公路桥梁加固设计规范宣贯及技术培训讲座

1、公路桥梁加固设计公路桥梁加固设计规范宣贯及技术培规范宣贯及技术培训讲座训讲座12345总那么及根本规定总那么及根本规定 增大截面加固法增大截面加固法 体外预应力加固法体外预应力加固法 粘贴钢板加固法粘贴钢板加固法 6改变构造体系加固法改变构造体系加固法 7桥梁加固桥梁加固 、桥梁维修、桥梁维修粘贴纤维复合材料加固法粘贴纤维复合材料加固法 一一1 1 总那么：总那么： 原原 那么那么平安闲用；技术可靠，经久耐用；平安闲用；技术可靠，经久耐用； 经济合理；保护环境。经济合理；保护环境。目目 的的恢复使用功能；提高承载力；恢复使用功能；提高承载力； 增强平安耐久性；适应地震性能。增强平安耐久性；适应

2、地震性能。决决 策策依病害程度及使用功能要求，在检测，依病害程度及使用功能要求，在检测， 评定的根底上，进展社会、经济、技术比较。评定的根底上，进展社会、经济、技术比较。 社会性：具有时代标志，列入文物、社会性：具有时代标志，列入文物、 地域象征等；地域象征等； 经济性：加固投入资金经济性：加固投入资金/ /加固后使用年限；加固后使用年限； 技术性：加固设计及施工的可靠性，技术性：加固设计及施工的可靠性， 技术难度及实现的程度；技术难度及实现的程度； 设设计计内内容容 二二. 3 . 3 根本规定根本规定 3.2 3.2 根本假定：根本假定： 3.2.1 3.2.1 分阶段受力分阶段受力 加固

3、时构造的载荷仍由原构造承担。加固后的组合加固时构造的载荷仍由原构造承担。加固后的组合截面承担后续载荷截面承担后续载荷 1 1 原构件验算荷载：自重、恒载未卸除的桥梁原构件验算荷载：自重、恒载未卸除的桥梁恒重、新增构件恒重由原构件承担的恒重称为一恒重、新增构件恒重由原构件承担的恒重称为一期荷载。进展施工验算时还应计入施工荷载及施工中的期荷载。进展施工验算时还应计入施工荷载及施工中的温度效应及混凝土收缩、徐变等；温度效应及混凝土收缩、徐变等； 2 2 原构件截面验算：应计入荷载平安系数，考虑原构件截面验算：应计入荷载平安系数，考虑原构件的损伤折减，依次进展施工阶段验算；原构件的损伤折减，依次进展施

4、工阶段验算； 设设计计内内容容 3 3组合截验算荷载：组合截验算荷载： 含自重在内的恒载扣除一期荷载，作用在桥上含自重在内的恒载扣除一期荷载，作用在桥上的可变荷载称为二期荷载，并计入附加荷载的组合值。的可变荷载称为二期荷载，并计入附加荷载的组合值。 4 4组合截面验算：组合截面验算： 截面几何性质按不同材料的组合截面计。受损的原截面几何性质按不同材料的组合截面计。受损的原构件应适当弱化处理。构件应适当弱化处理。 因而，原构件承担一期及二期荷载的分配值，组合因而，原构件承担一期及二期荷载的分配值，组合构件的新增材料只承担二期荷载的分配值。构件的新增材料只承担二期荷载的分配值。 3.2.2 3.2

5、.2 应变值符合平截面假定应变值符合平截面假定 构造处于材料的弹性阶段，截面应变应符合虎克构造处于材料的弹性阶段，截面应变应符合虎克定理，视弹性模量定理，视弹性模量E E为常量。如果承载力到达极限状为常量。如果承载力到达极限状态时，材料那么进入弹塑性阶段，材料的弹性模量态时，材料那么进入弹塑性阶段，材料的弹性模量E E成为变量，平截面假定失效。成为变量，平截面假定失效。 是以原构造的混凝土或钢筋强度到达其设计强度是以原构造的混凝土或钢筋强度到达其设计强度值值 、 来控制其极限承载能力。此时混凝土的极限来控制其极限承载能力。此时混凝土的极限应变值可以取到应变值可以取到 =0.0033 =0.00

6、33。即受压区应力图式成矩。即受压区应力图式成矩形。如果原构造材料的应力使用过高，会使原构造遭形。如果原构造材料的应力使用过高，会使原构造遭到达破坏，由组合截面新增材料需承受全部外载时，到达破坏，由组合截面新增材料需承受全部外载时，那么有必要考虑加固的经济性。那么有必要考虑加固的经济性。 cdfsdfcdfsdf cu 3.2.5 3.2.5 加固后的承载能力是依原构件中混凝土或钢筋到达其设加固后的承载能力是依原构件中混凝土或钢筋到达其设计值控制使用。计值控制使用。 受拉区增大截面、贴钢板、贴碳纤维等，其材料的使用率一般受拉区增大截面、贴钢板、贴碳纤维等，其材料的使用率一般受原构件受拉钢筋的受

7、原构件受拉钢筋的 控制，不可能充分发挥其能力。因而，多控制，不可能充分发挥其能力。因而，多贴只会降低其使用率，对承载力的提高无益。贴只会降低其使用率，对承载力的提高无益。 在受压区增高混凝土加固时，那么考虑到混凝土的塑性开展，在受压区增高混凝土加固时，那么考虑到混凝土的塑性开展，中性轴的上移，新增混凝土的抗压能力的提高，按分阶段受力计中性轴的上移，新增混凝土的抗压能力的提高，按分阶段受力计算承载力影响不会太大。算承载力影响不会太大。 抗剪加固新增材料后，设计亦应考虑分阶段受力的特点。抗剪加固新增材料后，设计亦应考虑分阶段受力的特点。sdf构构件件加加固固方方法法5 5 增大截面加固法增大截面加

8、固法6 6 粘贴钢板加固法粘贴钢板加固法7 7 粘贴纤维复合材料加固法粘贴纤维复合材料加固法8 8 体外预应力加固法体外预应力加固法9 9 改变体系加固法改变体系加固法 设设计计内内容容 构件加固方法构件加固方法 一一5 5 增大截面加固法增大截面加固法 5.2.1 5.2.1 必须采用当前构造现场实测强度。在承载力必须采用当前构造现场实测强度。在承载力检测时给以确定。检测时给以确定。 实测构造混凝土标准强度不宜过低。因为加实测构造混凝土标准强度不宜过低。因为加固后的构件承载力是依原构件混凝土及钢筋到达设计值固后的构件承载力是依原构件混凝土及钢筋到达设计值确定，该值过低时，加固后的承载力难以提

9、高而满足要确定，该值过低时，加固后的承载力难以提高而满足要求，加固那么失去了意义。求，加固那么失去了意义。 5.1.3 5.1.3 核心是结合面必须牢靠而无相对错动。否那么核心是结合面必须牢靠而无相对错动。否那么不可能共同受力，使计算模式变异，不能正确反映受力不可能共同受力，使计算模式变异，不能正确反映受力特征。特征。增增大大截截面面加加固固法法 5.2.2 5.2.2 仅在受压区加厚混凝土加固时，原构件即是受压仅在受压区加厚混凝土加固时，原构件即是受压区进入塑性阶段，由于混凝土应变开展很快，其压应力区进入塑性阶段，由于混凝土应变开展很快，其压应力会迅速由新加混凝土承担，加上中性轴的移动，原构

10、件会迅速由新加混凝土承担，加上中性轴的移动，原构件受压边处于卸载状态。因而可以按受压边处于卸载状态。因而可以按?JTG D62-2004?JTG D62-2004?第第8.18.1节进展。节进展。 但是，考虑结合面的混凝土收缩差时，应计入混凝但是，考虑结合面的混凝土收缩差时，应计入混凝土的徐变影响，加厚层内按构造应配置钢筋，特别注意土的徐变影响，加厚层内按构造应配置钢筋，特别注意配置结合面上的抗剪钢筋。配置结合面上的抗剪钢筋。增增大大截截面面加加固固法法 5.2.3 5.2.3 受弯构件承载力极限状态，是指材料的应力用受弯构件承载力极限状态，是指材料的应力用到设计强度到设计强度 或或 值。此时

11、的应变提升很快，应力增幅值。此时的应变提升很快，应力增幅停滞或缓慢，因而受压区混凝土应力可以等效为矩形。停滞或缓慢，因而受压区混凝土应力可以等效为矩形。 此时的构造截面应力不再成直线分布，也不符合平此时的构造截面应力不再成直线分布，也不符合平截面假定。因而截面假定。因而 不能按平截而假定求得！不能按平截而假定求得！ 因为钢筋混凝土构造按平衡设计或低筋设计时，承因为钢筋混凝土构造按平衡设计或低筋设计时，承载能力均由钢筋控制。因而，载能力均由钢筋控制。因而， 的求得采用原构造受拉的求得采用原构造受拉钢筋到达设计值钢筋到达设计值 来控制，即：来控制，即：1s2ssdf2s1sdf2 2 221 11

12、 1 12( )2h oss d sh vsxE sfxE 增增大大截截面面加加固固法法 新增钢筋比原构件钢筋滞后一期载荷新增钢筋比原构件钢筋滞后一期载荷 ，同步增，同步增长使原构件钢筋应力先到达设计值。如果原构件钢筋长使原构件钢筋应力先到达设计值。如果原构件钢筋应变继续增加，虽然其应力停顿增大，但存在着拉断应变继续增加，虽然其应力停顿增大，但存在着拉断的可能。的可能。 新增钢筋的应力虽那么有所放大新增钢筋的应力虽那么有所放大 ，但随着，但随着 的值增大在减小，一般很难到达设计值的值增大在减小，一般很难到达设计值 。2222111112()2hossdshvsxEsfxE0102hh2sdf0

13、102hh1s增增大大截截面面加加固固法法 增大增大 ，即新增钢筋离开中性轴较远，即新增钢筋离开中性轴较远 ；减小减小 ，卸载加固，卸载加固 减小；减小； 加大新增钢筋面积，在应变一定的情况下提加大新增钢筋面积，在应变一定的情况下提高承拉力高承拉力 ；给新增钢筋施加预拉应力给新增钢筋施加预拉应力 ， 使其与原钢筋同时到达设计值使其与原钢筋同时到达设计值 。如果要提高加固构件承载力如果要提高加固构件承载力 02h02h02h02h1dM22 ssdsyf2s增增大大截截面面加加固固法法 增增大大截截面面加加固固法法 增增大大截截面面加加固固法法 5.2.6 5.2.6 受弯构件到达受弯承载能力极

14、限状态时，新增受弯构件到达受弯承载能力极限状态时，新增纵向普通钢筋的拉应变纵向普通钢筋的拉应变 11021022)()(xxhxxhccus5.2.6-1 是由图所示的几何关系求得。但是，依截面应变值是由图所示的几何关系求得。但是，依截面应变值 求求 时，截面应变并非线性分布，其求法值得讨论。时，截面应变并非线性分布，其求法值得讨论。cu2s50C增增大大截截面面加加固固法法 ? ?讨论讨论? ?： 1 1构造承载能力到达极限状态时，材料已进入弹塑性构造承载能力到达极限状态时，材料已进入弹塑性阶段，平截面假定只适用于弹性阶段，在弹塑性或塑性阶段，平截面假定只适用于弹性阶段，在弹塑性或塑性阶段不

15、能依平截面假定的几何关系推求新加材料应变。阶段不能依平截面假定的几何关系推求新加材料应变。以混凝土以混凝土 设计强度及标准强度相应的应变为例设计强度及标准强度相应的应变为例00065. 01045. 3/4 .22/4codEf00094. 01045. 3/4 .32/4cckEf 材料在标准强度以内时，根本上能处于弹性阶段，材料在标准强度以内时，根本上能处于弹性阶段，可以利用平截面假定。可以利用平截面假定。 采用采用 极限压应变时，材料已进入塑极限压应变时，材料已进入塑性阶段，其应力虽不再增长，但时，弹性模量性阶段，其应力虽不再增长，但时，弹性模量 值值的下降，的下降， 增长很快，呈曲线变

16、化！增长很快，呈曲线变化！0033. 0 cucEccdf增增大大截截面面加加固固法法 2 2在弹性阶段，截面的应力、应变呈直线变化时，在弹性阶段，截面的应力、应变呈直线变化时，其压应力呈三角形，并非矩形应力图式。构造进入塑性其压应力呈三角形，并非矩形应力图式。构造进入塑性阶段后，受压区应力图式近似成为矩形，采用阶段后，受压区应力图式近似成为矩形，采用的折算的折算方法求合力可行。求中性轴位置显然不合理，其所得非方法求合力可行。求中性轴位置显然不合理，其所得非线性变化的中性轴位置。线性变化的中性轴位置。增增大大截截面面加加固固法法 3 3依依?JTG D62-2004?JTG D62-2004?

17、第第3.1.43.1.4、3.1.53.1.5条混凝土的设计条混凝土的设计强度强度 及弹性模量及弹性模量 求相应的应变值求相应的应变值 ： 式中受压区边缘采用式中受压区边缘采用 ，依直线推求，依直线推求 ，显然扩大了倍。显然扩大了倍。Ecc0 .0 0 3 3c u2s1 1()s dsf增增大大截截面面加加固固法法 112222xhoxho 4 4按平截面假定计算按平截面假定计算 ，必须限制，必须限制 在线性范围在线性范围内。混凝土的应变图如下：见构造设计原理图内。混凝土的应变图如下：见构造设计原理图1 1()s dsf0 .0 0 3 3c u增增大大截截面面加加固固法法 由图可知，由图可

18、知， 在在0 00.00060.0006的范围内，根本上的范围内，根本上成线性变化，大于成线性变化，大于0.00060.0006时，成曲线变化。显然，时，成曲线变化。显然，采用采用 推求推求 是不合理的。是不合理的。 5 5原构造一般都是按平衡设计或低筋设计，因而原构造一般都是按平衡设计或低筋设计，因而 依依325325条限制，原构造受拉钢筋会首先到达条限制，原构造受拉钢筋会首先到达 而控制设计。而控制设计。 以以 第一阶段弯矩的组合值求滞后应力第一阶段弯矩的组合值求滞后应力 时，无需采用组合值，并且不能含施工荷载值。时，无需采用组合值，并且不能含施工荷载值。0 .0 0 3 3c u2022

19、21110112()2sssdssEhxfEhx1 1()s dsf1dM1c2s增增大大截截面面加加固固法法 ? ?建议建议? ?： 求求 时，宜采用容许应力法计算。依原构造上下时，宜采用容许应力法计算。依原构造上下缘应力为缘应力为 、 控制。假设原构件截面有效高为控制。假设原构件截面有效高为 ，受压区高度为受压区高度为 ，钢筋弹模为，钢筋弹模为 ，而增加材料后的组，而增加材料后的组合截面，相应值为合截面，相应值为 、 、 时。时。 那么：那么：202221110112()2sssdssEhxfEhx1cdf1sdf1ho1X1sE2oh2X2sE1sE增增大大截截面面加加固固法法 式中：式

20、中： / / 为两种钢筋的折算系数，为两种钢筋的折算系数， 为原构件构件受拉钢筋的后期奉献值。为原构件构件受拉钢筋的后期奉献值。 为钢筋位为钢筋位置的影响系数。置的影响系数。00()2dc dxr Mfb xh1sE1s df2c 531 公式531-1中 、 的求值 在6.3.1-2，6.3.1-3中依应变不超过 ，扣除一期荷载应变后的剩余值作为新增混凝土及新增钢筋的奉献值。 ? ?讨论讨论? ?： 控制量采用应变控制量采用应变 时，构造的材料已进时，构造的材料已进入弹塑性阶段。因为混凝土应变能保持线性变化的入弹塑性阶段。因为混凝土应变能保持线性变化的范围大约在范围大约在 左右。左右。2s0

21、 .0 0 0 6c1c df2c df0.002cu增增大大截截面面加加固固法法 ?建议?： 依混凝土应力到达设计值作为极限承载力求 、 。 即 22111()cccdccEfE22111()cscdccEfE2s0 .0 0 0 6c增增大大截截面面加加固固法法 533 在两侧加厚偏心受压构件增大截面中， 公式533-1、533-2、533-3、533-8及533-7中新增材料恢复应力： ?讨论?： 受压较大边的新增混凝土参与受力后，当其到达 时，原构造混凝土应力是否超过 值，一期载荷较大时，新加混凝土的应力滞后如何考虑？ 式中受压区为X，未区分新、老混凝土的差异。 当新增钢筋到达 时，原

22、配筋应力不会滞留在 值不变。特别是新增钢筋强度低时，原配钢筋有可能断裂！ 新增混凝土强度低时，原构件混凝土实际强度增长较快将两者统一在一起计算，取 控制是否合理？0 .0 0 2c u2sdf1sdf 1c1c增增大大截截面面加加固固法法 ? ?建议建议? ?： 第一期的轴力应由原构件承担，并产生一期应力第一期的轴力应由原构件承担，并产生一期应力 、 ; ; 第二期轴力由加固后的组合截面承担，按变形协第二期轴力由加固后的组合截面承担，按变形协调条件，分别计算原构件新增材料的二期应力。调条件，分别计算原构件新增材料的二期应力。1s2s增增大大截截面面加加固固法法 以原构造的控制截面的材料应力到达

23、其设计强度作以原构造的控制截面的材料应力到达其设计强度作为加固构造承载力的极限值。为加固构造承载力的极限值。 亦即：亦即： 第二期受压构件容许的应变值为：第二期受压构件容许的应变值为：1112cccdcEf或或1112sssdsEf 受拉受拉222222cccscsEE222sssE222sssE那么那么或或 受拉增增大大截截面面加加固固法法 对于偏心受压构件，再计入所求应力点在截面中的位置对于偏心受压构件，再计入所求应力点在截面中的位置影响系数。影响系数。 534 式 534-1 535 式 534-2 0111(1)scashExhc222()oscushxxh c增增大大截截面面加加固固

24、法法 依受压较大边应变依受压较大边应变 为控制，由平截面变形为控制，由平截面变形的直线关系求未知量。的直线关系求未知量。当截面应变进入塑性状当截面应变进入塑性状态后，截面变形不再保态后，截面变形不再保持平截面变形，因而本持平截面变形，因而本身几何关系不成立；身几何关系不成立；在材料进入弹塑性或塑性之后在材料进入弹塑性或塑性之后，受压区应力图形从三角形趋向，受压区应力图形从三角形趋向于矩形。而中性轴到受压侧边缘于矩形。而中性轴到受压侧边缘高度的折算为受压区高度采用系高度的折算为受压区高度采用系数：数：取取 0.5 0.5时为三角形应力图时为三角形应力图式线性分布；取式线性分布；取1.01.0时全

25、部时全部为矩形应力图式全塑性分布为矩形应力图式全塑性分布；采用；采用=0.8=0.8，那么说明为弹塑，那么说明为弹塑性阶段非线性分布，依此求性阶段非线性分布，依此求得的中性轴位置得的中性轴位置x/x/为非线为非线性时的位置。性时的位置。 讨论讨论 534534536536条在条文说明中图条在条文说明中图5-15-1、图、图5-25-2是是按直线应变图式求按直线应变图式求 、 是否妥当可以考虑是否妥当可以考虑？2s)(3 . 02mmfbSsav增增大大截截面面加加固固法法 摩擦作用力。即结合面滑动时，界面上产生磨擦作用力；摩擦作用力。即结合面滑动时，界面上产生磨擦作用力； 钢筋的暗销作用力。钢

26、筋的暗销作用力。 123542 542 在受压区增加混凝土增大截面加固时，新老混凝土在受压区增加混凝土增大截面加固时，新老混凝土共同工作是靠结合面的抗剪来保证的。共同工作是靠结合面的抗剪来保证的。增增大大截截面面加加固固法法 对于不设锚固钢筋的结合面，剪力主要由咬合作用对于不设锚固钢筋的结合面，剪力主要由咬合作用力和摩擦作用力传递。依力和摩擦作用力传递。依?JTG D62-2004?JTG D62-2004?及参照及参照? ?美国美国公路桥梁设计标准公路桥梁设计标准? ?AASHTO14AASHTO14版规定，结合面抗剪版规定，结合面抗剪承载力应符合：承载力应符合：222sssE 00.45

27、aaV VMPbho542-1 对于结合面设置暗销锚固钢筋时，同一竖向截面配置对于结合面设置暗销锚固钢筋时，同一竖向截面配置不少于不少于 的结合钢筋时，结合面抗剪承载力的结合钢筋时，结合面抗剪承载力应符合：应符合：02 aaV VMPbho542-2 sp增增大大截截面面加加固固法法 二二. 6 . 6 粘贴钢板加固法粘贴钢板加固法 6.2.3 6.2.3 加固钢板的拉应变加固钢板的拉应变 值：值： 111()()cucsphxhxxx6.2.3-1 是按平截面假定确定钢板的拉应变是按平截面假定确定钢板的拉应变 。0033. 0 cu0033. 0 cu粘粘贴贴钢钢板板加加固固法法 ?讨论?：

28、 当受压边缘混凝土应变到达 时，截面还能保持平截面应变吗？且中性轴位置 的折算也为非线形应力图式的截面状态； 一般情况构造承载力是由受拉区钢筋控制，因承载力缺乏才进展外贴钢板加固。 如果以受压区边缘混凝土应变到达极限值推求钢板应力，是否受拉钢筋 的应力已超过其设计强度 。8 . 0/xxsA1sdfsp粘粘贴贴钢钢板板加加固固法法 ? ?建议建议? ?： 采用受拉区原构造钢筋应力到达设计值采用受拉区原构造钢筋应力到达设计值 来控来控制求制求 ， 即：即： 复核受压区边缘应力复核受压区边缘应力11102()2spdspsdocrciEMhxfhxIEhxsp11 cdcf cdf粘粘贴贴钢钢板板

29、加加固固法法 如果受压区边缘应力首先到达如果受压区边缘应力首先到达 ，推求，推求 时略时略去钢板厚度的影响那么：去钢板厚度的影响那么： 在混凝土强度不超过设计强度时，截面仍处于弹性在混凝土强度不超过设计强度时，截面仍处于弹性范围内，平截面假定还可成立。范围内，平截面假定还可成立。 假设假设 时，那么：时，那么： 复核受拉区钢筋应力复核受拉区钢筋应力 ：1011sdcdsfxxhfxxhfccdsp)(111111spcdchxhxfxxsp1xx1s1cdf粘粘贴贴钢钢板板加加固固法法 6.3.1 6.3.1 两侧贴钢板的偏心受压钢筋混凝土构件，正截面承两侧贴钢板的偏心受压钢筋混凝土构件，正截

30、面承载力计算公式载力计算公式6.3.1-16.3.1-1 (6.3.1-2) (6.3.1-2) 6.3.1-36.3.1-3中中 ? ?讨论讨论? ?： 承受第一阶段压应力的原构件混凝土和钢筋的应力承受第一阶段压应力的原构件混凝土和钢筋的应力到达设计强度到达设计强度 、 时，外贴钢板的应力状态是什么时，外贴钢板的应力状态是什么？ 原构件应力滞留在原构件应力滞留在 、 不再上升时，表示已进不再上升时，表示已进入塑性阶段，这时应变加大，弹模下降，入塑性阶段，这时应变加大，弹模下降， 应力停滞。应力停滞。当混凝土的应变到达当混凝土的应变到达 之前，外贴钢板的应变之前，外贴钢板的应变 同步增长，其应

31、力能够到达同步增长，其应力能够到达 值。值。 sdf spf sdf spf 8 . 0/xxcu粘粘贴贴钢钢板板加加固固法法 因为因为 R235: R235: HRB335: HRB335: 均先于均先于 到达其设计值到达其设计值51950.000932.1 10sdsfE52800.00142.1 10sdsfEcu粘粘贴贴钢钢板板加加固固法法 6.3.2 6.3.2 当为小偏心时当为小偏心时 6.3.2-16.3.2-1 受压较大区边缘应变到达受压较大区边缘应变到达 时，截面应变已不为线时，截面应变已不为线性变化，所以受拉区钢筋应力性变化，所以受拉区钢筋应力 的值能否这样求得需要的值能否

32、这样求得需要研究。研究。) 1(0 xEhscusssp粘粘贴贴钢钢板板加加固固法法 6.3.3 6.3.3 式式 6.3.3-26.3.3-2 是以一平截面线性比例关系求是以一平截面线性比例关系求 。 应变到达极限值应变到达极限值 时，截面的应力、应变已不成时，截面的应力、应变已不成直线分布！直线分布！1pxxcuhspcu2s粘粘贴贴钢钢板板加加固固法法 6.3.5 6.3.5 计算式：计算式： 6.3.5-16.3.5-1 对受压较大边普通钢筋合力点取矩，图示：对受压较大边普通钢筋合力点取矩，图示：111220()()()2odcdosdssdssspspshN efbh hfAfAha

33、f A a粘粘贴贴钢钢板板加加固固法法 对受压较大边普通钢筋合力点取矩，图示对受压较大边普通钢筋合力点取矩，图示 粘粘贴贴钢钢板板加加固固法法 计算式应为 式中 、 随 的变化在变化。 中应计入第一阶段的荷载应力。在极限状态 式6.3.5-1中，多出 项，缺少 项！0102200()()2acdsssspspspsp shNef bh hA haA hf A a sp,e2s22 sdsf 11ssdAf 0hAspsp11assNA E粘粘贴贴钢钢板板加加固固法法 6.4.1 6.4.1-2中， 第一阶段轴向力 组合设计值。采用轴向力值即可，无需再加平安度，因为 已为组合设计值。1aNaNc

34、u粘粘贴贴钢钢板板加加固固法法 6.4.3 6.4.3 大偏心受拉构件大偏心受拉构件 式式 6.4.3-26.4.3-2 ? ?讨论讨论? ?： 大偏心受拉构件，求外贴钢板应变时，以混凝土大偏心受拉构件，求外贴钢板应变时，以混凝土的极限压变的极限压变 作为控制条件妥当否？作为控制条件妥当否？ 式中采用式中采用 恢复中性轴位置可否？恢复中性轴位置可否？ 使用在截使用在截面应力近似于矩形的弹塑性阶段，此时截面应力、应变面应力近似于矩形的弹塑性阶段，此时截面应力、应变并非直线分布状态。并非直线分布状态。spspccuspEfxxhxxh111)()(f粘粘贴贴钢钢板板加加固固法法 ? ?建议建议?

35、?： 采用采用 即从原构件受拉钢筋设计强度中扣除第一阶段的消即从原构件受拉钢筋设计强度中扣除第一阶段的消 耗值，将剩余值作为后期应变，折算求得应力。耗值，将剩余值作为后期应变，折算求得应力。1010()spaspsdcxENe xhxfIEshx粘粘贴贴钢钢板板加加固固法法 三7 粘贴纤维复合材料加固法 一采用这一方法加固构件时，应充分注意以下特点 加固后原构件的刚度根本上不发生变化。变形过 大而产生的病害需要加固时，应慎用。 被加固构件的材料已到达承载力极限时，如果不 可能大幅度卸载加固时慎用。 这时纤维材料粘贴后发挥的作用并不大。因为加固 后的构件依变形协调条件分配后续荷载，纤维材料面积

36、小，如果弹模不高时，其刚度就更低，难以承担后加荷载。粘粘贴贴纤纤维维复复合合加加固固法法 不可使纤维材料承受剪切力。因而，即是承拉，也不可使纤维材料承受剪切力。因而，即是承拉，也要防止转角凸起，尖楞等使其局部受剪。要防止转角凸起，尖楞等使其局部受剪。 纤维材料是依靠黏结材料粘结于构件上共同受力。纤维材料是依靠黏结材料粘结于构件上共同受力。因而黏结材料应具有更重要的可靠性要求。因而黏结材料应具有更重要的可靠性要求。 纤维材料具有良好地抗拉性能。用于加固承拉构件纤维材料具有良好地抗拉性能。用于加固承拉构件或承压柱体的环向围束加固，有其不可替代的优势。或承压柱体的环向围束加固，有其不可替代的优势。

37、环向围束加固承压柱体，以约束柱体横向变形来提环向围束加固承压柱体，以约束柱体横向变形来提高其承压能力，并且又提高了受压柱体的延性，对构造高其承压能力，并且又提高了受压柱体的延性，对构造抗震大有好处。抗震大有好处。粘粘贴贴纤纤维维复复合合加加固固法法 使用廉价纤维材料封闭构造裂缝的维修方法具有使用廉价纤维材料封闭构造裂缝的维修方法具有其优势。其优势。 其施工简单、操作方便、使用机具少；效果好、耐其施工简单、操作方便、使用机具少；效果好、耐久。因而广为使用。久。因而广为使用。 采用纤维材料加固时，应防止产生脱空、气泡，采用纤维材料加固时，应防止产生脱空、气泡，要求两端锚固必须可靠。要求两端锚固必须

38、可靠。粘粘贴贴纤纤维维复复合合加加固固法法 二 值的求解 按极限状态计算构造承载力时，混凝土的极限压应变可用取 ，钢筋的极限拉应变取用0.01。 显然，在这一应变状态下，截面不再为平截面应力、应变状态，因而无法用平截面假定以极限应变值推求新加材料的应变。 依?3.2加固设计算根本假定?的3.2.5条，加固后，构造的极限承载力是以原构造中混凝土或钢筋强度到达设计值来控制。因而，我们利用原构造混凝土或钢筋到达设计强度时的相应应变值来控制。并且在设计强度范围以内材料的弹性模量近似直线，应力、应变关系成线性变化。0033. 0 cu1c粘粘贴贴纤纤维维复复合合加加固固法法 由于一期载荷已在原构造中产生

39、了一定的应变由于一期载荷已在原构造中产生了一定的应变 或或 ，将此作为新加材料的滞后值计入。故：，将此作为新加材料的滞后值计入。故： 式中：式中： 弯曲变形时，新、旧拉伸材料形心到截面弯曲变形时，新、旧拉伸材料形心到截面中性轴的距离比值，中性轴的距离比值， 即：即： 当外贴材料与受拉钢筋很近时，即当外贴材料与受拉钢筋很近时，即 取取 = 1 = 1。 因而：因而：)(1sssdfEfnnxhxh0sfsssdfffEEEfE)(11shas05. 0 1chas05. 0 粘粘贴贴纤纤维维复复合合加加固固法法 如果原构造截面受压区混凝土先于受拉区钢筋到达设如果原构造截面受压区混凝土先于受拉区钢

40、筋到达设 计强度时，加固时混凝土应变为计强度时，加固时混凝土应变为 ， 那么：那么： 加固后受压区高度加固后受压区高度 式中式中 1snncdfxxhEcf11011xxhcsfffE 加固前受压区高度加固前受压区高度nx1x粘粘贴贴纤纤维维复复合合加加固固法法 四. 8 体外预应力加固法 (一)根本概念 体外施加预应力加固构造，是一种人为主动加固的方法。由于预加力的作用，改善了原构造的应力状态，提高了原梁的承载能力和抗裂性。 在外荷载作用下，体外预应力筋的伸长取决于两个锚固点间梁体的总变形。体外预应力筋的应力，取决于梁体 变形的发挥程度。在一般情况下，极限状态时体外预应 力筋达不到材料强度设

41、计值。 体体外外预预应应力力加加固固法法 表现特点有：表现特点有： 张拉体外预应力钢筋后，会使原构造中的预应力产张拉体外预应力钢筋后，会使原构造中的预应力产生二次拉损失。生二次拉损失。 张拉体外预应力钢筋后，原构造混凝土产生弹塑性张拉体外预应力钢筋后，原构造混凝土产生弹塑性变形及发生混凝土收缩、徐变，导致预应力损失。变形及发生混凝土收缩、徐变，导致预应力损失。 体外预应力筋的应力取决于混凝土变形发挥的程体外预应力筋的应力取决于混凝土变形发挥的程度，低标号混凝土的变形值大，在一般情况下，极限状度，低标号混凝土的变形值大，在一般情况下，极限状态时体外预应力筋的应力值达不到材料的设计强度。其态时体外

42、预应力筋的应力值达不到材料的设计强度。其应力与梁的高跨比，混凝土的等级，梁的配筋率预应应力与梁的高跨比，混凝土的等级，梁的配筋率预应力筋和非预应力筋有关。力筋和非预应力筋有关。体体外外预预应应力力加加固固法法 我国公布的我国公布的? ?无粘结预应力混凝土构造技术规程无粘结预应力混凝土构造技术规程? ? JGJ-2004JGJ-2004中规定：中规定： 体外预应力筋的受弯构件，在进展正截面受弯承载体外预应力筋的受弯构件，在进展正截面受弯承载力计算时，体外预应力筋和应力设计值力计算时，体外预应力筋和应力设计值 为：为： 且且 式中：式中： 有效预应力值；有效预应力值； 抗性标准设计值；抗性标准设计

43、值；100pepupypufpuMPapepyf体体外外预预应应力力加加固固法法 二计算内容二计算内容 需要计算持久状况下的承载能力极限状态；正常使用需要计算持久状况下的承载能力极限状态；正常使用极限状态；持久和短暂状态下的应力。极限状态；持久和短暂状态下的应力。 计算转向构造的承载力和抗裂性；锚固区的承载能力计算转向构造的承载力和抗裂性；锚固区的承载能力和抗裂性；持久状况下其他局部构件的承载能力。和抗裂性；持久状况下其他局部构件的承载能力。体体外外预预应应力力加加固固法法 8.2.3 8.2.3 持久状况承载能力极状态计算持久状况承载能力极状态计算 1. 1.正截面抗弯承载力计算：正截面抗弯

44、承载力计算： 8.2.3-28.2.3-2 式中漏掉受压区钢筋矩一项，应为式中漏掉受压区钢筋矩一项，应为00()2dcdxr Mfb x h0()sdssf A ha体体外外预预应应力力加加固固法法 与与?JTG D62-2004?JTG D62-2004?相关内容一样，只是参加了体外预相关内容一样，只是参加了体外预应力的作用。应力的作用。 抗剪承载力、抗拉承载力、局部承压承载力计算抗剪承载力、抗拉承载力、局部承压承载力计算pbAepube体体外外预预应应力力加加固固法法 8.2.4 8.2.4 持久状况正常使用极限状态计算持久状况正常使用极限状态计算 1 1受弯构件按全预应力，受弯构件按全预

45、应力，A A类、类、B B类分别计算类分别计算; ; 2 2预应力损失考虑：预应力损失考虑： 转向块和锚固构造管道的磨擦损失转向块和锚固构造管道的磨擦损失 ; ; 锚具变形，筋束回缩和接缝压缩损失锚具变形，筋束回缩和接缝压缩损失 ; ; 分批张拉引起的混凝土弹压损失分批张拉引起的混凝土弹压损失 ; ; 钢筋板驰损失钢筋板驰损失 . .1c2c4c5c体体外外预预应应力力加加固固法法 体体外外预预应应力力加加固固法法 3 3抗裂性验算抗裂性验算 1 1正截面抗裂性验算正截面抗裂性验算 2 2斜截面抗裂性验算斜截面抗裂性验算 3 3转向装置与原构造结合面的裂缝宽度验算转向装置与原构造结合面的裂缝宽

46、度验算 4 4B B类构件，正常使用极限状态下的裂缝宽度验算类构件，正常使用极限状态下的裂缝宽度验算 4 4正常使用极限状态下的挠度计算正常使用极限状态下的挠度计算 8.2.5 8.2.5 应力计算应力计算 需要计算使用阶段正截面混凝土的法向应力、斜截需要计算使用阶段正截面混凝土的法向应力、斜截面混凝土的主压应力；原梁受拉区的预应力钢筋的拉应面混凝土的主压应力；原梁受拉区的预应力钢筋的拉应力，体外预应力筋的拉应力。力，体外预应力筋的拉应力。 不同预应力类型，按不同截面几何性质，考虑不同不同预应力类型，按不同截面几何性质，考虑不同的预应力作用值损失不一样分别进展计算。并使应的预应力作用值损失不一

47、样分别进展计算。并使应力满足不同限制要求。力满足不同限制要求。 ( (三构造要求三构造要求 为了满足受力分析要求，便于施工，弥补意外荷载为了满足受力分析要求，便于施工，弥补意外荷载发生，以已往积累的经历在构造上作出诸多要求。发生，以已往积累的经历在构造上作出诸多要求。体体外外预预应应力力加加固固法法 五五9 9 改变构造体系加固法改变构造体系加固法 一目的：一目的： 这是采用改变构造受力图式，使外荷载在构造内的传这是采用改变构造受力图式，使外荷载在构造内的传递、分布发生改变。到达原构造的截面内力发生改变或转递、分布发生改变。到达原构造的截面内力发生改变或转移，使受力控制截面得到缓解，从而提高了

48、构造的承载能移，使受力控制截面得到缓解，从而提高了构造的承载能力、稳定性及构造刚度，到达了加固的目的。力、稳定性及构造刚度，到达了加固的目的。 例如：例如： 1 1简支梁增加八字撑，成为为斜腿刚架；增加桥墩变简支梁增加八字撑，成为为斜腿刚架；增加桥墩变成连续梁。成连续梁。 2 2多孔简支梁将墩顶断缝给予弥合，变成连续梁桥。多孔简支梁将墩顶断缝给予弥合，变成连续梁桥。 3 3连续梁桥进展墩梁固结，成为连续刚构桥。连续梁桥进展墩梁固结，成为连续刚构桥。改改变变构构造造体体系系加加固固法法 4 4拱桥轻型拱增加斜拉索成为斜拉拱桥。拱桥轻型拱增加斜拉索成为斜拉拱桥。 5 5连续梁桥、连续刚构桥增加矮塔

49、拉索成为矮塔斜拉。连续梁桥、连续刚构桥增加矮塔拉索成为矮塔斜拉。 6 6钢桁箱梁桥，增加缆索成为自锚式吊桥，或增加钢桁箱梁桥，增加缆索成为自锚式吊桥，或增加 斜拉索成为矮塔斜拉桥。斜拉索成为矮塔斜拉桥。 7 7T T型刚构桥封闭铰支承，成为连续刚构桥。型刚构桥封闭铰支承，成为连续刚构桥。 8 8斜拉桥、吊桥相互增加缆索或斜拉索成为索拉组合构斜拉桥、吊桥相互增加缆索或斜拉索成为索拉组合构造。造。 9 9中承式、下承式拱桥增加系杆承受推力，成为无推力中承式、下承式拱桥增加系杆承受推力，成为无推力或少推力的系杆拱桥。或少推力的系杆拱桥。改改变变构构造造体体系系加加固固法法 二二) ) 条件：条件：

50、每一个需要加固的桥梁其病害程度不同，产生病每一个需要加固的桥梁其病害程度不同，产生病害的成因各异；桥位地形、地质、水文、气象、人文环害的成因各异；桥位地形、地质、水文、气象、人文环境、自然环境、经济条件等均不一样。所以，每一个桥境、自然环境、经济条件等均不一样。所以，每一个桥都要依实际条件，进展综合分析后再决定加固形式。其都要依实际条件，进展综合分析后再决定加固形式。其技术条件需考虑：技术条件需考虑： 1 1采用方案实现中的构造分析能力。采用方案实现中的构造分析能力。 一般病害桥梁构造分析比新建桥梁复杂得多。材料变一般病害桥梁构造分析比新建桥梁复杂得多。材料变异，构造弱化，边界条件的改变，施工

51、及使用的损伤、异，构造弱化，边界条件的改变，施工及使用的损伤、缺失等给构造分析带来了各式各样，各不一样的改变。缺失等给构造分析带来了各式各样，各不一样的改变。需要一一调查清楚，并且通过试验来确定设计参数的取需要一一调查清楚，并且通过试验来确定设计参数的取值，建立可靠地分析模型。值，建立可靠地分析模型。改改变变构构造造体体系系加加固固法法 通过改变构造体系，增加新的构件，使之形成材料各通过改变构造体系，增加新的构件，使之形成材料各异、刚度不一的新老组合构件，需要重新认识其传力路径异、刚度不一的新老组合构件，需要重新认识其传力路径和承载能力，以便建立新的分析模型。和承载能力，以便建立新的分析模型。

52、 在实现的过程中，由于材料、机具、技能、自然条件在实现的过程中，由于材料、机具、技能、自然条件等差异，又会不断发生变化。往往会使已经安排好的经过等差异，又会不断发生变化。往往会使已经安排好的经过 周密构造分析的施工步骤发生改变。因而，必须要对过周密构造分析的施工步骤发生改变。因而，必须要对过 程作出多个可靠地备用方案，以便在执行中不断跟踪分程作出多个可靠地备用方案，以便在执行中不断跟踪分 析。析。改改变变构构造造体体系系加加固固法法 2 2完成加固过程的施工能力。完成加固过程的施工能力。 施工是完成设计到达目标的过程。其影响因素很多。施工是完成设计到达目标的过程。其影响因素很多。 施工技术力量

53、及对设计理解的程度；施工技术力量及对设计理解的程度； 操作工人的技能及专业素质的上下；操作工人的技能及专业素质的上下； 材料品质及施工机具、设备条件；材料品质及施工机具、设备条件； 自然环境、人文环境的优劣；自然环境、人文环境的优劣； 资金支持的程度。资金支持的程度。 旧桥的加固施工比建新桥要复杂得多，保证质量可靠旧桥的加固施工比建新桥要复杂得多，保证质量可靠的困难程度要大得多。应对突发事件的概率要高得多。的困难程度要大得多。应对突发事件的概率要高得多。改改变变构构造造体体系系加加固固法法 3 3要有坚强地高水平管理机构。要有坚强地高水平管理机构。 技术管理、资金保证、内外协调等是完成任务技术

54、管理、资金保证、内外协调等是完成任务 的组织条件。的组织条件。 总之，改变构造体系加固桥梁的技术难度大，风总之，改变构造体系加固桥梁的技术难度大，风 险性高，要求的技术能力，操作水平远远超过新桥建险性高，要求的技术能力，操作水平远远超过新桥建立。立。改改变变构构造造体体系系加加固固法法 技术条件：设计、施工投入到第一线的技术技术条件：设计、施工投入到第一线的技术力量和人员素质力量和人员素质 自然条件：方案对水文、地形、地质、气温自然条件：方案对水文、地形、地质、气温风雪、海潮等自然条件的适应和利用程度风雪、海潮等自然条件的适应和利用程度 人文、社会条件：交通管制状况，群众对桥型的认可人文、社会条件：交通管制状况，群众对桥型的认可程度，当地风裕习惯，原桥形式