级。柱式桥墩，尚应伸入盖梁并满足锚固要求。新增纵筋、箍筋的配置应符合现行行业标准《城市桥梁抗震设计规范》CJJ166的相应规定。应乘以0.85的折减系数。相应的补强加固。当采用外包钢管加固法加固钢筋混凝土桥墩时，应符合下列规定：25mm-40mm缩水泥砂浆。（4.2.3的微膨胀混凝土。10mm-25mm。图4.2.3外包钢管加固法下列规定：tjt≥

0.004Df'j 5.6f

yisu式中：tj（mmcu——E2地震作用下墩底截面混凝土的最大压应变；——外包钢管内径（mmf' 2cc——受钢管约束混凝土的抗压强度（N/mmfi——外包钢管抗拉强度标准值（/mm2su——外包钢管的极限拉应变。E2地震作用下墩底截面混凝土的最大压应变cu应按下式计算：cumc式中：m——E2地震作用下墩底截面的最大曲率；c——墩底截面曲率达到最大曲率m时，中性轴至混凝土受压侧最外缘的距离，可先假设加固前与加固后c值相同进行分析。115.88tj115.88tjfyiDf'cccf' '

4tjfyi1.254cc fc

Df' ccf'——加固前混凝土的抗压强度标准值（/mm2。cc符合下列规定：l外包钢管的厚度应按下式计算：V0VV c s Vt≥s sjj fDcot 1.57fDcotyi yi式中：tj（mm0.85；0——2地震作用下墩柱剪力设计值c——墩柱塑性铰区域混凝土的抗剪能力贡献（——墩柱塑性铰区域横向钢筋的抗剪能力贡献j——外包钢管承担的剪力设计值（j——外包铜管抗拉强度标准值（/mm2——外包钢管内径（mm；θ——剪切裂缝与墩柱轴线的夹角（°。Vc应按下列公式计算：1.66(0.33

N ce140Agce

f'A(N为轴压力时）1.66(0.33

N)35Ag

f'A(N为轴拉力时）ce式中：——2地震作用下墩柱轴力设计值（N力时取负值;cec——按全截面计算的墩柱截面积（m2——混凝土抗压强度标准值（/mm20.8（m2cVs应按下式计算：AfD'cotVs2

hyhs式中：Ah——圆环箍筋或螺旋箍筋截面职（mm2h——圆环箍筋或螺旋箍筋抗拉强度标准值（/mm2——核心混凝土直径s——螺旋箍筋间距（mθ——剪切裂缝与墩柱轴线的夹角（°。剪切裂缝与墩柱轴线的夹角θ，应按下列公式计算：1n1.26v4v tan1 l(一端固定一端铰接的墩柱） 1vn 1n0.46v4v tan1 l(两端固定的墩柱） 1vn 式中：——桥墩半径（mm

v2tj/rl——墩柱纵向钢筋配筋率；n——钢筋与混凝土弹性模量比，nEs/Ec；α——α=D’/H——墩高（m折角修整为圆弧形，并将界面扩大为椭圆形后，再粘贴纤维复合材料。当采用粘贴纤维复合材料加固法对延性不足的钢筋混凝土墩柱进行加固时，应符合下列规定：tj可按下式计算：t≥0.1u0.004cc'ccjfduduj式中：tj（mmcu——E2地震作用下墩底截面混凝土的最大压应变；——墩柱直径（mmccf'——受纤维复合材料约束混凝土的抗压强度（/mm2ccfdu——纤维复合材料抗拉强度设计值（/mm2du——与纤维复合材料设计抗拉强度相应的应变。115.88tj115.88tjfduDf'cccf' '

4tjfdu1.254cc fc

Df' ccf'——加固前混凝土抗压强度标准值（/mm2cc当采用粘贴纤维复合材料加固法对抗剪强度不足的钢筋混凝土墩柱进行加固时，纤维复合材料布材的厚度tj可按下式计算：V0VV c s Vt≥s sjj fDcot 1.57fDcotj j式中：tj（mms——抗剪强度折减系数，可取为0.85；0——2地质作用下墩柱剪力设计值（c——墩柱塑性铰区域混凝土的抗剪能力贡献（——墩柱塑性铰区域横向钢筋的抗剪能力贡献j——纤维复合材料承担的剪力设计值（j——纤维复合材料抗拉强度标准值（/mm——墩柱直径（mmθ——剪切裂缝与墩柱轴线的夹角（°。盖梁与系梁盖梁可靠拉结；纤维带可施加预应力。当采用预应力纤维带加固混凝土盖梁时，应满足以下要求：垂直于构件纵轴设置。5mm。张拉锚固部分以外的纤维带与混凝土之间应填充结构胶黏结牢固。3预应力纤维带的宽度不应超过100mm；对截面宽度较大的盖梁，宜采用位布置。固技术规程》JGJ145的规定。对抗剪强度不足的墩柱与盖梁节点，可采用混凝土包覆加固（4.3.4图4.3.4盖梁与墩柱接头抗剪加固示意图1—盖梁包裹混凝土；2—增设结合系筋；3—原盖梁可通过在既有盖梁下部现浇一根系梁来改进盖梁的抗震性能，如图4.3.5所示。并应根据能力设计原理设计以确保塑性铰形成在桥墩中而不是在系梁内。4.3.5桥台桥台可采用下列方法进行抗震加固：肋板加固；桥台前址抵抗倾覆力矩不足时，可通过增设基桩加固；土层抗剪强度不足，可通过增设密排桩加固；同时，地锚的固定端深入台背填土区土层的距离应满足共同作用的需要。一般规定土、高填方、陡坡等不良抗震地质条件的墩台，需进行基础抗震专项研究。CJJ166JTG3363符合下列规定：进行承载力、稳定性、沉降等计算。桩基础应进行承载力、沉降等计算。桥梁基础加固设计中应考虑施工方法的影响。承载力要求地基抗震验算时，应采用地震作用效应与永久作用效应组合。地基抗震承载力容许值应按下式计算。faE

KEfa

（5.2.2-1）aE式中：f ——调整后地基抗震承载力容许值（kPaEKE——地震抗震承载力调整系数，应按表5.2.2取值；fa——桥涵地基与基础设计规范》JG3363采用（P。5.2.2岩土名称和性状KE岩石，密实的碎石土，密实的砾、粗（中）砂，fk大于300的粘性土和粉土1.5（中150≤fk≤300的粘性土和粉土，坚硬黄土1.3稍密的细、粉砂，100≤fk≤150的粘性土和粉土，可塑黄土1.1淤泥，淤泥质土，松散的砂，杂填土，新近堆积黄土及流塑黄土1.0注：kP5.2.3所示：图5.2.3承台节点竖向剪力应按下式计算：VjvTcRt式中：Vjv——节点竖向剪力（c——墩柱受拉钢筋合力（；t——桩的拉力（。节点剪切应力vjv按下式计算：

（5.2.3-1）vjv

Vjvd

（5.2.3-2）ffcc（mmc——墩柱截面宽度（mmc——墩柱截面高度（mmff1.414D（mmD——墩柱直径（mmdf——加固后基础高度（mm节点竖向有效轴向压应力按下式计算fa按下式计算：faP/Aeff

（5.2.3-3）P——墩柱底部的轴向荷载（即恒荷载地震荷载（ff——有效承压面积（mm2ff(cdf)(cdf)（mm2；对于圆形截面墩柱，A (D

)2/4（mm2。eff c f(f/2)2(f/2)2v2ajvftfa

/2

（5.2.3-4）如果ft0.42 fcu(MPa)，计算结束，否则需校核混凝土覆盖层的承载力。E2225%。（包括桩侧摩阻力（地基系数Ce（5.2.5）折减系数α5.2.5采用。液化土层以下单桩部分的承载能力可采用本导则5.2.4条规定；液化土层范围内及以上部分单桩承载能力不应提高。NCe 1NN

（5.2.5）cr式中：Ce——液化抵抗系数；1 N、N——分别为实际标准贯人锤击数和标准贯人锤击数临界值，根据现行行业标准《城市桥梁抗震设计规范》CJJ1661