[PPT]公路橋梁加固與創(chuàng)新技術(shù)匯報(bào)_ppt

1、1橋梁加固與創(chuàng)新技術(shù)匯報(bào)2工程概況46.7Km改擴(kuò)建路段33.3Km大修路段 XX高速全線80Km，雙向四車道，96年12月建成通車。XX至XX46.7Km正在改擴(kuò)建；XX至水口33.3Km于2008年完成大修。XX公司管養(yǎng)橋涵462座，橋梁總長占路線總長的1/4，其中特大橋12.8公里/10座，大橋13座，中小橋118座，通道涵洞321座。3XX橋梁加固管養(yǎng)特點(diǎn)路齡長，橋梁病害數(shù)量多，維修加固任務(wù)繁重；大跨度橋梁多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，養(yǎng)護(hù)技術(shù)含量高；交通量大，重車多，且增長速度快，對(duì)結(jié)構(gòu)物的損傷不斷加劇，橋梁養(yǎng)護(hù)面臨的結(jié)構(gòu)安全風(fēng)險(xiǎn)加大。橋梁加固面臨“保安全、保質(zhì)量、保暢通、保收費(fèi)”的壓力大。XX大橋

2、高速公路九江大橋潭州大橋XX大橋4XX橋梁典型病害箱梁底板橫裂；頂?shù)装蹇v裂；腹板斜裂、豎裂 ；橫隔板開裂；大跨度PC橋梁主梁長期過量下?lián)?；PC連續(xù)工字梁梁端嚴(yán)重開裂；跨中底板橫裂 ；腹板豎裂和斜裂；橫隔板梁開裂 ；預(yù)制PC空心板梁梁底縱裂；鉸縫滲水結(jié)晶；瀝青砼橋鋪破損；RC T梁跨中底板橫裂；腹板豎裂和斜裂；濕接縫開裂，伴隨滲水結(jié)晶 ；橫隔板開裂；支座脫空、滑移、剪切變形、老化開裂；下部構(gòu)造：蓋梁正負(fù)彎矩區(qū)豎裂；墩柱開裂；漿砌片石橋臺(tái)身開裂；水中樁基縮頸、鋼筋外露、沖刷等。砼表面破損，砼老化，鋼筋銹蝕等；預(yù)應(yīng)力體系：HDPE破損；鋼絲、鋼絞線銹蝕和斷裂；錨端滲水結(jié)晶等。5XX橋梁病害特點(diǎn)最常見

3、的病害裂縫較嚴(yán)重的病害1、m跨徑箱梁跨中底板橫向裂縫；2、20m跨徑連續(xù)工字梁梁端開裂數(shù)量分布最廣的病害m空心板底板縱裂，絞縫滲水結(jié)晶比較復(fù)雜的病害1、大跨度PC橋梁主跨下?lián)线^大2、大跨度橋梁支座滑移量過大病害比較少的結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力T梁、頂推箱梁6XX橋梁維修加固完成情況加固費(fèi)用投入 億多完成加固橋涵數(shù)量多座關(guān)鍵技術(shù)10項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新8項(xiàng)加固方法18項(xiàng)加固施工工藝25項(xiàng)出版專著2本發(fā)表論文20余篇7XX橋梁加固10項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)大跨度梁橋長期過量下?lián)虾烷_裂加固技術(shù) ；嚴(yán)重開裂箱梁加固技術(shù) ；嚴(yán)重開裂工字梁加固技術(shù) ；嚴(yán)重開裂空心板梁加固技術(shù) ；嚴(yán)重開裂T梁加固技術(shù) ；多點(diǎn)同步頂升主梁、更換大噸位支座技術(shù)

4、；預(yù)應(yīng)力體外索、斜拉索換索調(diào)索技術(shù) ；漿砌片石橋涵加固技術(shù) ；水中樁基（防護(hù)、防撞、防沖刷）加固技術(shù)；大跨度橋梁健康診斷與健康監(jiān)控技術(shù) 。8XX橋梁加固8項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新大跨度PC梁橋下?lián)虾烷_裂處治：橋面系采用輕質(zhì)砼減載和增設(shè)體外預(yù)應(yīng)力組合的加固技術(shù);箱梁底板嚴(yán)重橫裂處治：在跨中正彎矩區(qū)采用有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力和墩頂負(fù)彎矩區(qū)采用無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)；采用橫向有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)加固多梁體系，加強(qiáng)橫向整體聯(lián)系，加強(qiáng)新舊砼結(jié)合與整體受力；采用可更換、可調(diào)索和可監(jiān)測的體外預(yù)應(yīng)力體系；建立起已建大跨度橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng) ；基于荷載試驗(yàn)的實(shí)測橋梁整體撓度影響線方法，識(shí)別橋梁實(shí)際結(jié)構(gòu)剛度（結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別）；采用WIM（Weig

5、ht In Motion，動(dòng)態(tài)稱重）技術(shù)，進(jìn)行汽車荷載實(shí)時(shí)監(jiān)測，識(shí)別實(shí)際汽車荷載譜；基于應(yīng)力釋放的方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)橋結(jié)構(gòu)實(shí)際應(yīng)力的定量識(shí)別。9箱梁底板橫向裂縫2045m跨徑等截面PC連續(xù)箱梁 箱梁底板橫裂縫“L、U” 裂縫箱梁底板橫裂縫10箱梁底板橫向裂縫大橋主橋: 65m+100m+65m三跨變截面PC連續(xù)箱梁,100m主跨合龍段箱梁底板橫裂。箱內(nèi)鋼橫梁加固箱內(nèi)體外索加固11箱梁底板橫向裂縫 XX大橋主橋：75m+125m+75m的三跨PC連續(xù)箱梁 ，125m主跨合龍段箱梁底板橫裂。右幅第31跨跨中合攏段底板橫裂12箱梁底板橫向裂縫XX大橋主橋： 31.5+35.5+50.5+35.0（30.

6、0）+31.5（36.5）m 5跨變截面PC連續(xù)箱梁， 次邊跨底板出現(xiàn)橫裂縫。底板橫裂底板橫裂粘貼鋼板箱內(nèi)齒板增設(shè)體外預(yù)應(yīng)力13箱梁底板橫向裂縫 XX九江大橋主橋：50m+100m+160m+160m+100m+50m，變截面PC連續(xù)箱梁 。上部為單箱單室箱梁，主橋21跨距21墩4米處（100m跨靠廣州方向）現(xiàn)澆段施工縫處底板橫裂（左：5mm，右：2mm）， 21#墩左右各6.2m范圍腹板粘鋼板后加厚25cm，頂?shù)装逭迟N鋼板和鋼橫梁加固。檢測結(jié)果表明，加固效果良好。 病害成因：設(shè)計(jì)先天不足。北岸21#墩下緣出現(xiàn)較大拉應(yīng)力，最大值100m跨（距21#墩4m處），荷載組合I：hl=3.8 MPa；

7、荷載II或III：hl=4.9 MPa，不滿足規(guī)范要求。北岸21#墩右側(cè)局部區(qū)域(22節(jié)點(diǎn))：Mj=58207（kN.m） MR =28751（kN.m），承載能力不滿足要求 。箱梁內(nèi)加固14箱梁底板橫裂處治對(duì)策我們的經(jīng)驗(yàn)做法是： 采用主動(dòng)被動(dòng)相結(jié)合的加固策略。首選增設(shè)預(yù)應(yīng)力加固方法；同時(shí)結(jié)合采用增大截面法、粘貼鋼板條；橋面鋪裝“黑改白”等。15箱梁腹板裂縫2045m跨徑PC等截面連續(xù)箱梁箱梁腹板斜裂箱梁腹板豎裂L、U型裂縫墩頂負(fù)彎矩倒“八”裂縫16箱梁腹板裂縫50m跨徑PC等截面連續(xù)箱梁，最大裂縫寬度max=0.35mm ，呈45方向 。 箱梁腹板外側(cè)斜裂粘貼鋼板條粘貼玻纖布17箱梁腹板裂縫

8、65+100+65m PC變截面連續(xù)箱梁，腹板斜裂 。裂縫寬度=0.10mm0.20mm。 箱梁腹板外側(cè)斜裂箱梁腹板外側(cè)斜裂箱梁腹板內(nèi)側(cè)斜裂18箱梁腹板裂縫75+125+75m PC變截面連續(xù)箱梁，中跨L/4L3L/4L梁段腹板出現(xiàn)斜裂縫 。裂縫寬度=0.10mm0.15mm。 腹板粘貼鋼板條腹板采用RC加厚箱內(nèi)腹板斜裂箱內(nèi)腹板斜裂19箱梁腹板裂縫31.5+35.5+50.5+35.0+36.5m變截面PC連續(xù)箱梁腹板豎裂。 腹板豎裂粘貼“U”鋼板條粘貼鋼板條粘貼碳布20箱梁腹板裂縫50m+100m+160m+160m+100m+50m變截面預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁 。 100m跨斜裂50m跨斜裂施工縫

9、豎向裂腹板裂縫示意21箱梁頂?shù)装蹇v裂大多出現(xiàn)在跨徑大于50m的箱梁。頂?shù)装蹇v裂。 頂板縱裂底板縱裂頂板預(yù)應(yīng)力筋處縱裂 箱內(nèi)頂板粘貼鋼板條22大跨度PC橋梁主梁長期過量下?lián)?5m+100m+65m PC梁橋主跨過量下?lián)?中跨跨中下?lián)?、實(shí)際瀝青砼橋面鋪裝厚度過大影響（3cm）；2、施工誤差影響，施工控制標(biāo)高控制不理想；3、混凝土收縮徐變影響 （5cm）；4、預(yù)應(yīng)力損失影響（4.9cm）；5、開裂、預(yù)應(yīng)力損失、徐變等因素對(duì)撓度的耦合影響。23大跨度PC橋梁主梁長期過量下?lián)?5m+125m+75m PC梁橋主跨過量下?lián)?中跨跨中下?lián)铣蓸蚝箢A(yù)應(yīng)力損失對(duì)撓度影響成橋后收縮徐變對(duì)撓度影響24大跨度PC橋梁

10、主梁長期過量下?lián)?X160m PC斜拉橋主跨過量下?lián)?主梁線形得到提升，與目標(biāo)線形（2000年8月）符合得較好。九江側(cè)最大向上撓度為51mm，湛江側(cè)最大向上撓度為27mm。壓力表測定法頻率法壓力傳感器測定法25PC連續(xù)工字梁嚴(yán)重開裂跨徑2035m PC連續(xù)工字梁梁端和跨中開裂梁端嚴(yán)重開裂跨中開裂梁端嚴(yán)重開裂26PC空心板梁嚴(yán)重開裂跨徑1620m PC空心板梁空心板底縱向開裂空心板縱向開裂、滲水結(jié)晶空心板底縱向開裂粘貼鋼板和碳布空心板橋鋪“黑改白”黑色水泥砼橋鋪粘貼碳布27T梁典型病害跨徑1620m RC T梁T梁普遍開裂梁端腹板斜裂粘貼鋼板粘貼玄武巖纖維布橫隔板粘貼鋼板條28支座典型病害主橋L

11、26 支座滑移支座脫空四氟板擠出橫向滑移3cm剪切變形29主梁橫隔板梁病害斜拉橋橫隔板鋼板條加固50m箱梁橫隔板鋼板條加固箱梁橫隔板裂縫工字梁橫隔板鋼板條加固T梁橫隔板鋼板條加固30下部構(gòu)造典型病害蓋梁外包C40 RC，增設(shè)15-12預(yù)應(yīng)力立柱豎裂，增大截面樁基沖刷防護(hù)：拋石增大樁徑，外包鋼護(hù)筒和灌注水下混凝土31漿砌片石橋涵病害運(yùn)用小孔注漿、鋼花管注漿和臺(tái)身截面增大等綜合加固技術(shù)，對(duì)157座漿砌片石橋涵臺(tái)身和基礎(chǔ)進(jìn)行了加固。 側(cè)墻開裂側(cè)墻外包砼，鋼花管注漿臺(tái)身外包砼，鋼花管注漿臺(tái)身外包砼，鋼花管注漿側(cè)墻小孔注漿32砼表面破損病害XX大橋右幅32跨底板混凝土部分起皮、剝落，粗骨料外露 北江大橋

12、左幅32跨箱梁內(nèi)底板崩裂 保護(hù)層脫落，鋼筋銹脹33預(yù)應(yīng)力體系典型病害斜拉索PE破損錨頭滲水備用索管道滲水結(jié)晶外露鋼鉸線34XX橋梁加固工程實(shí)例一大跨度梁橋長期下?lián)虾烷_裂加固技術(shù) 大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋具有非常良好的經(jīng)濟(jì)性，特別適合我國現(xiàn)階段橋梁建設(shè)的需求，是跨度60300米范圍的主力橋型。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋在這一跨度范圍內(nèi)占80%以上。 近年來的運(yùn)營過程中發(fā)現(xiàn)，長期過量下?lián)喜殡S發(fā)生開裂的問題在這類橋梁中普遍存在，已導(dǎo)致加固養(yǎng)護(hù)費(fèi)用大幅增加,嚴(yán)重的將影響使用安全。這一病害影響因素復(fù)雜多樣，對(duì)其機(jī)理的研究尚未形成系統(tǒng)成果，難以指導(dǎo)設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營管理和加固的工程實(shí)踐。 這也導(dǎo)致了業(yè)內(nèi)

13、對(duì)此類橋型的懷疑，在跨度200m以上時(shí)，甚至有消極態(tài)度，而不得不采用更加昂貴的橋型替代。帕勞共和國某橋加固后倒塌35大跨度梁橋長期下?lián)虾烷_裂加固技術(shù) 立項(xiàng)背景 廣東省XX高速公路有限公司、同濟(jì)大學(xué)、鐵道部科學(xué)研究院鐵道建筑研究組成科研團(tuán)隊(duì)，以XX高速公路XX大橋、XX大橋?yàn)楸尘肮こ提槍?duì)此問題開展研究工作。 研究目標(biāo)為探索此類橋梁長期下?lián)虾烷_裂病害成因和機(jī)理，建立此類橋損傷識(shí)別、狀態(tài)評(píng)估和健康診斷的方法和手段；探索長期下?lián)虾烷_裂控制的有效對(duì)策， 2007年 項(xiàng)目組獲得廣東省交通廳立項(xiàng)支持 “已建大跨徑梁橋長期下?lián)系膶?duì)策研究”（ 2007-17） 2007年 項(xiàng)目組獲國家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃“863

14、” 計(jì)劃立項(xiàng)支持 “大跨度混凝土橋梁長期下?lián)虾烷_裂的控制研究”（2007AA11Z103）36大跨度梁橋長期下?lián)虾烷_裂加固技術(shù) 總體研究思路影響因素眾多，對(duì)病害機(jī)理的猜測多樣，但缺乏有說服力的依據(jù)關(guān)鍵參數(shù)主要基于試驗(yàn)室數(shù)據(jù)，缺乏與國情適應(yīng)的現(xiàn)場試驗(yàn)數(shù)據(jù)的支持對(duì)已建病害橋梁的性能參數(shù)識(shí)別技術(shù)處于空白狀態(tài)，不能指導(dǎo)科學(xué)的加固決策難點(diǎn)和關(guān)鍵問題主要技術(shù)創(chuàng)新和突破長期過量下?lián)霞伴_裂的機(jī)理已建橋梁狀態(tài)識(shí)別技術(shù)長期過量下?lián)狭簶虻募庸虒?duì)策和方法1.下?lián)祥_裂機(jī)理分析2.下?lián)霞伴_裂后狀態(tài)評(píng)估3.過量下?lián)系募庸谭椒?7通過理論分析、模型試驗(yàn)、數(shù)值模擬、參數(shù)分析等方法，定量分析了徐變系數(shù)、預(yù)應(yīng)力損失、自重、混凝土彈

15、性模量、梁體開裂、溫度效應(yīng)等因素對(duì)長期下?lián)系挠绊懀容^圓滿的解釋了過量下?lián)霞伴_裂的原因，為對(duì)策制定提供了理論依據(jù)。1. 長期過量下?lián)霞伴_裂的機(jī)理徐變特性與應(yīng)力水平關(guān)系的模型試驗(yàn)主要研究內(nèi)容： 徐變與應(yīng)力水平關(guān)系的模型試驗(yàn) 徐變系數(shù)影響的參數(shù)分析 預(yù)應(yīng)力長期損失的實(shí)測及參數(shù)研究 梁體開裂應(yīng)力重分布及變形影響的數(shù)值模擬分析 梁體自重和鋪裝層厚度的參數(shù)分析 梁體裂縫和下?lián)系南嚓P(guān)性分析 混凝土彈性模型和溫度荷載影響的參數(shù)分析大跨度梁橋長期下?lián)虾烷_裂加固技術(shù)主要技術(shù)內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)381. 長期過量下?lián)霞伴_裂的機(jī)理大跨度梁橋長期下?lián)虾烷_裂加固技術(shù)主要技術(shù)內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn) 影響預(yù)應(yīng)力混凝土梁長期性能的因素主要包括

16、：混凝土收縮、徐變及預(yù)應(yīng)力長期損失。開展預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁長期變形、混凝土長期收縮，以及預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁預(yù)應(yīng)力損失試驗(yàn)研究。 連續(xù)梁試驗(yàn)現(xiàn)場加載 39大跨度梁橋長期下?lián)虾烷_裂加固技術(shù)主要技術(shù)內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)創(chuàng)新點(diǎn)：基于現(xiàn)有的預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁設(shè)計(jì)理論體系，提出了長期過量下?lián)系陌l(fā)生機(jī)理和發(fā)展過程。排除了以往對(duì)此問題的模糊認(rèn)識(shí)，使大量此類病害橋梁避免被拆除，也增加了工程師繼續(xù)實(shí)用這種經(jīng)濟(jì)實(shí)用橋型的信心。1. 長期過量下?lián)霞伴_裂的機(jī)理梁體長期變形趨勢推斷的理論模型錨固后160天預(yù)應(yīng)力損失規(guī)律長期下?lián)线^大發(fā)生過程 收縮應(yīng)變發(fā)展曲線402.已建橋梁狀態(tài)識(shí)別和健康診斷技術(shù)剛度識(shí)別的優(yōu)化算法 結(jié)合已建XX大橋和

17、XX大橋，通過現(xiàn)場試驗(yàn)、計(jì)算分析、數(shù)值模擬等方法，建立和開發(fā)了一套較完善、實(shí)用的橋梁損傷識(shí)別、狀態(tài)評(píng)估和健康診斷的方法和技術(shù)， 這些技術(shù)在背景工程中得到了系統(tǒng)的應(yīng)用，同時(shí)也可用在其他橋梁的狀態(tài)識(shí)別和健康診斷使用，填補(bǔ)了已建病害橋梁的結(jié)構(gòu)性能參數(shù)識(shí)別技術(shù)的空白，為科學(xué)加固決策提供了關(guān)鍵的技術(shù)支持。主要研究內(nèi)容： 已建橋梁實(shí)際剛度識(shí)別方法研究及背景工程橋試驗(yàn) 基于應(yīng)力釋放方法的已建橋梁應(yīng)力狀態(tài)試驗(yàn)方法 動(dòng)態(tài)稱重系統(tǒng)用于已建橋梁狀態(tài)評(píng)估方法研究 高速公路橋梁車輛活載特性統(tǒng)計(jì)研究 考慮活載變異特性的橋梁狀態(tài)概率評(píng)價(jià)方法 開裂混凝土橋梁的裂縫模擬方法 開裂過程混凝土梁橋應(yīng)力重分布特性研究大跨度梁橋長期下

18、撓和開裂加固技術(shù)主要技術(shù)內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)412.已建橋梁狀態(tài)識(shí)別和健康診斷技術(shù)位移影響線測試方案基于影響矩陣計(jì)算的各加載位置位移變化現(xiàn)場加載試驗(yàn)創(chuàng)新點(diǎn)1：開發(fā)了基于整體位移影響線測試的橋梁實(shí)際剛度識(shí)別方法，識(shí)別剛度與實(shí)際剛度誤差在5%內(nèi)?？捎糜谝呀ɑ炷翗蛄旱目箯潉偠燃胺植嫉亩吭u(píng)估；實(shí)現(xiàn)了對(duì)結(jié)構(gòu)性能參數(shù)識(shí)別。識(shí)別剛度與理論剛度的比較大跨度梁橋長期下?lián)虾烷_裂加固技術(shù)主要技術(shù)內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)42大跨度梁橋長期下?lián)虾烷_裂加固技術(shù)主要技術(shù)內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)利用提出的算法分析腹板裂縫對(duì)梁體應(yīng)力分布的影響創(chuàng)新點(diǎn)2：建立了混凝土梁橋裂縫開展的簡化模型，并開發(fā)了與之相應(yīng)的有限元分析方法；在工程應(yīng)用的層面上解決了結(jié)構(gòu)開裂模

19、擬的問題，大大提升了對(duì)病害橋梁應(yīng)力狀態(tài)識(shí)別的精度。利用這一技術(shù)，也解答了長期困擾工程界的有關(guān)開裂-下?lián)像詈系囊蓡?。利用提出的算法分析腹板裂縫對(duì)鋼筋和預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)力分布的影響2.已建橋梁狀態(tài)識(shí)別和健康診斷技術(shù)43大跨度梁橋長期下?lián)虾烷_裂加固技術(shù)主要技術(shù)內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)動(dòng)態(tài)稱重系統(tǒng)創(chuàng)新點(diǎn)3：基于動(dòng)態(tài)承載數(shù)據(jù)，研究了目前國內(nèi)高速公路車輛荷載特性，率先建立了考慮車輛活載變異的梁橋承載能力全概率評(píng)價(jià)方法，實(shí)現(xiàn)了對(duì)汽車荷載超重危害性的定量分析。比較WIM數(shù)據(jù)與規(guī)范車輛活載效應(yīng)利用WIM數(shù)據(jù)進(jìn)行活載效應(yīng)統(tǒng)計(jì)分析2.已建橋梁狀態(tài)識(shí)別和健康診斷技術(shù)典型車輛荷載譜44大跨度梁橋長期下?lián)虾烷_裂加固技術(shù)主要技術(shù)內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)

20、創(chuàng)新點(diǎn)4：獨(dú)立開發(fā)了基于應(yīng)力釋放原理的混凝土橋梁恒載應(yīng)力狀態(tài)測試技術(shù)，已成功用于XXXX大橋、潭州大橋和XX大橋斜拉橋等多座橋的殘余應(yīng)力狀態(tài)識(shí)別。 混凝土應(yīng)力測試（釋放鋼筋）2.已建橋梁狀態(tài)識(shí)別和健康診斷技術(shù)混凝土應(yīng)力測試（Slotstress,釋放砼應(yīng)變），精度：誤差0.6MPa45大跨度梁橋長期下?lián)虾烷_裂加固技術(shù)主要技術(shù)內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn) 系統(tǒng)研究了箱內(nèi)體外預(yù)應(yīng)力加固、箱外體外預(yù)應(yīng)力加固、增加索塔和斜拉索加固方案、跨中主梁更換鋼梁加固方案、輕質(zhì)混凝土減載結(jié)合體外預(yù)應(yīng)力加固等此類橋梁可能加固方法的效果。系統(tǒng)地建立起長期過量下?lián)洗罂缍攘簶虻募庸虒?duì)策、原則和流程。 XX大橋和潭州大橋加固方案提出了增設(shè)

21、體外預(yù)應(yīng)力+橋面鋪裝采用輕質(zhì)混凝土減載的組合加固方法，收到了良好效果。各種加固方式優(yōu)化組合的研究3.長期過量下?lián)狭簶虻募庸虒?duì)策和方法主要研究內(nèi)容： 加固策略和原則 不同形式體外預(yù)應(yīng)力的加固效果對(duì)比分析 不同斜拉索加固方案的加固效果 截?cái)嗫缰泻褪┘芋w外預(yù)應(yīng)力相結(jié)合的方案加固效果 輕質(zhì)混凝土減載結(jié)合體外預(yù)應(yīng)力方案加固 不同加固方案效果對(duì)比分析 加固后效果長期監(jiān)測評(píng)估46大跨度梁橋長期下?lián)虾烷_裂加固技術(shù)主要技術(shù)內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)3.長期過量下?lián)狭簶虻募庸虒?duì)策和方法創(chuàng)新點(diǎn)：在對(duì)各種加固方法效果進(jìn)行系統(tǒng)分析研究的基礎(chǔ)上，提出了多種措施優(yōu)化組合的加固對(duì)策，提高了加固方案的實(shí)用性、針對(duì)性，使得加固達(dá)到最佳效果。加

22、固前后XX大橋中跨跨中撓度變化趨勢此類病害橋梁的加固流程47XX大橋長期下?lián)虾烷_裂加固方案在主跨箱梁內(nèi)采用兩束12j15.24mm的底板曲線短束A1（跨中40米范圍）和兩束12j15.24mm的直線長束A2。鋼絞線抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值f =1860MPa,A1與A2張拉控制應(yīng)力均為0.6f =MPa,單束張拉力2028KN?？缰薪孛婀残略鲱A(yù)應(yīng)力8112KN。 原設(shè)計(jì)為49500KN，新增約為廣州湛江650065001000030#墩31#墩32#墩33#墩單位:cm腹板加厚15cm梁段腹板加厚15cm梁段體外預(yù)應(yīng)力鋼束橋面鋪裝LC40輕質(zhì)砼腹板加厚15cm梁段腹板加厚15cm梁段48LWAC是由輕集

23、料（人造高強(qiáng)頁巖陶粒, 國外又稱膨脹頁巖）、輕砂或普通砂、水泥和水等原料配制而成的干表觀密度小于1950kg/m3的混凝土。LWAC具有輕質(zhì)、高強(qiáng)、抗震、隔熱和耐火等特點(diǎn)。與普通混凝土相比(干表觀密度2400 kg/m3 2600kg/m3)，LWAC能減少20%30%的結(jié)構(gòu)自重，且可消除堿集料反應(yīng)帶來的隱患。LWAC用于橋梁結(jié)構(gòu)中，可提高橋梁的跨越能力、結(jié)構(gòu)承載能力和耐久性。 什么是輕質(zhì)砼高強(qiáng)頁巖陶粒：容重每立方米710900kg ，常規(guī)粒徑為520mm，也可根據(jù)客戶需求來定制加工。采用湖北宜昌光大陶粒有限公司的900級(jí)高強(qiáng)頁巖陶粒。單價(jià)：260元/立方。49輕質(zhì)砼減載與體外預(yù)應(yīng)力組合加固的

24、優(yōu)越性在相同加固目標(biāo)下， 采用LWAC能大大減少體外預(yù)應(yīng)力束的用量，主跨跨中節(jié)省施加預(yù)應(yīng)力用量約。從而顯著減輕了張拉體外預(yù)應(yīng)力束給既有結(jié)構(gòu)帶來不利的二次影響，極大提高了橋梁加固效率。使用輕質(zhì)砼，主跨跨中施加預(yù)應(yīng)力噸位未使用輕質(zhì)砼，主跨跨中施加預(yù)應(yīng)力噸位噸噸采用LWAC，減少了結(jié)構(gòu)恒載效應(yīng)，增加了結(jié)構(gòu)承載汽車活載的能力，同時(shí)增加了結(jié)構(gòu)截面剛度。 中跨采用LWAC后（用量176m3），橋面鋪裝二期恒載減少約88t。加固后主梁線形改善如下表所示。主跨跨中箱梁下緣增加壓應(yīng)力3MPa。50XX大橋加固后的長期監(jiān)測試驗(yàn)結(jié)果長期監(jiān)測結(jié)果表明，主跨跨中撓度向上抬高了2.7cm。沒有出現(xiàn)加固前的長期下?lián)犀F(xiàn)象，下

25、撓趨勢得到明顯的抑制。結(jié)構(gòu)變形穩(wěn)定。結(jié)構(gòu)已有裂縫經(jīng)加固后，沒有出現(xiàn)開裂，同時(shí)沒有發(fā)現(xiàn)新增裂縫。主跨跨中箱梁底板拉應(yīng)力減少2.9MPa，結(jié)構(gòu)從加固前的部分預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)變成全預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)。加固完成后各主要控制截面的中性軸高度明顯上升，橋面鋪裝更好的參與了結(jié)構(gòu)受力，結(jié)構(gòu)整體剛度也有了一定程度的提高。輕質(zhì)砼橋面鋪裝使用質(zhì)量良好，沒有出現(xiàn)開裂和輕骨料上浮現(xiàn)象。 預(yù)應(yīng)力張拉結(jié)構(gòu)撓度效應(yīng)圖 橋面鋪裝完成后結(jié)構(gòu)撓度效應(yīng)圖 51XX大橋主橋加固后的實(shí)景中跨墩頂箱內(nèi)預(yù)應(yīng)力束中跨跨中箱內(nèi)預(yù)應(yīng)力束中跨跨中箱內(nèi)預(yù)應(yīng)力束橋鋪“黑改白”52XX大橋長期下?lián)虾烷_裂加固方案體外預(yù)應(yīng)力鋼束采用直線布置方案，在主跨距頂板頂緣2米布置四

26、束j 15-19體外預(yù)應(yīng)力束（左右對(duì)稱張拉一對(duì)（A1），預(yù)留一對(duì)（A2）作為備用索）。錨下控制應(yīng)力為0.5fpk=930MPa（約237噸）；后期運(yùn)營可根據(jù)需要進(jìn)行多次張拉。53輕質(zhì)砼減載與體外預(yù)應(yīng)力組合加固效果加固措施對(duì)箱梁的應(yīng)力增量墩頂截面中跨跨中截面邊跨合攏截面?zhèn)渥⑸暇壣暇壪戮壣暇墘簯?yīng)力為“+”，拉應(yīng)力為“-”更換橋面鋪裝（按實(shí)際計(jì)算）0.57-0.901.320.20張拉體外索（控制應(yīng)力為930MPa）0.450.180.930.02體外預(yù)應(yīng)力索和橋面減載均能對(duì)主跨跨中截面下緣提供壓應(yīng)力，橋面減載較為明顯。橋面置換的減載方式對(duì)中跨的撓度改善效果較明顯，體外索對(duì)中跨的撓度改善較小。 加固

27、措施對(duì)箱梁的撓度增量中跨跨中截面邊跨合攏截面?zhèn)渥⒏鼡Q橋面鋪裝按實(shí)際計(jì)19.2-2.8正為上抬，負(fù)為下?lián)蠌埨w外索（控制應(yīng)力為930MPa）3.9-0.3撓度改善應(yīng)力改善54大跨度梁橋長期下?lián)虾烷_裂加固主要經(jīng)驗(yàn)做法體外預(yù)應(yīng)力索采用可更換錨具；為了獲得體外預(yù)應(yīng)力的長期性能，安裝了磁通量傳感器。率先在國內(nèi)大跨度舊橋加固中使用輕質(zhì)砼新技術(shù)，并與預(yù)應(yīng)力配合使用，大大提高了加固效率。TSK可更換錨具磁通量傳感器55XX大橋主橋加固后的實(shí)景中跨墩頂箱內(nèi)預(yù)應(yīng)力束中跨跨中箱內(nèi)預(yù)應(yīng)力束橋鋪“黑改白”墩頂錨固端齒板56張槎大橋、聯(lián)星大橋和XX大橋引橋等截面PC連續(xù)箱梁，箱梁砼強(qiáng)度等級(jí)為C40 ，標(biāo)準(zhǔn)跨徑30m，最大

28、跨徑45m，67孔一聯(lián)，總長3.5公里。加固試驗(yàn)段專題研究方式。最終提出了：箱梁跨中正彎矩區(qū)腹板截面加厚同時(shí)增設(shè)體內(nèi)有黏結(jié)預(yù)應(yīng)力+底板粘貼鋼板條、墩頂負(fù)彎矩區(qū)增設(shè)扁錨式無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力以及橋面鋪裝“黑改白”等主被動(dòng)相結(jié)合的綜合加固技術(shù)方案，可顯著提高結(jié)構(gòu)承載能力、箱梁抗裂性能和結(jié)構(gòu)整體剛度。 XX橋梁加固工程實(shí)例二嚴(yán)重開裂等截面PC連續(xù)箱梁加固技術(shù) 57嚴(yán)重開裂等截面PC連續(xù)箱梁加固技術(shù) 跨中正彎矩區(qū)域腹板加厚及增設(shè)預(yù)應(yīng)力加固方案腹板兩外側(cè)采用C50砼加厚2030cm，在原腹板上開鑿剪力槽,植入剪力筋，增設(shè)鋼筋網(wǎng)，每側(cè)腹板設(shè)置1束7j15.2（15-7，N1）、1束5j15.2（15-5，N2）有

29、粘結(jié)預(yù)應(yīng)力束，此外，對(duì)于邊跨還在內(nèi)腹板增設(shè)1束7j15.2（15-7，N3）預(yù)應(yīng)力束。單根鋼絞線張拉應(yīng)力為0.75fpk=1395MPa,張拉力為195.25kN。中跨跨中總張拉力為4686kN。（原設(shè)計(jì)t，約為）邊跨跨中總張拉力為7419.5kN。 跨中腹板加厚增設(shè)預(yù)應(yīng)力（橫斷面）58嚴(yán)重開裂等截面PC連續(xù)箱梁加固技術(shù) 跨中正彎矩區(qū)箱梁底板粘貼鋼板加固方案底板采用Q345B 型規(guī)格20000X250X10mm鋼板條加固,底板內(nèi)外側(cè)粘貼，一跨內(nèi)鋼板條用量12塊。59嚴(yán)重開裂等截面PC連續(xù)箱梁加固技術(shù) 墩頂負(fù)彎矩區(qū)域增設(shè)預(yù)應(yīng)力加固方案 墩頂負(fù)彎矩區(qū)增設(shè)16束2j15.2（15-2）無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼

30、束，外包HDPE（主要防止鋪裝層開裂后引起預(yù)應(yīng)力銹蝕、預(yù)應(yīng)力損失）。后張法，BM-2扁錨，錨固于箱梁頂板下緣或翼板下緣。單束張拉力15.6t，總500t，占原設(shè)計(jì)27%。墩頂橋鋪增設(shè)PE鋼絞線60嚴(yán)重開裂等截面PC連續(xù)箱梁加固技術(shù) 橋面鋪裝“黑蓋白”方案 橋面鋪裝“黑改白”，縱向增設(shè)12鋼筋網(wǎng)，間距15cm，橫向增設(shè)10鋼筋網(wǎng)，間距15cm，植入剪力筋12，間距50cm。注重橋面耐久性設(shè)計(jì)，橋面鋪裝層混凝土采用C40鋼纖維砼,用量50kg / m3 ，塌落度8cm。橋鋪鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)單幅分車道改造61嚴(yán)重開裂等截面PC連續(xù)箱梁加固技術(shù) 加固效果評(píng)價(jià)內(nèi)容荷載試驗(yàn)工況第一次第二次第三次規(guī)范要求跨中平均

31、撓度(mm)跨中正彎矩處效率系數(shù)0.621.010.97實(shí)測值-7.13-8.34-6.54校驗(yàn)系數(shù)1.691.260.990.71.0截面最大平均應(yīng)變（）跨中正彎矩處效率系數(shù)0.621.010.97實(shí)測值1377774校驗(yàn)系數(shù)3.21.081.060.60.9墩墩頂負(fù)彎矩處效率系數(shù)0.580.980.95實(shí)測值-60-70-48校驗(yàn)系數(shù)1.501.461.020.60.962嚴(yán)重開裂等截面PC連續(xù)箱梁加固技術(shù) 主要經(jīng)驗(yàn)做法跨中、墩頂主被動(dòng)加固方案相結(jié)合比較好。橋面負(fù)彎矩區(qū)采用帶的無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力扁錨錨固；注重結(jié)構(gòu)、材料的耐久性設(shè)計(jì)。新舊砼結(jié)合處采用植筋、剪力槽等技術(shù)措施。墩頂預(yù)應(yīng)力張拉腹板剪力槽

32、、植筋63嚴(yán)重開裂等截面PC連續(xù)箱梁加固技術(shù) 加固后的結(jié)構(gòu)跨中正彎矩區(qū)外側(cè)腹板加厚和施加預(yù)應(yīng)力墩頂處翼板扁錨齒板箱內(nèi)底板粘貼鋼板跨中正彎矩區(qū)底板粘貼鋼板邊跨箱內(nèi)加厚并施加預(yù)應(yīng)力橋面鋪裝“黑改白”64XX橋梁加固工程實(shí)例三嚴(yán)重開裂PC連續(xù)工字梁加固技術(shù) XX吉利河大橋引橋和北江大橋引橋均由連續(xù)預(yù)應(yīng)力工字梁組成（標(biāo)準(zhǔn)跨徑20m，最大跨徑35m，67孔一聯(lián)，總長1.928公里）。20m跨連續(xù)工字梁跨中處橫斷面圖（單位：cm） 65嚴(yán)重開裂PC連續(xù)工字梁加固技術(shù)工字梁墩頂負(fù)彎矩區(qū)加固方案 1、增大梁端腹板截面。即梁端腹板兩側(cè)均加厚30cm、高85cm、長140cm的C50鋼筋砼，形成U形砼加厚段，在加

33、厚砼中加設(shè)縱向受力鋼筋（）和防裂箍筋（ 16 ），提高截面的抗剪能力；2、梁端橫隔板加厚并增設(shè)橫向預(yù)應(yīng)力。即兩側(cè)粘貼鋼板條并加厚20cm的C50鋼筋砼，在兩側(cè)加厚段砼中沿橫橋向增設(shè)4根25mm的精軋螺紋預(yù)應(yīng)力鋼筋，提高橫向整體性，改善橫向分布?？倧埨?1.6噸。66嚴(yán)重開裂PC連續(xù)工字梁加固技術(shù)工字梁跨中正彎矩區(qū)加固方案 粘貼鋼板以提高主梁的極限承載能力和抗裂容許名義拉應(yīng)力，同時(shí)適當(dāng)設(shè)少量預(yù)應(yīng)力鋼束改善梁體應(yīng)力。 各位置鋼束布置表位置中孔中梁中孔邊梁邊孔中梁邊孔邊梁N1N2N1N2N3N3鋼束2s15.22s15.22s15.23s15.22s15.23s15.2束數(shù)22222267嚴(yán)重開裂

34、PC連續(xù)工字梁加固技術(shù)加固效果評(píng)價(jià) 1、荷載試驗(yàn) （只是墩頂負(fù)彎矩區(qū)加固后）：墩頂應(yīng)變校驗(yàn)系數(shù)在0.650.97 之間，滿足要求?？缰袚隙刃ｒ?yàn)系數(shù)在1.071.47 之間，經(jīng)驗(yàn)表明，橋面鋪裝“黑改白后”，撓度校驗(yàn)系數(shù)會(huì)顯著改善。墩頂部位加固后新舊混凝土整體性較好。結(jié)構(gòu)處于彈性工作狀態(tài)。 2、人工巡查：加固一年后進(jìn)行人工巡查和定期檢查，加固效果良好。工字梁側(cè)面圖工字梁端部68嚴(yán)重開裂PC連續(xù)工字梁加固技術(shù)主要經(jīng)驗(yàn)做法 增設(shè)橫向預(yù)應(yīng)力。可提高改善結(jié)構(gòu)橫向分布，提高橋梁橫向整體性, 充分發(fā)揮4片工字梁協(xié)同受力。加強(qiáng)新舊砼有機(jī)結(jié)合，整體受力。增設(shè)雙支座。對(duì)于濕接頭附近砼開裂嚴(yán)重的梁體，在墩頂橫隔板兩側(cè)梁端均增設(shè)支座進(jìn)行支護(hù)，改善粱端支承條件改善梁端受力條件，提高梁端抗剪承載能力。端部加厚段鋼筋和橫向預(yù)應(yīng)力筋端部橫向預(yù)應(yīng)力筋69嚴(yán)重開裂PC連續(xù)工字梁加固技術(shù)加固后的結(jié)構(gòu)（墩頂負(fù)彎矩區(qū)） 70XX橋梁加固工程實(shí)例四橋梁多點(diǎn)同步頂升技術(shù) XX南段33公里大修工程，要在原有水泥路面上加鋪?zhàn)钚『穸?8cm的瀝青砼，如果橋梁也要在橋面上