桥梁检测评定与加固技术（第2版） 课件 第8章 8.1 绪论 8.2增大构件截面加固技术

第八章桥梁上部结构的改造与加固技术南京林业大学江苏·南京

桥梁上部结构的现有加固技术桥梁上部结构现有加固技术有：增大构件截面加固技术粘贴钢板加固技术粘贴纤维加固技术体外预应力加固技术高强不锈钢绞线网-聚合物砂浆外加层加固技术预应力钢丝绳-聚合物砂浆加固技术改变结构体系加固技术

增大截面加固技术技术原理与特点（a）加固原理示意图(b)现场加固实例增大截面加固法技术原理与实例增大截面加固技术是在构件表面增大混凝土尺寸，增加受力钢筋，使其与原结构形成整体，从而达到增大构件有效高度和受力钢筋面积、增加构件的刚度及提高构件承载力的目的技术原理与特点增大截面加固技术主要途径有：增加主筋截面；加大混凝土截面；加厚桥面板；喷锚混凝土。该技术广泛应用于梁（板）桥及拱桥拱肋的加固主要优点有：工艺简单，施工简便加固布置方式灵活受力可靠适用面广加固费用低廉，施工机具简单主要缺点有：上部结构恒载增加养护周期长部分情况下需中断交通会影响结构的外观和净空，进一步影响桥下通航采用增大截面法解决梁抗弯截面强度不足的问题，需在其受拉区增设补强主筋，并使其与原主筋能够连结牢固，共同工作。详细的施工步骤如下：卸除部分恒载混凝土凿除剪断原箍筋焊接补强钢筋混凝土凿毛支模浇筑混凝土养护增大截面加固法施工流程主要途径和施工工艺为解决桥下高空施工难题，可采用悬挂式脚手架进行施工，采用钢丝绳吊索从空心的横向钢管的内部连续穿过，两端与桥梁护栏系绕固定连接，沿着桥梁纵向间隔布置，编织网与吊索及横向钢管共同形成密闭的高空作业平台悬挂式脚手架主要途径和施工工艺抗弯加固，在梁底增加截面厚度，增设受拉钢筋及锚固箍筋，并使其与原主筋能够牢固连结，共同工作抗剪加固，在腹板侧面，增加截面宽度，增设钢筋（a）空心板梁加固前（b）空心板梁加固后空心板梁与箱梁增大截面加固（c）箱梁增大腹板加固该方法主要通过在梁底增设受拉钢筋以加强抗弯能力，腹板加设竖向钢筋以加强抗剪能力，喷涂或浇筑混凝土以增大梁截面，施工过程简便、成本低、无需中断交通T型梁增大截面加固T形梁桥增大截面加固BIM模型示意图（a）支设模板（b）完成效果该方法在拱背下固定钢丝网，浇筑钢筋混凝土新拱圈对原拱圈进行加固。优点是不用开挖拱上填料，不中断交通；为了新老拱圈能共同作用，需要采取在拱腹设置锚固钢筋等措施（b）双曲拱桥拱腹下增设新拱圈拱桥主拱圈增大截面加固（a）原拱圈拱腹下增设新拱圈当桥下净空无法满足增设拱圈时，也可在原拱圈上部新增拱圈，该方法需要拆除原拱圈上部结构，空腹式拱桥可以在立柱间新增拱圈，无需拆除。拆除时须特别注意拆除顺序，确保两侧对称、同时进行，施工周期长且加固成本高（b）拱背上增设新拱圈（赵州桥）拱桥主拱圈增大截面加固（a）原拱圈拱背上增设新拱圈（c）新浇钢筋网混凝土加厚桥面板加固法

该方法将原桥面铺装层剔除，在桥面板上浇筑钢筋混凝土补强层，优先采用UHPC，加厚主梁高度，提高承载能力加厚桥面板加固法（a）绑扎钢筋网（b）浇筑混凝土喷射混凝土加固法喷射混凝土法无需搭设混凝土浇筑模板，依靠高速喷射时集料的反复连续撞击压密混凝土，当与钢筋网联合使用时可以能大幅地提高既有结构的承载能力和整体性混凝土每次喷护厚度不宜超过5~8cm，应待前次喷射混凝土凝结硬化后方可再次喷射，以免在重力作用下导致新旧混凝土之间剥离喷射混凝土施工实例设计构造要求新浇混凝土强度比原构件混凝土强度高一级，且不低于C30混凝土最小厚度，板≥100mm，梁和受压构件≥150mm新浇混凝土层厚度≤100mm时，可采用小石子混凝土或喷射高性能复合砂浆；在结构尺寸复杂和新浇混凝土施工条件差的情况下，可采用微膨胀或自密实混凝土加固用受力钢筋直径不宜小于12mm，且不宜大于25mm；构造钢筋直径不宜小于10mm；箍筋直径不宜小于8mm新增钢筋应满足现行行业标准《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG3362-2018）以及《混凝土结构加固设计规范》（GB50367-2013）关于混凝土保护层、钢筋锚固与连接、纵向受力钢筋最小配筋率等要求，并应满足下列要求：设计构造要求（1）梁肋增设主筋时，对原有钢筋除锈，当受力钢筋需焊接时，施焊前应采取措施避免烧伤混凝土；（2）新增受力钢筋与原受力钢筋可采用“短筋焊接”的方式连接；当分离布置时，新增受力钢筋与原构件受力钢筋的净距不应小于25mm，且不应小于钢筋直径；（3）新增箍筋应与原构件牢固连接。当新增箍筋与原箍筋采用“焊接式”连接时，焊缝长度应满足钢筋焊接长度的要求；当新增箍筋与原结构采用“植筋式”连接时，锚固结构胶及锚固长度应满足现行相关标准要求设计构造要求（b）焊接U形箍筋（c）埋设U形箍筋（a）焊接短钢筋连接

T梁增大截面配置新增箍筋的连接构造设计构造要求按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG3362—2018，梁内纵向受拉钢筋不宜在受拉区截断；如需截断时，应按正截面抗弯承载力的计算充分利用该钢筋强度的截面至少延伸（la+h0）长度，此处la为受拉钢筋最小锚固长度，h0为梁截面有效高度当用单侧或双侧加固时，应设置U形箍筋或封闭式箍筋并与原构件牢固连接；U形箍筋应焊在原有箍筋上，单面焊缝长度为10d，双面焊缝为5d（d为U形箍筋直径）设计构造要求U型箍筋还可焊在增设的锚钉上，或直接伸入锚孔内锚固，锚钉直径d不应小于10mm，锚钉距构件边沿的距离不小于3d，且不小于40mm锚钉锚固深度不小于10d，并采用环氧砂浆或高强度等级水泥砂浆将锚钉锚固于原构件内，钻孔直径应大于锚钉直径4mm当受构造条件限制而需采用植筋方式埋设U形箍筋时，应采用锚固型结构胶种植，不得采用未改性的环氧类胶粘剂和不饱和聚酯类胶粘剂种植，也不得采用无机锚固剂（包括水泥基灌浆料）种植增大截面加固桥梁构件的作用（或荷载）效应，按下列两个阶段进行计算：第一阶段：新浇混凝土层达到强度标准值之前，构件按原构件截面计算，荷载应考虑加固时包括原构件自重在内的恒载、现浇混凝土层自重及施工荷载第二阶段：新浇混凝土层达到强度标准值后，构件按加固后整体截面计算，作用应考虑包括加固后构件自重在内的恒载、二期作用的恒载及使用阶段的可变作用作用效应组合系数取值：恒载的荷载效应分项系数取1.2；使用阶段的可变作用效应分项系数按现行《公路桥涵设计通用规范》取用计算原理在矩形截面或翼缘位于受拉边的T形截面钢筋混凝土受弯构件的受拉区进行抗弯加固时，其正截面受弯承载力应按下列公式计算：计算公式混凝土受压区高度x应按下式确定：截面受压区高度应符合：当受压区配有纵向普通钢筋和预应力钢筋，且预应力钢筋受压即

为正时，x应满足当受压区仅配有纵向普通钢筋，或配有普通钢筋预应力钢筋，且预应力钢筋受拉即为负时，x应满足当

时，正截面抗弯承载力按下式计算：h02——新增纵向普通钢筋的合力点至截面受压边缘的距离计算公式增大截面加固混凝土受弯构件的抗弯承载力计算as在受拉区采用增大截面加固的钢筋混凝土受弯构件达到受弯承载能力极限状态时，新增纵向普通钢筋的拉应变εs2按下列公式计算：拉应变εs2计算简图计算公式钢筋混凝土受弯构件在截面受拉区加固后，斜截面抗剪承载力按下列公式计算：——加固后构件验算截面处第二阶段剪力组合设计值（kN）——加固后由后期恒载、车辆荷载及其他可变荷载作用的剪力组合设计值（kN）——桥梁结构的重要性系数——异号弯矩影响系数。计算简支梁和连续梁近边支点梁段的抗剪承载力时，=1.0；计算连续梁和悬臂梁近中间支点梁段的抗剪承载力时=0.9计算公式某大桥是一座特大型的双线分离式公路大桥，为恢复桥梁承载力和结构刚度、抑制跨中下挠进一步恶化的趋势，采用增大箱梁腹板截面并设置体内