橋梁加固方案設(shè)計與施工關(guān)鍵技術(shù)研究

1、橋梁結(jié)構(gòu)加固設(shè)計與施工關(guān)鍵技術(shù)研究3橋梁改造加固方案設(shè)計在對橋梁結(jié)構(gòu)病害檢測分析和鑒定評估的基礎(chǔ)上，根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟條件和使用要求，有針對性地制定加固方法。3.1橋梁改造加固方案設(shè)計的原則1分清加固的性質(zhì)根據(jù)橋梁病害檢測分析和鑒定評估結(jié)果，橋梁結(jié)構(gòu)加固設(shè)計應(yīng)分為：承載力加固（強度加固）、使用功能加固（剛度加固）和耐久性加固等三種情況。承載力加固是確保結(jié)構(gòu)安全工作的基礎(chǔ)，是橋梁改造加固設(shè)計的核心內(nèi)容，其內(nèi)容包括正截面抗彎承載力加固和斜截面抗剪承載力兩部分。承載力加固應(yīng)考慮分階段受力的特點，注意新加補強材料與原結(jié)構(gòu)的整體工作。使用功能加固是確保橋梁正常工作的需要，主要是對活載變形或振動過大的構(gòu)件，加大

2、截面尺寸，增加截面剛度，以滿足結(jié)構(gòu)使用功能要求。耐久性加固是指對結(jié)構(gòu)損傷部位進行修復(fù)和補強，以阻止結(jié)構(gòu)損傷部分的性能繼續(xù)惡化，消除損傷隱患，提高結(jié)構(gòu)的可靠性，提高結(jié)構(gòu)的使用功能，延長結(jié)構(gòu)使用壽命。2橋梁加固與加寬設(shè)計相結(jié)合在公路改造設(shè)計中，很多情況下橋梁加固和加寬是同時進行的。在加寬寬度不大的情況下，盡量將加寬部分與原橋連為一體，使新舊橋共同工作，利用新加寬部分，調(diào)整原橋內(nèi)力，減輕原梁負擔(dān)，間接達到加固補強的目的。3注意各種加固補強方法的綜合應(yīng)用。橋梁加固補強的方法很多，但是基本上可以劃分為兩大類：第一類為改變結(jié)構(gòu)體系，調(diào)整結(jié)構(gòu)內(nèi)力、減輕原梁負擔(dān)。例如：加斜撐減少梁的跨度、簡支梁改為連續(xù)結(jié)構(gòu)、

3、增加縱梁數(shù)目、調(diào)換梁位、加大新建邊梁，調(diào)整橫向分布系數(shù)，減輕原梁負擔(dān)等。第二類為加大截面尺寸和配筋，加固薄弱構(gòu)件。例如：粘貼鋼板、加焊鋼筋，粘貼高強纖維復(fù)合材料，體外預(yù)應(yīng)力加固。設(shè)計中應(yīng)注意各種加固方法的綜合利用，通過調(diào)整結(jié)構(gòu)內(nèi)力，盡量的減輕原梁的負擔(dān)，將加固補強工作量壓到最少。3.2加固方案簡介結(jié)構(gòu)的一般加固方法：結(jié)構(gòu)的加固方法可以分成兩大類，即直接加固法和間接加固法。3.2.1 直接加固法 直接加固法是通過一些技術(shù)措施，直接提高構(gòu)件的承載力和剛度等，目前常用的直接加固法有以下幾種。1 加大截面加固法該方法可以用來提高構(gòu)件的抗彎、抗壓、抗剪、抗耐久等能力，同時也可以用來修復(fù)已經(jīng)損傷的混凝土截

4、面，提高其耐久性，可以廣泛地用于各種構(gòu)件的加固。但是這種加固方法一般對原有構(gòu)件的尺寸有一定程度的增加，使原有的使用建筑空間變小。2 外包鋼加固法 外包鋼加固可以大幅度提高構(gòu)件的抗壓和抗彎性能，由于采用型鋼材料，施工周期相對較短，占用空間也不大，比較廣泛地應(yīng)用于不允許增大截面尺寸，而又需要較大幅度提高承載力的軸心受壓和小偏心受壓構(gòu)件。外包鋼加固也可以用于受彎構(gòu)件或大偏心受壓構(gòu)件的加固，但宜采用濕式外包鋼加固法。3 體外預(yù)應(yīng)力加固法體外預(yù)應(yīng)力加固法是采用高強鋼筋或型鋼等，在被加固構(gòu)件體外增設(shè)預(yù)應(yīng)力拉桿或撐桿，其拉桿加固廣泛適用于受彎構(gòu)件和受拉構(gòu)件的加固，在提高構(gòu)件承載力的同時，對提高截面的剛度、減

5、少原有構(gòu)件裂縫寬度和撓度、提高加固后構(gòu)件截面的抗裂能力是非常有效的。4 外部粘貼加固法 外部粘貼加固法是用粘結(jié)劑將鋼板或纖維增強復(fù)合材料等粘貼到構(gòu)件需要加固的部位上，以提高構(gòu)件的承載力和剛度的一種加固方法。粘鋼加固法是在構(gòu)件表面用特制的建筑結(jié)構(gòu)膠粘貼鋼板，以提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力的一種加固方法。纖維增強復(fù)合材料是把高性能的纖維織物，如玻璃纖維、碳纖維和阿拉米德纖維等，放置在環(huán)氧樹脂等基材上，經(jīng)膠合凝固后形成的。近年來，已有將短纖維加入混凝土是制成纖維混凝土，將絲制成棒狀代替鋼筋，加工成束或繩狀用于拉索，制作預(yù)制板，用于路面。在結(jié)構(gòu)加固方面，1984年，瑞士國家實驗室首先開始了外貼纖維復(fù)合材料加固的

6、實驗研究。使用其進行加固的優(yōu)點是：它具有很高的抗化學(xué)腐蝕能力和支被加固結(jié)構(gòu)的保護能力，提高了結(jié)構(gòu)耐久性；材料強度高，外貼加固用量少(厚度小) 等。5 輔助結(jié)構(gòu)加固法輔助結(jié)構(gòu)加固法是一種體外加固方法。它是直接用設(shè)置在被加固構(gòu)件位置處的型鋼、鋼構(gòu)架或其他預(yù)制構(gòu)件(如樁等)分擔(dān)作用在加固構(gòu)件上的荷載。該方法適用于原有構(gòu)件損傷嚴重，又需要大幅度提高承載力和剛度的構(gòu)件的加固，也可以用于地基基礎(chǔ)的加固。6 注漿加固法注漿加固法是采用壓力，把具有較好粘接性能的材料注入被加固構(gòu)件內(nèi)部的空隙中，以提高被加固構(gòu)件的完整性、密實性，提高材料的強度。該方法在混凝土或砌體結(jié)構(gòu)的裂縫等內(nèi)部缺陷的修復(fù)加固，以及地基加固中廣

7、泛應(yīng)用。3.2.2間接加固法 間接加固法是根據(jù)原有結(jié)構(gòu)體系的客觀條件，通過一些技術(shù)措施，改變結(jié)構(gòu)傳力途徑，減少被加固構(gòu)件的荷載效應(yīng)，目前常用的間接加固法有以下幾種。1 增設(shè)構(gòu)件加固法2 增設(shè)支點加固法3 增加結(jié)構(gòu)整體性加固法由于整體結(jié)構(gòu)破壞的概率明顯小于單個構(gòu)件，因此在不加固原有構(gòu)件中任一構(gòu)件的情況下，整體結(jié)構(gòu)可靠度提高了，達到了結(jié)構(gòu)的目的。4 改變結(jié)構(gòu)剛度加固法 該方法一般多用于提高結(jié)構(gòu)抗水平作用的能力。5 卸載加固法表2維修加固方法匯總表維修加固方法適用性材料及工藝要點注意事項截面增強法簡支t梁、空心板梁、箱梁等連續(xù)梁和連續(xù)剛構(gòu)的局部材料：鋼筋、混凝土、膨脹螺栓等主要工藝：表面鑿除、鋼筋布

8、設(shè)、立模澆注、養(yǎng)生施焊鋼筋時應(yīng)避免燒傷原有混凝土；鋼筋定位應(yīng)準確；澆注混凝土應(yīng)濕潤；采用早強或膨脹混凝土；必要時對腹板和上托梁處的新老混凝土接觸面增設(shè)壓漿管壓漿粘貼加固法鋼板粘結(jié)加固法原則上適用于任何梁，但從經(jīng)濟的角度看，更適用于不希望增大恒載和短期要完成加固的跨度較大的連續(xù)結(jié)構(gòu)材料：鋼板、膨脹螺栓、環(huán)氧樹脂粘結(jié)劑等主要工藝：混凝土表明磨平、鉆孔安裝膨脹螺栓、涂抹粘結(jié)劑、壓貼鋼板、擰緊膨脹螺栓、粘結(jié)劑固化養(yǎng)生、填塞縫隙、鋼板涂漆鋼板應(yīng)平整；粘結(jié)劑按規(guī)定養(yǎng)護；采用的鋼板應(yīng)比計算需要的鋼板厚些；鋼板的形狀和粘貼部位根據(jù)需要確定；作業(yè)中要防火、防毒碳纖維粘結(jié)加固法材料：碳纖維片、環(huán)氧樹脂粘結(jié)劑等工藝

9、：混凝土表明處理、粘貼碳纖維片、養(yǎng)護、表面涂裝材料應(yīng)符合設(shè)計要求；粘結(jié)劑應(yīng)根據(jù)不同的溫、濕度決定配比；混凝土表明處理要精細；避免出現(xiàn)空鼓，否則必須處理；粘結(jié)劑按規(guī)定養(yǎng)護；作業(yè)中要防火、防毒預(yù)應(yīng)力加固法預(yù)應(yīng)力度下降，撓度異常增大，并預(yù)留有孔道或可加設(shè)體外束的預(yù)應(yīng)力梁；鋼筋混凝土梁材料：預(yù)應(yīng)力鋼桿、鋼筋、鋼絲束、鋼絞線等對大跨度預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁和連續(xù)剛構(gòu)，應(yīng)通過實測撓度和施工記錄模擬反算原有預(yù)應(yīng)力的損失情況，確定新設(shè)預(yù)應(yīng)力的布置和張拉值。在張拉時，除做好梁的撓度監(jiān)測外，最好在梁體貼片監(jiān)測其應(yīng)力應(yīng)變，指導(dǎo)施工。采用體外預(yù)應(yīng)力補強時，應(yīng)重視各著力點的設(shè)置，保證其牢固可靠、過渡圓順，并采用嚴格的防銹措施；充

10、分考慮預(yù)應(yīng)力損失注漿法各類混凝土梁橋的裂縫修補。裂縫寬度小于0.3mm或表層裂縫采用表面封閉；縫寬0.30.5mm采用化學(xué)灌漿封閉；大于0.5mm的裂縫采用鑿槽嵌補法修復(fù)材料：非受力產(chǎn)生的裂縫，可采用水泥漿封閉；一般用環(huán)氧樹脂和丙烯酸酯類（甲凝）等化學(xué)材料。壓漿工藝：裂縫檢查及清理；鉆孔埋嘴；嵌縫止?jié){；壓水（氣）試驗；壓力注漿；表面處理及檢查裂縫較大時采用手壓泵注漿；裂縫較細或灌漿量小時采用注射器注漿；封閉應(yīng)嚴格；鑿槽嵌補時應(yīng)將槽內(nèi)清除干凈，用水泥砂漿填補時槽內(nèi)應(yīng)濕潤，用環(huán)氧砂漿時槽內(nèi)應(yīng)干燥；作業(yè)中要防火、防毒改變結(jié)構(gòu)體系加固法臨時通過超載車輛；橋下增加的設(shè)施不影響交通或泄洪材料：鋼筋、混凝土

11、、鋼構(gòu)件等確定方案時應(yīng)充分考慮當(dāng)前和今后的橋下交通。對結(jié)構(gòu)體系改變產(chǎn)生的支點負彎矩應(yīng)認真驗算并采取措施；采用加勁梁或疊合梁時應(yīng)合理簡化受力模式，應(yīng)分清受力的主次結(jié)構(gòu)3.3既有橋梁加固實例井岡山大橋位于江西省吉安市區(qū)東北井岡山大道東端，跨越贛江，是江西省南部地區(qū)的重要交通通道，也是通往革命圣地井岡山的門戶。井岡山大橋始建于1969年，1970年10月交付使用，設(shè)計全長1090.26m，設(shè)計荷載為汽車13級；拖車60；人群3.5kn/m2。上部構(gòu)造為16孔預(yù)應(yīng)力t型剛構(gòu)，孔徑組成為48.13+14x71+48.13，t型剛構(gòu)的懸臂長為23.5m，鋼筋混凝土掛梁跨徑為21m，t構(gòu)箱梁采用單箱雙室變截

12、面設(shè)計；下部結(jié)構(gòu)采用柱式橋墩，沉井基礎(chǔ)。由于大橋交通量增長迅速，已由建橋時的400輛/日發(fā)展到1991年的4439輛/日，擁擠度已超過設(shè)計通行能力的2倍以上。根據(jù)2002年江西省吉安市井岡山大橋結(jié)構(gòu)檢查與現(xiàn)狀評定報告，該橋病害較嚴重，已危及大橋的運營安全，主要缺陷有：懸臂箱梁的預(yù)應(yīng)力有效值受到一定的損失；橋面混凝土破壞嚴重、各掛梁跨中部位明顯下沉，橋面成波浪形；人行道梁懸臂支點部位混凝土多數(shù)存在碎裂脫落，人行道板破壞嚴重；伸縮縫、支座破壞嚴重、梁體裂縫較多，掛梁腹板在跨中產(chǎn)生豎向裂縫，翼板在橫向接縫處開裂，t構(gòu)箱梁主要在腹板上緣開裂，為縱向裂縫；兩岸橋臺變形較大（向前傾），溜坡及兩側(cè)擋土墻破壞

13、較嚴重。2002年8月對大橋進行維修加固，加固設(shè)計荷載標準按汽車15級、掛車80（與原設(shè)計荷載相當(dāng)）進行。針對該橋的具體病害情況，加固分為兩部分：對橋梁病害部分進行維修整治和對橋梁的承載能力進行恢復(fù)。并根據(jù)當(dāng)前技術(shù)發(fā)展，采用了化學(xué)灌漿/碳纖維布粘貼和體外預(yù)應(yīng)力加固等措施。3.3.1橋梁病害的維修整治設(shè)計布嘴圖清洗裂縫粘灌漿嘴封閉裂縫檢查裂縫封閉情況配 漿灌 漿效果檢查補漏氣處（1）對掛梁、箱梁的裂縫采用化學(xué)灌漿，并按裂縫寬度分別處理。工藝流程見圖2，同時在掛梁邊梁和t構(gòu)箱梁的腹板部分，當(dāng)裂縫寬度大于0.2mm時，采用粘圖6 化學(xué)灌漿工藝流程圖貼碳纖維布對裂縫進行約束處理。（2）鑿除原橋面鋪裝，

14、全部重新澆筑40號鋼纖維混凝土（加筋），由于鋼纖維混凝土抗拉強度較高，并設(shè)有較強的鋼筋網(wǎng)，不僅耐磨，抗沖擊，而且對掛梁的橫向剛度有較大提高。（3）重新更換支座和伸縮縫。（4）對箱梁預(yù)應(yīng)力錨頭進行防銹處理：在錨頭上掛鋼筋網(wǎng)，再澆筑15cm環(huán)氧樹脂混凝土封錨。（5）對原人行道、欄桿進行全面的檢查、查明病害情況，對有問題的進行維修整治。3.3.2恢復(fù)橋梁的承載能力部分在主墩上部鑿開孔洞，在箱梁中采用植筋技術(shù)，設(shè)置齒板，用體外束（無粘結(jié)束）對箱梁進行加固。根據(jù)計算，箱梁每室中設(shè)置長、短束各4束，全橋共計240束。張拉控制力1094kn，其中長束采用可調(diào)式體外束錨具，用來考慮結(jié)構(gòu)性能的不確定性，以方便調(diào)

15、整索力，短束采用永久性體外束錨具。體外束布置如圖3所示。圖7 箱梁一室體外預(yù)應(yīng)力束布置示意圖（2）橋臺的加固采用動態(tài)設(shè)計的原則，在臺后加2根直徑1.2m的鉆孔灌注樁，再澆筑承臺與原承臺連接。加固完畢后即進行荷載試驗和檢查評定，各項指標均滿足相關(guān)要求。并于2004年7月缺陷責(zé)任期滿后進行再次檢測，該橋的整體性能仍完好，說明加固效果理想。3.4混凝土受彎構(gòu)件可加固性分析3.4.1各國規(guī)范對比分析“構(gòu)件的破壞可能表現(xiàn)為脆性破壞或延性破壞，脆性破壞是設(shè)計中所不期望的，它意味著構(gòu)件立刻喪失承載能力。必要的延性能力是避免脆性破壞的保證，其特點是在發(fā)生任何承載能力喪失之前呈現(xiàn)出較大的非彈性變形，提供結(jié)構(gòu)失效

16、的警告信號?！保ㄕgaashto）154?！氨匾难有阅芰δ軌蚪档统休d能力對混凝土材料強度變異性的敏感性，能夠包容設(shè)計計算表達式中可能存在的錯誤，以及保證其具有必要的可靠性?！?（摘譯aci318-2002）155。各國規(guī)范中極少有具體的延性指標規(guī)定，往往都是通過限制最大相對受壓區(qū)高度、截面最大配筋率以及拉區(qū)鋼筋最小應(yīng)變等措施來間接的予以保證：1. aashto規(guī)范美國聯(lián)邦公路設(shè)計規(guī)范1.3.2中規(guī)定，每種極限狀態(tài)應(yīng)滿足：、荷載系數(shù)、荷載效應(yīng)；乘有系數(shù)的抗力：；0.95，為關(guān)于延性、超靜定性和重要性的系數(shù)的乘積；規(guī)范1.3.3條例對強度極限狀態(tài)的檢算中，有關(guān)延性的系數(shù)的規(guī)定： 1.05，用于非

17、延性的構(gòu)件和連接件；0.95，用于采用額外的措施提高其延性能力的構(gòu)件和連接件； 1.00，用于符合規(guī)范有關(guān)規(guī)定的常規(guī)構(gòu)件；5.7.3.3.1條例規(guī)定，對受彎構(gòu)件（包括預(yù)應(yīng)力和非預(yù)應(yīng)力兩種狀況），其截面最大配筋應(yīng)滿足：混凝土受壓區(qū)高度，中和軸至混凝土最大受壓邊緣的距離； 截面有效高度，拉區(qū)縱筋中心至混凝土最大受壓邊緣的距離；2. aci318規(guī)范aci318-2002中10.3.3條例及其說明規(guī)定：受彎構(gòu)件的破壞形式分為受拉控制破壞和受壓控制破壞兩種，其中受拉控制破壞為極限狀態(tài)時拉區(qū)最外層鋼筋凈應(yīng)變大于等于0.005（極限狀態(tài)以受壓區(qū)混凝土最大應(yīng)變達到0.003），如圖所示，鋼筋凈應(yīng)變是指除去預(yù)

18、應(yīng)力、松弛以及蠕變應(yīng)變的應(yīng)變；受壓控制破壞的界限為極限狀態(tài)時最外層鋼筋小于等于屈服應(yīng)變，對grade60鋼筋（）和預(yù)應(yīng)力鋼筋則取0.002；在受拉控制破壞與受壓控制破壞兩者之間則為過渡狀態(tài)。aci318-2002采用承載力折減系數(shù)來考慮不同破壞狀態(tài)的影響，對不同延性能力的構(gòu)件采用不同的折減系數(shù)，以實現(xiàn)“延性不足，強度來補”的思想：承載能力折減系數(shù)；名義極限承載能力；基于系數(shù)組合的承載力需求；9.3.2條例規(guī)定，由受拉控制破壞至受壓控制破壞狀態(tài)，折減系數(shù)采用線性過渡，如圖9所示，其中圖中虛線所示為采用螺旋箍筋的情況。圖8 凈應(yīng)變示意圖圖9 折減系數(shù)與凈應(yīng)變=0.0020.650.70螺旋箍筋0.

19、90=0.005=0.6=0.375受壓控制受拉控制過渡區(qū)=0.004條例10.3.5同時規(guī)定對非預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土受彎構(gòu)件，受拉區(qū)鋼筋在極限狀態(tài)時的凈拉應(yīng)變不應(yīng)小于0.004。3. aci440f規(guī)范aci440f參照aci318附錄b中的有關(guān)規(guī)定，定義承載能力折減系數(shù)如下： 最外層鋼筋極限狀態(tài)時應(yīng)變；鋼筋屈服應(yīng)變；4. chbdc第16章和dat duthinh（2004）加拿大公路設(shè)計規(guī)范將frp材料的應(yīng)用作為其公路設(shè)計規(guī)范中的一個章節(jié)第16章，其中對采用frp加勁材料的受彎結(jié)構(gòu)給出了新的規(guī)定：極限狀態(tài)時（最大混凝土壓應(yīng)變?yōu)?.0035）截面混凝土受壓區(qū)高度與截面有效高度的比值應(yīng)在0.25

20、0.50之間，同時根據(jù)jaeger的研究成果，提出了一個新的綜合性指標j以限制frp的最大用量，詳見式4.6，并規(guī)定對矩形截面j指標不得小于4，t形截面j則不得小于6。dat duthinh（2004）通過7片矩形截面外貼cfrp加固的模型梁試驗證實，對于所有的混凝土壓碎破壞狀態(tài)的梁其j指標均滿足規(guī)范要求，而大部分的發(fā)生粘結(jié)剝離破壞的梁則不滿足j指標要求，證實該指標用于采用frp加固的鋼筋混凝土構(gòu)件的延性控制是可行的。5. 我國有關(guān)規(guī)范我國現(xiàn)行公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁設(shè)計規(guī)范jtg d62-2004限定截面相對受壓區(qū)高度不得超過平衡破壞時的界限相對受壓區(qū)高度，如表5.1所示。我國碳fr

21、p片材加固混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程cecs146:2003則規(guī)定采用cfrp加固的混凝土構(gòu)件截面相對受壓區(qū)高度不得超過0.8。表5.1 jtg d62-2004相對界限受壓區(qū)高度混凝土強度等級鋼筋種類c50及以下c55,c60c65,c70c75,c80r2350.620.600.58hrb3350.560.540.52hrb400,kl4000.530.510.49鋼絞線,鋼絲0.400.380.360.35精軋螺紋鋼筋0.400.380.36對上述各規(guī)范比較可以看出，aashto規(guī)范對預(yù)應(yīng)力和非預(yù)應(yīng)力受彎構(gòu)件給出了相同的受壓區(qū)高度限值；aci318 2002版中對鋼筋混凝土受彎構(gòu)件規(guī)定拉區(qū)鋼筋極

22、限狀態(tài)時凈拉應(yīng)變大于等于0.004，預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件并無限值，但通過不同的折減系數(shù)考慮延性能力隨受壓區(qū)高度增加而降低的影響；aci440f則參考了aci318附錄b的規(guī)定，其折減系數(shù)的取值略有不同；加拿大規(guī)范采用一個綜合強度和變形能力因素的綜合指標j，mufti（1996）和jaeger（1997）對這一指標的概念進行了解釋，該指標可以認為是承載能力極限狀態(tài)與壓區(qū)混凝土最大應(yīng)變達到比例極限應(yīng)變（0.001）時的狀態(tài)的能量比。并且，與其他各規(guī)范不同的是，該指標對矩形截面和t形截面給出了不同的限值要求；我國規(guī)范公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁設(shè)計規(guī)范jtg d62-2004以界限受壓區(qū)高度為配

23、筋限值；中國工程建設(shè)標準化協(xié)會標準碳纖維布加固修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程cecs146:2003采用0.8。3.4.2可加固性及其兩個構(gòu)成要素混凝土橋梁的可加固性分析實質(zhì)上包含兩個方面：一方面是橋梁結(jié)構(gòu)構(gòu)件本身加固的可行性，因為不是所有的構(gòu)件都可以加固，例如對于梁高未采用經(jīng)濟梁高，原配筋率已接近平衡配筋的既有構(gòu)件，由于壓區(qū)混凝土剩余強度空間不足，若一味采用外貼加勁材料強行加固，將難以收到預(yù)期的加固效果，浪費資金158；另一是加固方法本身的有效性，加固方法應(yīng)能夠保證其達到預(yù)期的性能目標，同時減少次生影響。構(gòu)件的可加固性和加固方法的可加固性兩者之間相互依賴，不可分割，混凝土橋梁結(jié)構(gòu)的可加固性總是針對既

24、有的加固方法及其特點而討論的159，是相對的，例如對于未采用經(jīng)濟梁高，原配筋率已接近平衡配筋的主梁若在采用外貼加勁材料進行加固的同時也采取措施對壓區(qū)混凝土進行加固，則原構(gòu)件又是可加固的。因此，加固設(shè)計中的可加固性研究必須有機結(jié)合這兩方面的特點，選擇技術(shù)指標合理可靠、工藝簡潔、經(jīng)濟指標優(yōu)良的加固方案62, 160-164。外貼加固法的既有構(gòu)件最大可加固空間根據(jù)規(guī)范建議用以保證加固后截面具有足夠延性能力的臨界延性相對受壓區(qū)高度，結(jié)合原構(gòu)件的截面相對受壓區(qū)高度即可確定構(gòu)件的可加固空間。如圖10所示：， （5）聯(lián)合上式，可以推得： （6）式中，分別為加固前截面相對受壓區(qū)高度，加固后截面相對受壓區(qū)高度增

25、量和臨界延性相對受壓區(qū)高度；，分別加固前截面受彎承載力、截面承載力最大增量；圖10 最大承載力增量示意，加固前極限狀態(tài)時受壓區(qū)混凝土等效應(yīng)力塊中心距離拉區(qū)鋼筋中心的距離，加固后極限狀態(tài)時新增受壓區(qū)混凝土等效應(yīng)力塊中心距離拉區(qū)鋼筋中心的距離；其他符號意義同前或見圖10中所示；對于矩形截面，式（5）和（6）可進一步簡化為： （7）式（7）可進一步表示為： （8） （9）式中符號意義同前；圖11為根據(jù)式（9）計算所得的矩形截面原始相對受壓區(qū)高度與最大彎矩承載力相對增量之間的關(guān)系。從圖中可以看出，截面的最大可加固空間主要受加固前截面原始相對受壓區(qū)高度的影響，在原截面相對受壓區(qū)高度較小的情況下，承載力的

26、提高幅度可以達到加固前的兩倍，而隨著截面相對受壓區(qū)高度的增加，承載力的可提高幅度也隨之銳減。鋼筋混凝土構(gòu)件和預(yù)應(yīng)力混凝土之間的差異主要是由于對不同工況所建議的不同的所引起的。圖12為根據(jù)式（6）計算所得的t形截面（，）原始相對受壓區(qū)高度與最大彎矩承載力相對增量之間的關(guān)系。從圖中可以看出，對于t形截面，截面的最大可加固空間也主要受加固前截面原始相對受壓區(qū)高度的影響，隨著截面相對受壓區(qū)高度的增加，承載力的可提高幅度也隨之銳減。t形截面與矩形截面相比，對應(yīng)相同的加固前截面相對受壓區(qū)高度，其最大可加固空間要遠小于矩形截面工況，此外，對t形截面不同加固工況所建議的不同值也對最大可加固空間存在影響。圖11

27、 矩形截面原始相對受壓區(qū)高度與最大理論可加固空間，圖12 t形截面原始相對受壓區(qū)高度與最大理論可加固空間，鑒于t形截面最大可加固空間受截面形狀因素的影響較大，圖和圖分別針對不同的和形狀參數(shù)分析其截面原始相對受壓區(qū)高度與最大可加固空間之間的關(guān)系，其中圖中不同的系列代表不同的，參數(shù)0.1；圖中不同的系列代表不同的，參數(shù)5。圖13 t形截面原始相對受壓區(qū)高度與最大理論可加固空間，圖14 t形截面原始相對受壓區(qū)高度與最大理論可加固空間，從圖13中可以看出，形狀參數(shù)對t形截面最大可加固空間的影響比較大，隨著的增加，對應(yīng)同一原始相對受壓區(qū)高度，其最大可加固空間銳減，這主要是不同截面形狀對加固前后混凝土受壓

28、區(qū)面積相對增量影響較大所造成的。矩形截面可以認為1的特殊的t形截面，參數(shù)對最大可加固空間的影響規(guī)律正好詮釋了圖11和12對比分析中矩形截面最大可加固空間較大的結(jié)論。圖14是針對同一截面形狀參數(shù)5，比較不同對最大可加固空間的影響，從圖中可以看出，不同系列之間曲線相互交叉，規(guī)律相對復(fù)雜，對應(yīng)原始截面相對受壓區(qū)高度較小的區(qū)段，較大的對提高最大可加固空間有利，而此后隨著原始相對受壓區(qū)高度的增加，較大的系列迅速衰減并低于較低的系列。3.5典型橋梁加固方案評述1鞍千9號橋加固設(shè)計設(shè)計單位：原哈爾濱建筑工程學(xué)院實施時間：1987年（1）原橋的基本情況和加固設(shè)計要求鞍千9號橋位于遼寧省鞍山至千山公路上，原橋為

29、跨徑l=12m的單跨二梁式鋼筋混凝土簡支梁橋，設(shè)計荷載為汽15，掛80，橋面凈空為凈7，下部結(jié)構(gòu)為座落于巖盤上的沉井基礎(chǔ)，重力式混凝土橋臺。鞍千公路擴建為二級路，路基寬度為12m，行車道寬度為9m，在橋位處道路雙側(cè)加寬，橋面凈空為凈9+21.5m，橋梁的設(shè)計荷載提高為汽20，掛100。（2）橋梁現(xiàn)場調(diào)查和承載力檢算現(xiàn)場檢測發(fā)現(xiàn)，原梁混凝土質(zhì)量良好，未有發(fā)現(xiàn)可見裂縫，實測混凝土強度在26mpa以上。經(jīng)檢算原梁可以滿足原設(shè)計荷載汽15，掛80的要求。但距汽20，掛100的要求，正截面承載力相差約15%。查閱原設(shè)計圖紙和現(xiàn)場實際核對，原橋為座落于巖盤上的小沉井基礎(chǔ)，橋臺混凝土質(zhì)量良好，經(jīng)檢算認為原橋

30、基礎(chǔ)具有較大的超載潛力。（3）加固設(shè)計要點利用原橋基礎(chǔ)的承載潛力，采用插入錨固鋼筋，加大橋臺蓋梁懸臂長度。新加寬部分與原梁整體工作，適當(dāng)加大新增主梁的截面尺寸，增加邊梁剛度，調(diào)整荷載橫向分布系數(shù)，減輕原梁的負擔(dān)。為了加強新加寬的部分與原梁的整體工作，將原梁懸臂混凝土鑿掉50cm，露出懸臂鋼筋與新加寬部分橋面板鋼筋焊接；在支點和跨中增設(shè)連接橫梁。清除原橋面鋪裝層，全橋統(tǒng)一加鋪10cm厚的橋面鋪裝混凝土，為了加強新舊混凝土之間的連接，將原橋面頂面鑿成齒槽，保證新舊混凝土共同工作。計入6cm橋面鋪裝層參與主梁工作，即梁的有效高度增加6cm。圖15 鞍千9號橋加固方案示意圖（4）方案評述該方案充分利用

31、了原橋沉井基礎(chǔ)的承載潛力，采用插入鋼筋接長墩臺蓋梁懸臂，節(jié)省了大量的下部結(jié)構(gòu)工量費用。采用加大新建邊梁剛度，調(diào)整荷載橫向分布系數(shù)，減輕原梁負擔(dān)和橋梁鋪裝層參與主梁工作，增加梁的有效高度等綜合措施，使原梁在不增加配筋的情況下，滿足汽20，掛100的承載要求。（5）改進建議蓋梁懸臂接長，若采用體外預(yù)應(yīng)力筋或預(yù)應(yīng)力錨筋技求施工更為方面，結(jié)構(gòu)更為可靠。為保證橋面鋪裝混凝土與橋面板的共同工作，加強兩者之間的連接，應(yīng)設(shè)置錨固短鍵，橋面鋪裝層應(yīng)設(shè)置雙層鋼筋或摻入高強復(fù)合纖維，增強混凝土的抗裂能力。2洪河1號橋設(shè)計單位：原哈爾濱建筑工程學(xué)院實施時間：1988年（1）原橋的基本情況和加固設(shè)計要求洪河1號橋位于黑

32、龍江省二龍山至撫遠公路，原橋為跨徑8m的單跨裝配式鋼筋混凝土簡支板梁橋，全橋由7塊寬度為100cm板組成。設(shè)計荷載為汽15，掛80，橋面凈空為凈7，下部結(jié)構(gòu)為混凝土輕型橋臺，擴大基礎(chǔ)。二撫公路擴建為二級公路，路基寬度為12m，行車道寬度為9m，在橋位處道路雙側(cè)加寬，橋面凈空為凈9+21.5m，橋梁的設(shè)計荷載提高為汽20，掛100。（2）橋梁現(xiàn)場調(diào)查和承載力檢算現(xiàn)場檢測發(fā)現(xiàn)原梁的混凝土質(zhì)量良好，經(jīng)回彈測定混凝土強度在28mpa以上。經(jīng)檢算原橋可以滿足汽15、掛80的承載要求，但距汽20，掛100的要求正截面承載力相差的18%。現(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn)，原橋橋臺前墻混凝土質(zhì)量良好，沒發(fā)現(xiàn)基礎(chǔ)不均勻沉降現(xiàn)象。（

33、3）加固設(shè)計要點按加寬的橋面凈空要求，加寬部分采用22塊寬度為125cm的鋼筋混凝土矩形板。按新加寬部分與原橋共同工作計算，靠邊第2、3塊板受力最大，邊板基本上位于人行道下面，受力較小。為此，將原橋邊板（1號和7號）塊分別引至新加寬部分的最外側(cè)位置，中間空出250cm的空隙，布置新制作的2塊125cm的鋼筋混凝土矩形板，新板的鋼筋按受力需要配置。將原橋面鋪裝混凝土鑿除，全橋統(tǒng)一加鋪10cm的c30陶礫混凝土。為了加強新舊混凝土之間的聯(lián)系，在原橋面應(yīng)鑿成齒槽。原橋橋臺及基礎(chǔ)雙側(cè)加寬，新基礎(chǔ)部分基底設(shè)50cm的水撼砂墊層。為了加強橋臺臺身新舊混凝土之間的連接，在原橋臺臺身插入錨固短筋。圖16 洪河

34、1號橋加固方案示意圖(圖中尺寸單位為cm)（4）方案評述與改進意見采用調(diào)換梁位的方法，合理利用原板的承載潛力，最大限度的發(fā)揮新加板的作用。改用輕質(zhì)陶礫混凝土橋面鋪裝，減輕橋梁恒載內(nèi)力。采用上述綜合措施，在保持原梁配筋不增加的前提下，達到了汽20，掛100的承載要求。陶礫混凝土橋面鋪裝中應(yīng)設(shè)置鋼筋網(wǎng)或摻入適量的高強復(fù)合短纖維，提高橋面鋪裝的抗裂能力。3坂頭大橋設(shè)計單位：交通部第一公路工程總公司設(shè)計所4廈門市公路局5實施時間：第一次加固1955年第二次加固1999年（1）原橋的基本情況及承載力評估板頭大橋位于國道324線廈門段，原橋建于1953年，其結(jié)構(gòu)為四跨鋼筋混凝土變高度連續(xù)t梁，外加一跨鋼筋

35、混凝土簡支梁，其跨度劃分及橋梁橫斷面如圖2-3所示。圖17 坂頭大橋的一般構(gòu)造圖原橋的設(shè)計荷載為汽13級。國道324線廈門段改擴建工程要求將橋梁的設(shè)計荷載提高為汽超20級。為了探討原橋加固利用的可行性，1995年對原橋進行詳細的外觀檢查和荷載試驗。試驗結(jié)果表明：橋梁主體結(jié)構(gòu)未發(fā)現(xiàn)明顯的破損和裂縫，混凝土質(zhì)量較好，強度等級均在c25以上；連續(xù)梁各支點截面抗彎承載較高可以滿足汽超20的承載要求。連續(xù)梁各跨中截面抗彎承載力較低，不能滿足汽超20的要求，必需進行加固補強。各跨中截面的實測撓度值，均小規(guī)范規(guī)定允許值。（2）加固設(shè)計要點針對原橋為變高度連續(xù)梁的特點和只需對跨中正截面抗彎承載力進行加固補強的

36、要求，采用沿橋梁全長布置的直線型體外預(yù)應(yīng)力束加固。在每個梁肋兩側(cè)跨中截面下緣處對稱布置515.2鋼絞線，鋼絞線束在梁端張拉，采用ovm錨錨固，鋼絞線束采用鋼套通保護。（見圖2-4）圖18 坂頭大橋加固方案示意圖該橋第一次加固于1995年完成，據(jù)文獻5介紹，橋梁加固后使用情況良好，但1999年4月檢查發(fā)現(xiàn)有一根鋼絞線束下垂，進一步調(diào)查發(fā)現(xiàn)有一根鋼絞線在橋頭端斷裂，有二根鋼絞線在游動錨板處斷裂。應(yīng)該指出文獻5介紹的橋梁加固施工的情況與文獻4介紹的加固設(shè)計方案（圖3-4）略有不同。實際實施時，體外預(yù)應(yīng)力筋束張拉改為采用自行設(shè)計的游動錨板在中間張拉的方案，鋼絞線束在橋梁的端部用墩頭錨固。文獻5認為施工

37、中采用的錨具選型不當(dāng)，游動錨板固定差，鋼絞線防護鋼套筒空隙過大是造成鋼絞線束下垂和斷裂的原因。在第二次加固時，做了以下改進：取消中間的游動錨板，仍采用通常布置的直線鋼絞線束，鋼鉸線束在一端橋臺張拉，另一端為固定端，采用ovm錨具。取消鋼鉸線束外面的防護鋼套管，改為聚乙烯塑料包裹，并做好固定措施。1999年按上述改進方案對所有8根體外預(yù)應(yīng)力筋束進行了更換。到目前使用情況良好。（3）方案評述與改進建議該加固設(shè)計巧妙地利用了原橋為變高度連續(xù)梁的縱向布置特點和只需對跨中截面抗彎承載力加固的設(shè)計要求，采用靠近跨中截面下邊緣通常布置的直線型體外預(yù)應(yīng)力筋加固補強的原設(shè)計方案基本上是合理的。施工中采用游動錨中

38、間張拉方案，構(gòu)造不夠合理。，中間游動錨板的雙向錨具變形損失過大是造成鋼絞線束下垂，有效預(yù)應(yīng)力值降低的直接原因。為了避免在橋臺端進行張拉的施工不便，可在連續(xù)梁支點截面下方設(shè)置錨固裝置，鋼筋分 段設(shè)置，分段張拉。體外預(yù)應(yīng)力筋錨固的可靠性是保證全橋安全工作的基礎(chǔ)。應(yīng)用采用具有防松動裝置的專用ovm錨具，錨孔端部應(yīng)擴孔為喇叭型，以防上鋼筋振動時，卡緊斷絲。為了減少體外預(yù)應(yīng)力筋束的振動影響，對于較長的體外預(yù)應(yīng)力筋束，每隔610m，應(yīng)設(shè)置一個固定裝置。體外預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)采用專門生產(chǎn)的具有防腐蝕保護鋼絞線，我國一般采用pe管外套，內(nèi)裝黃油保護層。4橋梁加固薄弱受彎構(gòu)件承載力極限狀態(tài)計算4.1橋梁加固薄弱構(gòu)件分階

39、段受力特點橋梁結(jié)構(gòu)自重較大，一般均采用帶載加固。構(gòu)件自重及恒載由原梁承受，活載由加固后的截面承受。橋梁加固薄弱受彎構(gòu)件承載力計算，應(yīng)考慮分階段受力的特點，按兩階段受力構(gòu)件計算。橋梁加固薄弱受彎構(gòu)件正截面補強加固方法很多，基本可劃分為加筋類和加砼類兩種情況：加筋類：采用加焊鋼筋、粘貼鋼板或其他纖維復(fù)合材料，對構(gòu)件的受拉區(qū)進行補強。加筋類加固構(gòu)件的受力特點是，后加鋼筋（或其他纖維復(fù)合材料）只承受活載引起的拉應(yīng)力。在一般情況下，后加補強材料的強度不能充分發(fā)揮作用，加固構(gòu)件的破壞由原梁受拉鋼筋控制，設(shè)計時應(yīng)考慮分階段受力的特點。加砼類：采用加厚橋面板的方法，對混凝土受壓區(qū)進行補強，增加梁的有效高度，亦

40、可達到提高構(gòu)件承載力的目的。對受壓區(qū)加砼類構(gòu)件來說，由于考慮混凝土的塑性發(fā)展，分階段受力影響不大，其承載力可按一般鋼筋混凝土的構(gòu)件計算。橋梁加固薄弱受彎構(gòu)件斜截面一般采用粘貼鋼板（或其它纖維復(fù)合材料）增加斜筋或箍筋截面面積進行補強。后加鋼板（或其他纖維復(fù)合材料）只承受活載引起的剪力，設(shè)計時亦應(yīng)考慮分階段受力特點。4.2橋梁加固薄弱受彎構(gòu)件正截面抗彎承載力計算4.2.1加筋類加固薄弱受彎構(gòu)件正截面抗彎承載力計算在試驗研究的基礎(chǔ)上，引入下列基本假設(shè)作為加筋類橋梁加固薄弱受彎構(gòu)件正截面抗彎承載力計算的依據(jù)：橋梁帶載加固應(yīng)考慮分階段受力特點。一期荷載效應(yīng)（自重及恒載效應(yīng)）由原梁承擔(dān)，構(gòu)件處于彈性工作階

41、段，截面應(yīng)力（或應(yīng)變）按材料力學(xué)公式計算；二期荷載效應(yīng)（活載效應(yīng)）由加固后的截面承擔(dān)；不同受力階段的截面變形均符合平截面假設(shè)；在極限狀態(tài)下，截面受壓邊緣混凝土的應(yīng)變達到極限值。截面受壓區(qū)混凝土的應(yīng)力按簡化的矩形應(yīng)力圖計算，其抗壓強度取實測混凝土抗壓強度設(shè)計值，矩形應(yīng)力圖高度?。ㄊ街袨槎诤奢d效應(yīng)作用后截面變形零點至截面受壓邊緣的距離，為受壓區(qū)高度折減系數(shù)，對c50以下混凝土，?。?；在極限狀態(tài)下原梁受拉鋼筋應(yīng)力取抗拉強度設(shè)計值（或），受壓鋼筋的應(yīng)力取抗壓強度設(shè)計值；在極限狀態(tài)下，后加鋼筋（或其它纖維復(fù)合材料）的應(yīng)力由其應(yīng)變確定，即取，但應(yīng)小于其抗拉強度設(shè)計值。后加鋼筋（或其它纖維復(fù)合材料）的應(yīng)變

42、，根據(jù)分階段受力特點，由截面變形條件確定。根據(jù)上述基本假定建立的加筋類橋梁加固薄弱受彎構(gòu)件正截面抗彎承載力計算圖式示于圖4-1。 斷面圖 應(yīng)變圖 一期荷載下應(yīng)力圖 二期荷載下應(yīng)力圖圖4-1 加筋類橋梁加固薄弱受彎構(gòu)件正截面抗彎承載力計算圖式加固薄弱構(gòu)件正截面抗彎承載力計算公式，由內(nèi)平衡條件求得（圖4-1）： （4-1） （4-2）公式的適用條件： （4-3）式中：混凝土抗壓強度設(shè)計值，根據(jù)實測強度等級參照確定；原梁受拉鋼筋抗拉強度設(shè)計值，根據(jù)實測強度參照確定；原梁受拉鋼筋的混凝土受壓區(qū)高度界限系數(shù)，r235鋼筋（原級鋼筋）取，hrb330鋼筋（原級鋼筋）取，hrb400鋼筋（原級鋼筋），取；極

43、限狀態(tài)下，后加鋼筋（或其他纖維復(fù)合材料）的應(yīng)力，其數(shù)值按下列公式計算。 （4-4） （4-5） （4-6） （4-7） （4-8） （4-9）后加鋼筋（或其他纖維復(fù)合材料）的彈性模量；為后加鋼筋（或其他纖維復(fù)合材料）的抗拉強度設(shè)計值；后加鋼筋（或其他纖維復(fù)合材料）的應(yīng)變；二期荷載效應(yīng)下，原梁受拉鋼筋的應(yīng)變增量；二期荷載作用下，上緣混凝土的壓應(yīng)變增量；一期荷載作用下，原梁受拉鋼筋應(yīng)變；一期荷載作用下，原梁上翼緣頂面的混凝土壓應(yīng)變。利用上述公式進行加固配筋設(shè)計的方法及計算步驟如下：1計算原梁的換算截面幾何性質(zhì)（）。2由式（4-9）和（4-8）計算恒載作用下原梁上翼緣頂面混凝土的壓應(yīng)變和鋼筋拉應(yīng)變。

44、3根據(jù)加固后應(yīng)承擔(dān)的彎矩組合設(shè)計值，由式（4-2）、（4-5）和（4-4）求得混凝土受壓區(qū)高度和后加鋼筋的應(yīng)變和應(yīng)力。4將和值代入公式（4-1），求得后加鋼筋截面面積應(yīng)特別指出，橋梁加固薄弱受彎構(gòu)件正截面承載力一般由原梁受拉鋼筋的應(yīng)力達到屈服強度控制，即應(yīng)滿足的要求。當(dāng)時，加固后的承載力最大。（4-10）從上式可以看出，加固后梁的最大承載力主要與原梁的截面尺寸有關(guān)，加固后承載力提高的幅度受原梁受拉鋼筋配筋率控制。設(shè)計時切不可不加分析的盲目加大后鋼筋（或其他加固材料）截面面積，無限制的提高梁的承載力。因為這樣的構(gòu)件將發(fā)生脆性破壞，設(shè)計是不安全的。4.2.2加砼類加固簿弱受彎構(gòu)件正截面抗彎承載力計

45、算特點加厚橋面板類橋梁加固薄弱構(gòu)件的承載力計算，從原理上講，亦應(yīng)考慮分階段受力的特點，按兩階段受力迭合梁計算。但是，由于受橋面標高的限制，后加橋面的厚度不可能太大，一般情況下加固后的截面中性軸不會進入新舊混凝土連接面，新舊混凝土共同承擔(dān)壓力，受壓區(qū)混凝土的應(yīng)變圖存在兩個峰值，考慮到混凝土的塑性影響，在極限狀態(tài)下后加混凝土層的應(yīng)力亦可達到抗壓強度設(shè)計值。這樣，加厚橋面板類加固薄弱受彎構(gòu)件正截面抗彎承載力即可按一般鋼筋混凝土構(gòu)件計算。應(yīng)該指出，采用加厚混凝土橋面板（即加大受壓區(qū)混凝土厚度）的辦法加固薄弱構(gòu)件，其最大允許相對加厚厚度主要受原梁的配筋率控制。設(shè)計時且不可不加分析的盲目加大受壓區(qū)混凝土層

46、厚度來無限制的提高構(gòu)件的承載力（例如：加厚橋面板在局部荷載作用下承載力計算就可能出現(xiàn)類似的問題）。因為這樣的構(gòu)件將發(fā)生少筋脆性破壞，設(shè)計是不安全的。4.3 橋梁加固薄弱構(gòu)件斜截面承載力計算橋梁加固薄弱構(gòu)件一般采用粘貼鋼板（或其它纖維復(fù)合材料）增加斜筋或箍筋截面面積的方法進行斜截面補強加固。后加鋼板只承受活載引起的剪力，設(shè)計時應(yīng)考慮分階段受力的影響。為了與現(xiàn)行橋梁設(shè)計規(guī)范相適應(yīng)，加固薄弱構(gòu)件的斜截面承載力的計算表達式可寫成下列形式： （4-11）或 （4-12）式中：按計算的一般鋼筋混凝土受彎構(gòu)件斜截面的混凝土，箍筋和彎起鋼筋的抗剪承載力；按計算的一般鋼筋混凝土受彎構(gòu)件斜截面的混凝土箍筋的綜合抗

47、剪承載力；按彈性分析方法求得的后加補強鋼板（或其它纖維復(fù)合材料）的抗剪承載力；考慮分階段受力影響，由試驗求得的修正系數(shù)。試驗研究表明，分階段受力對箍筋和彎起鋼筋抗剪承力影響不大，即取和等于1?；炷量辜舫休d力修正系數(shù)與加固前的裂縫有關(guān)：加固前未出現(xiàn)斜裂縫者，取，加固前斜裂縫寬度小于0.2mm者，?。患庸糖靶绷芽p寬度大于0.2mm者，取，若采用混凝土與箍筋綜合抗剪承載力表達方式，則應(yīng)將系數(shù)轉(zhuǎn)換為，相應(yīng)取值為0.89、0.835和0.78。后加補強鋼板（或其它纖維復(fù)合材料）的彈性抗剪承載力按開裂的鋼筋混凝土彈性體計算，二期荷載產(chǎn)生的主拉力由與斜裂縫相交箍筋、彎起鋼筋和后加補強鋼筋板（或其它纖維復(fù)合

48、材料）共同承擔(dān)，各自分擔(dān)的數(shù)額按其截面面積比分配，但應(yīng)將豎直箍筋的截面面積乘以45換算成主拉力作用方向。這樣，即可求的計算表達式為： （4-13）式中：斜裂縫投影長度，可??；剪跨比，；內(nèi)力偶臂，可取。綜合修正系數(shù)反映將按開裂的鋼筋混凝土彈性體計算的后加補強鋼板的彈性抗剪能力，推廣用于斜截面抗剪承載力極限狀態(tài)計算時的受力差異。根據(jù)試驗結(jié)果，偏于安全地取=0.8。將給出的和計算表達式，和前面給出的表達式代入公式（4-12），并取并取=0.8，即可求得橋梁加固薄弱受彎構(gòu)件斜截面抗剪承載力計算公式：=0.8，即可求得橋梁加固薄弱受彎構(gòu)件斜截面抗剪承載力計算公式： （4-14）式中：加固前未出現(xiàn)斜裂縫者

49、，??；加固前斜裂縫寬度小于0.2mm者，??；加固前斜裂縫跨度大于0.2mm者，?。划愄枏澗赜绊懴禂?shù)，對連續(xù)梁（或懸臂梁）中間支點承受異號彎矩區(qū)段??；受壓翼緣影響系數(shù)，對矩形截面，對具有受壓翼緣的t形或工字形截面，取。加固后承受的二期荷載產(chǎn)生的剪力設(shè)計值。剪跨比，。與斜裂縫相交的箍筋截面面積；與斜裂縫相交的彎起鋼筋截面面積；與斜裂縫相交的后加補強鋼板的截面面積，若后加補強鋼板為豎直方向布置，應(yīng)用代替。對于采取粘貼其他纖維復(fù)合材料加固的構(gòu)件，應(yīng)以換算截面面積代替，后加補強材料的換算截面面積按下式計算，其中為與斜裂縫相交的后加斜向布置的纖維復(fù)合材料的截面面積。其余常規(guī)符號的意義見的有關(guān)規(guī)定。最后應(yīng)特

50、別指出，上面給出的橋梁加固薄弱構(gòu)件斜截面抗剪承載力計算公式，是以剪壓破壞形態(tài)的受力特征為基礎(chǔ)建立的。為此，構(gòu)件的截面尺寸應(yīng)滿足下列要求： （4-15）式中：由擬提高的荷載標準求得的計算截面的最大剪力組合設(shè)計值。公式（4-15）實際上是規(guī)定了采用粘貼鋼板（或其它纖維復(fù)合材料）進行斜截面加固補強的上限值。設(shè)計時，首先應(yīng)按公式（4-15）進行截面尺寸復(fù)核，只有在滿足以式（4-15）要求的前提下，采用粘貼鋼板（或纖維復(fù)合材料）進行斜截面加固才是有效的。且不可不加分析的用盲目增加粘貼鋼板（或其它纖維復(fù)合材料）截面面積的方法，無限制地提高斜截面的抗剪承載力，這樣將發(fā)生脆性斜壓破壞，設(shè)計是不安全的。4.4例

51、題分析有一跨徑為20m的鋼筋混凝土t形梁橋，原設(shè)計荷載為汽-20，掛-100。因道路改建，要求將設(shè)計荷載提高為城-a級。試進行加固補強設(shè)計。（一）原橋的基本情況原橋為跨徑20m的鋼筋混凝土t梁橋，設(shè)計荷載為汽-20，掛-100。計算跨徑lj=19.5m，橋面凈梁為凈13+21m。全橋由8片梁組成，主梁間距為1800mm，主梁高度為1000mm。主梁跨中截面尺及配筋情況示于圖4-2。圖4-2 原梁跨中截尺寸及配筋原梁設(shè)計混凝土強度等級為c30，跨中截面配有1232 hrb400（級鋼筋），as=9651.6mm2?，F(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn)，原梁混凝土表面光滑，除跨中截面下緣受拉區(qū)有少量豎直裂縫（裂縫寬度0.

52、15mm）外，未發(fā)現(xiàn)其它裂縫，混凝土碳化不明顯。用回彈超聲綜合法測得的混凝土實測強度為2832mpa。綜合分析認為原橋混凝土質(zhì)量較好，耐久性可以得到保證。（二）加固設(shè)計要求按加固后承受城-a級荷載計算的內(nèi)力為：（1）跨中彎矩恒載彎矩 =912.58kn.m汽車荷載彎矩 =1227.96kn.m人群荷載彎矩 =87kn.m彎矩組合設(shè)計值kn.m結(jié)構(gòu)重要性系數(shù) =1（2）剪力支點剪力組合設(shè)計值vd.0=649.96kn（其中二期荷載剪力設(shè)計值vdz=425.56kn）跨中剪力組合設(shè)計值 =128.83kn（三）原梁承載力校核原梁承載力校核，按有關(guān)規(guī)定計算。綜合分析現(xiàn)場檢測和原梁設(shè)計資料，混凝土強度等級仍取c30，mpa；hrb400鋼筋，=330mpa，b=0.53。（1） 跨中正截面抗彎承載力校核?？箯澇休d力計算的基本方程為 （4-16） （4-17）由（4-16）求得mmm=4