桥梁加固新技术及独柱墩桥梁隐患和养护课件

桥梁加固新技术及独柱墩桥梁隐患和养护

桥梁加固新技术及独柱墩桥梁隐患和养护

1一、我国公路桥梁现存突出问题及加固措施二、桥梁维修加固原则三、桥梁维修加固技术介绍四、独柱墩桥梁隐患和养护建议五、结语目录

一、我国公路桥梁现存突出问题及加固措施目录2

美国桥梁总数约为60万座，其中1/3被美国联邦公路局(FHWA)划为不符合要求，其中16万座被列为具有结构缺陷（仅限于通行轻型车辆、关闭或需要立即修复才能开放），每年需替换5千至8千座。根据FHWA估计，需要900亿美元才能纠正这些问题。根据美国土木工程学会2001年的调查表，美国国家级桥梁就整体而言已处于C级，其中29%以上老化；估计在20年内，每年要投入106亿美元进行治理,2007年8月1日18时10分，明尼苏达州密西西比河上的钢桁拱桥垮塌震惊了世界。英国约有92,000座桥梁是在1922年以前建造的，当时尚未引入荷载标准，导致约有1/4的桥梁不能满足现代规范要求，如果采用重建、维修使之满足要求，则需费用达8亿3千万英镑。在澳大利亚，仅就加固或更换新南威尔士州的有损害缺陷的桥梁而言，估计迫切需要至少约3.5亿美元。1．国内外桥梁状况美国桥梁总数约为60万座，其中1/3被美国联邦公路局(F3我国桥梁状况：改革开放三十年来，我国公路交通建设取得了举世瞩目的成就，到2007年底，公路总里程已达358万公里，高速公路达5.4万公里，公路桥梁57万座，我国已进入世界桥梁技术强国行列。在大规模的建设中存在桥梁的安全和耐久性隐患，危（病）桥状况不容忽视：大桥及以上的约占7%，中小桥约占93%；东部约占20%,中部约占63%，西部约占18%。部分桥梁因为原设计标准、施工质量、超重车辆以及自然方面等等原因，已经不满足日益增长的交通运输的需求，存在结构承载力达到设计临界力，甚至已经成为严重影响交通安全的危桥。5.12大地震后，地震灾区的桥梁大部分被破坏。旧桥改造、养护维修的任务会越来越重。1．国内外桥梁状况我国桥梁状况：改革开放三十年来，我国公路交通建设取得了举世瞩4我国部分城市的桥梁现状

上表显示：桥梁的平均破损率达到48.7%我国部分城市的桥梁现状

上表显示：桥梁的平均破损率达到48.5在役桥梁结构的总体状况年份（年）永久性桥梁危桥危桥所占比例（%）座数延米座数延米按座数统计按延米统计1999230778800566144511604911.932.002000240630865511251761866322.152.16200128411710649704101313579093.573.36200229939711612187108043910433.613.37200331077312466143104433784393.363.04200432162613376416133034688884.143.51200533451114256678134454998784.023.51200634126615112333138895122664.073.39200735632115996785145535688974.083.56在役桥梁结构的总体状况年份（年）永久性桥梁危桥危桥所占比例（6桥梁加固新技术及独柱墩桥梁隐患和养护课件7桥梁加固新技术及独柱墩桥梁隐患和养护课件8

旧桥加固技术是一门新的课题。目前，我国公路、铁路交通事业蒸蒸日上，不少高速公路已建成投入运营中，还有不少正在建设的高速公路和其它等级的公路也即将建成投入运营。但是，由于施工质量和桥梁设计等方面的原因，使得桥梁的检测和加固成为必要，更因为建国以来所修建的不少旧桥，由于受到当时的设计、材料、施工等方面的影响和局限，先天不足，加上不能适应目前交通量的迅猛增长，使得旧桥的检测和加固技术显得非常迫切。近年来旧桥固工程越来越多。据不完全统计，我国的公路危桥约有4000余座，但至今未看到专门的桥梁加固规范。

旧桥加固技术是一门新的课题。目前，我国公路、铁92、桥梁加固维修现状目前，我国桥梁加固维修技术尚不成熟、不系统，理论分析仍停留在新建桥梁的理论水平上。2004年交通部颁布的《公路桥涵养护规范》JTGH11-2004，2008年8月，交通运输部发布的《公路桥梁加固设计规范》（JTG/TJ22-2008）和《公路桥梁加固施工技术规范》（JTG/TJ23-2008），将我国桥梁的损伤评定分类和桥梁加固维修的设计以及维修加固技术纳入了规范化管理。2、桥梁加固维修现状目前，我国桥梁加固维修技术尚不成熟、不系10

1.

根据不同桥梁的结构和材料特点，在成本可控的前提下，采用不同的加固维修方法，更换或修复损坏的桥梁构件，使桥梁整体恢复到原有的设计承载能力，保证桥梁的设计使用寿命。

2.对一些通过加固维修不能恢复原有设计承载能力但又必须继续使用的的桥梁，要确定好加固后桥梁的实际荷载等级和桥梁的剩余使用寿命。

3.一般情况，不宜通过桥梁加固提高原有桥梁的设计承载能力；也不宜通过桥梁加固改变桥梁的结构受力体系。

4.用于桥梁加固维修的材料必须通过国家权威检测机构检测认证、各项性能指标满足现行规范和设计要求。二桥梁维修加固原则1.根据不同桥梁的结构和材料特点，在成本可控的前提11三、桥梁加固维修的常用技术及应用1、主动加固技术

2、被动加固技术三、桥梁加固维修的常用技术及应用1、主动加固技术121、主动加固技术方法：施加体外预应力、改变结构体系，改变结构原有的受力行为等。特点：改善桥梁恒载的内力分配，增加全桥刚度，闭合裂缝，并调整变形。涉及因素：结构原有内力的状况、原桥的施工工艺、混凝土的强度、预应力的损失、支座型式、加固的工艺等效果：方法得当可有效的改变结构损伤状况；方法失误可加重损伤，甚至垮塌。1、主动加固技术方法：施加体外预应力、改变结构体系，131.1施加体外预应力加固基本原理：体外预应力加固方法是通过在梁体外增设预应力（包括钢绞线、高强钢丝束和精轧螺纹钢筋），对原有的结构构件进行主动加固上网方法。其作用原理是通过预应力手段，改变原结构的内力分布，调整原结构的内力分布，调整原结构应力水平，从而达到提高结构承载力、改善结构抗裂和耐久性的目的。适用性：可在不限制通行的条件下进行加固施工，既可作为桥梁通过重车的临时加固手段，也可作为永久提高承载能力的措施。使用注意的问题：新旧混凝土结合问题、预应力索或预应力筋及钢构件的防腐问题。体外预应力加固是目前桥梁加固采用较多的方法之一。特别适用于大跨径预应力混凝土连续箱梁桥和连续T构箱梁桥的加固，其关键技术是体外预应力筋的锚固、转向和防腐保护问题1.1施加体外预应力加固基本原理：体外预应力加固方法是通过14目前体外预应力加固技术已广泛运用于结构加固工程中。实践证明，采用体外预应力加固方法与其它加固方法相比有如下优点：

（1）体外预应力加固属于主动加固范畴，通过对后加补强材料施加预应力，构成预应力加固体系，解决了后加补强材料应变（应力）滞后的问题，提高后加补强材料的利用率。

（2）通过施加预应力可以对结构间接卸载，从而提高结构的承载能力和结构刚度。（3）能够有效控制结构的裂缝和挠度，使裂缝全部或部分闭合，大幅度减小挠度。1.1施加体外预应力加固目前体外预应力加固技术已广泛运用于结构加固工程15

（4）体外预应力加固技术，所需设备简单人力投入少，施工工期短，在加固过程中，可以实现不中断交通或短时限制交通；且加固后自重增加小，对墩台及基础受力影响不大，可节约对墩台及基础的加固费用，经济效益明显。

（5）能够控制和调整核对体外预应力的应力，便于更换体外力筋且体外预应力变化幅度小，无疲劳问题。

（6）可以做到不影响桥下净空，且不增加路面高程。1.1施加体外预应力加固（4）体外预应力加固技术，所需设备简单人力投入少，施16体外预应力加固体系虽然存在以上诸多优点，但同时也存在一定的缺陷。（1）转向块（即齿板或者横隔板）应力集中，受力复杂，很容易出现大量的裂缝，而且结构特别笨重。（2）由于体外束与混凝土仅在锚固区与转向块处相连接，容易发生振动，因此，必须增加定位装置对体外束自由长度加以限制。（3）体外束容易受到环境的侵蚀及火灾的影响。（4）经体外预应力加固后，结构很可能会处于超筋状态，因此，在极限状态下，可能因延迟性不足而没有预警。（5）体外力筋的实际偏心较小，极限状态下的抗弯能力小于体内有黏结力筋。1.1施加体外预应力加固体外预应力加固体系虽然存在以上诸多优点，但同时也17主要加固构造型式连续梁的体外预应力加固简支梁的体外预应力加固1.1施加体外预应力加固主要加固构造型式连续梁的体外预应力加固简支梁的体外预应力加固18体外预应力加固梁的设计计算1.1施加体外预应力加固体外预应力加固梁的设计计算1.1施加体外预应力加固19施工准备放样确定转向块、锚固块的位置钻孔、种植钢筋绑扎钢筋、预应力孔道、立模浇筑混凝土穿索、张拉、锚固清理场地，竣工验收梁体病害修复施工工艺流程：1.1施加体外预应力加固施工准备放样确定转向块、钻孔、种植钢筋绑扎钢筋、预应力孔道、20国外体外预应力桥梁加固实例工程简介：加拿大1979年建成的格朗梅尔桥，共长285m，三跨连续，各跨长度为39.6181.4和39.6m。该桥为现浇节段式箱梁桥，从建成到1986年，跨中平均挠度已达300m，且随季节温度的变化而变化。加固简介：1991年，对该桥实施体外预应力加固，从加固后两年中实测挠度看，挠度随时间变化趋向平稳，挠度得到很好的控制，表明加固效果良好。国外体外预应力桥梁加固实例工程简介：加拿大1979年建成的格21工程简介：瑞典的Massongex高架桥，于1979年建成，桥总长232m，跨度为27m+38m+72m+38m。在该桥建成的8个月后的1980年，在主跨的跨中出现113mm的挠度，且挠度随时间线性增加。加固简介：1990年，采用8束VSL12x0.6的应力索进行加固。该桥在施加体外预应力后，预应力作用在跨中产生大约为原挠度值得18%（20mm）的反拱，使挠度和裂缝得到了有效的控制工程简介：瑞典的Massongex高架桥，于1979年建成，22国内体外预应力桥梁加固实例工程简介：陕西省周至渭河桥为52x20m装配式钢筋混凝土T形组合截面简支梁桥，由于该桥施工质量较差，全桥各孔主梁挠度过大，1982年对该桥进行加固处理。加固简介：首先对梁体施加体外预应力，使桥面板和梁肋有效结合，共同工作。然后在利用体外预应力技术对梁体施加纵向预应力。该桥加固后，下挠明显改善，切承载能力由原汽车—10级提升到汽车—15级和挂车—80级陕西省周至渭河桥国内体外预应力桥梁加固实例工程简介：陕西省周至渭河桥为52x23工程简介：井冈山大桥体外预应力加固，上部结构预应力混凝土带挂梁悬臂T构，跨径组成为48.13m+14x71m+48.13m，T构两端悬臂23.5m，挂梁跨径为21m。加固简介：采用7根15.24钢绞线组成一束的热挤塑成品索，体外索短束采用不需要更换体外索锚具，长束采用可换调式体外束锚具，两者各占一半井冈山大桥国内体外预应力桥梁加固实例工程简介：井冈山大桥体外预应力加固，上部结构预应力混凝土带挂241、钻孔、种植钢筋1.1施加体外预应力加固1、钻孔、种植钢筋1.1施加体外预应力加固252、绑扎钢筋、布置预应力孔道1.1施加体外预应力加固2、绑扎钢筋、布置预应力孔道1.1施加体外预应力加固261.1：施加体外预应力加固3、立模、浇注混凝土1.1：施加体外预应力加固3、立模、浇注混凝土274、安装索套管、穿索、张拉、锚固4、安装索套管、穿索、张拉、锚固28张拉锚固：对称、均衡张拉至设计吨位，施加张拉力次序可为：0→15%→0→50%→80%→100%。张拉施工方法按现行《公路桥涵施工技术规范》的相关规定执行。1.1施加体外预应力加固张拉锚固：1.1施加体外预应力加固294、管道压浆、完成体外索施工1.1施加体外预应力加固4、管道压浆、完成体外索施工1.1施加体外预应力加固30采用一定的技术措施改变原结构受力体系，调整结构内力，降低控制截面内力，进而间接提高原结构整体承载力的方法本质上是通过改变原结构受力体系，使控制截面的荷载作用效应减小。力体系，一般是原桥上部结构为静定结构变为超静定结构；超静定次数少变化为超静定次数多的结构桥梁结构体系加固法包括：将多孔简支梁改为连续梁，将单孔简支梁改为支撑梁，将中下承式拱桥改为拱—斜拉组合体系，将连续梁、连续钢构改变为埃塔斜拉桥，将带挂梁T形钢构改变为连续钢构以及其他增设结构（杆件）而使原结构体系发生改变的方法。1.2改变体系加固法（一）加固原理采用一定的技术措施改变原结构受力体系，调整结构内力，降低控制31

改变桥梁原结构受力体系会使某些控制截面内力降下来，但也会使某些截面内力增大，或者支承反力发生变化，因而规范要求：

（1）对需要采用改变体系法加固的桥梁，须进行深入、细致的方案论证；（2）采用改变结构受力体系加固法，应对新、旧整体

结构的各受力阶段进行验算；（3）必要时综合使用其他加固法做为加固补充；（4）施工中应严格执行规定的

施工方法。（一）加固原理1.2改变体系加固法改变桥梁原结构受力体系会使某些控制截面内力降下来32（二）简支梁改变为连续梁1.2改变体系加固法（二）简支梁改变为连续梁1.2改变体系加固法33

（1）降低车辆活载、人群以及二期恒载在原梁跨中截面的弯矩；但在原相邻跨梁端出现负弯矩，同时支座反力发生变化；（2）在墩顶梁段要增设预应力钢筋和普通钢筋以抵抗负弯矩；（3）墩顶梁段设置横隔梁；

（二）简支梁改变为连续梁1.2改变体系加固法（1）降低车辆活载、人群以及二期恒载在原梁跨中截面的弯34（4）关于单支座与双支座。简支梁连续梁标准图式是将原墩顶两排支座更换为单排支座，但是对某些情况下更换支座困难时，可保持原结构支座形成双支座。但因简支梁在墩顶上的两排支座间矩a比较小，故在受力体系由简支梁改为连续梁后，在自重作用可能会出现其中一排支座脱空，故应对桥墩进行验算。（二）简支梁改变为连续梁1.2改变体系加固法改变结构体系的主动加固方法要慎用（4）关于单支座与双支座。（二）简支梁改变为连续梁1.235

福建永安市大溪大桥为20世纪70年代初修建的9孔双曲拱桥，桥型为22.10m+25.60m+7x22.10m不等跨连续拱桥，设计荷载为汽车-13级，拖车-60，由于交通量的增加，该桥在运营期间产生了较大的病害，荷载等级不能满足现有交通运输的要求，2002年永安市对该桥该桥进行了检测，检测结果表明该桥可以通过采取加固措施，使其达到汽车-20级、挂车-100荷载等级的要求。加固方案采用了把连续拱桥转化为梁拱式拱上建筑体系的方法。加固改造时，首先拆除侧墙、护拱、拱上填料，对主拱圈进行“卸载”,使主拱和腹拱的拱背完全暴露，其次对主拱圈拱背、拱脚进行布筋，现浇混凝土加大其截面，然后接高腹拱墩，按梁板桥施工简支桥面板，这样一来既减轻了主拱圈负重，又增强了主拱圈承载能力。加固改造后，经过几年来的使用证明,效果非常好。类似的例子还有很多，如2003年加固的湖北鄂州涂家咀连续拱桥（L0=70m）、2005年加固的福建蒋乐积善连续拱桥（L0=30m）等等。

1.2改变体系加固法（三）工程加固实例福建永安市大溪大桥为20世纪70年代初修建的9孔36福建永安市大溪大桥湖北鄂州涂家咀连续拱桥加固1.2改变体系加固法（三）工程加固实例福建永安市大溪大桥湖北鄂州涂家咀连续拱桥加固1.2改变37增加横隔板加固可以明显改善T型梁桥铰缝开裂病害，防止病害扩展。优点：不影响桥下净空，对原桥景观基本无改变。适用性：适用于因横向联系较差而降低承载力的桥梁上部结构。增加横隔板加固只是将相对集中的荷载进行了分散，对桥梁整体承载能力并无实质性的提高。加固效果并不明显，需配合其他方法同时进行。对混凝土梁桥，增加混凝土横隔板的效果好于增加钢横隔板。1.3增加隔板加固增加横隔板加固可以明显改善T型梁桥铰缝开裂病害，防止病害扩展38施工工艺流程：搭设支架确定新增横隔板位置砼表面清理、凿毛探测梁体钢筋位置钻孔、植筋连接横隔板主筋、绑扎箍筋吊模灌注砼及养生预应力张拉、锚固1.3增加隔板加固施工工艺流程：搭设支架确定新增横隔板位置砼表面清理、凿毛探测391、钻孔、植筋、绑扎主筋和箍筋1.2增加隔板加固2、吊模、灌注混凝土及养生1、钻孔、植筋、绑扎主筋和箍筋1.2增加隔板加固2、吊模40采用加大桥面铺装钢筋直径的方法对绞缝开裂病害进行修补，是基于原桥面铺装钢筋网设计直径过小或网格过大，或由于施工质量原因造成的绞缝开裂病害而进行的维修方法。该方法全部在桥面施工，要求中断至少半幅交通。适用性：适用于允许中断交通的小跨径T梁或板梁桥。优缺点：施工时桥上交通受阻,不允许中断交通的桥梁不宜采用;将增加结构自重产生的弯矩,结构的承载力提高不显著。1.4加大桥面铺装钢筋采用加大桥面铺装钢筋直径的方法对绞缝开裂病害进行修补，是基于41施工工艺流程：交通管制破碎拆除原桥面铺装层结合面处理种植钢筋铺设桥面铺装钢筋网浇筑桥面砼浇筑桥面其它铺装层和恢复桥面系其它构造物完成加固施工恢复交通1.4加大桥面铺装钢筋施工工艺流程：交通管制破碎拆除原桥面铺装层结合面处理种植钢筋423、种植钢筋，绑扎桥面钢筋网4、浇筑桥面砼、桥面铺装1.4加大桥面铺装钢筋3、种植钢筋，绑扎桥面钢筋网4、浇筑桥面砼、桥面铺装1.443施工工艺框图：施工准备基坑开挖安装钻机或打桩机钻孔、浇筑灌注桩混凝土或打入桩浇筑加固承台上部结构及桥面系恢复，完成加固施工1.5增补基桩加固施工工艺框图：施工准备基坑开挖安装钻机或打桩机钻孔、浇筑灌注441.6扩大基础加固扩大基础加固的主要内容为增大基础的受力面积来提高桥梁基础的承载力，防止桥梁基础进一步沉降。扩大基础加固对原基础基本不影响，施工安全性较高。施工工艺框图：基础开挖原基础混凝土病害及表面处理钻孔、种植锚筋施工准备绑扎新增基础混凝土钢筋立模浇筑新增基础混凝土基坑回填、完成加固施工1.6扩大基础加固扩大基础加固的主要内容为增大基础的受力451.7地下连续桩加锚杆加固地下连续桩加锚杆加固是采用在地基中钻孔、植入锚杆、灌注加固水泥浆的一种基础加固工法。1.7地下连续桩加锚杆加固地下连续桩加锚杆加固是采用在地基46加固施工实例：

基础加固1.7地下连续桩加锚杆加固加固施工实例：1.7地下连续桩加锚杆加固472、被动加固法方法:增大截面与配筋加固、粘贴碳纤维、钢板、修补裂缝等特点:不改变结构的恒载内力状况，方法灵活，可根据裂缝的位置方向随意设置作用:控制裂缝进一步开展，提高桥梁承载能力缺点：对已存在的裂缝需压浆封闭后再进行被动加固适用范围：多适用于在恒载作用下承载力满足要求但活载作用下承载力不满足的情况，在中小桥和大桥进行加固时常采用2、被动加固法方法:增大截面与配筋加固、粘贴碳纤维、48增大截面加固方法其原理是在原有结构截面基础上，通过植筋等方法使新增加的截面和原有的截面形成一体，增大构建面积，从而达到提高原来结构的抗弯和抗剪承载能力的目的。一般适用于钢筋混凝土受弯构件钢筋混凝土受压构件的加固。由于它具有施工简单、受力性能明确、加固费用较低等优点，一直被广泛使用。缺点是：湿作业工作量大、养护期长、占用空间较多等。适用性：适用于桥下净空较高，允许增加主梁高度的情况。优缺点：加固效果比较明显，但施工工艺复杂，技术要求较高。对桥下净空限制的桥梁不适用。问题：新旧混凝土结合问题、新增钢筋与原钢筋的结合问题、混凝土浇筑工艺问题。2.1增大截面与配筋加固增大截面加固方法其原理是在原有结构截面基础上，通过49（1）新浇混凝土要求

强度:宜比原结构提高一级且不低于C25；厚度:板不小于100mm;梁和受压构件不小于150mm。（2）新增钢筋及布置

受力钢筋不小于12mm，不宜大于25mm;

构造筋不小于10mm。（3）界面处理及植筋

原构件表面应凿成凹凸差不小于6mm的粗糙面；种植相应的钢筋。构造要求2.1增大截面与配筋加固（1）新浇混凝土要求构造要求2.1增大截面与配筋加固501）受弯构件2）受压构件（轴压、偏心受压）在桥梁构件采用增大截面法加固工程上，主要的结构型式有：2.1增大截面与配筋加固1）受弯构件2）受压构件（轴压、偏心受压）在桥梁构件采用增大51施工工艺流程：混凝土表面清理钻孔种植锚筋绑扎补强层钢筋网浇筑（喷射）补强层混凝土施工准备竣工验收2.1增大截面与配筋加固施工工艺流程：混凝土表面清理钻孔种植锚筋绑扎补强层钢筋网浇筑52

喷射砼加厚后拱圈2.1增大截面与配筋加固

异形预应力筋上喷干砂浆加厚空心板喷射砼加厚后拱圈2.1增大截面与配筋加固异形532.2粘帖纤维复合材料基本原理：复合纤维片材具有轻质高强、操作简单、易于粘贴、不易锈蚀的优点，可用于抗弯、抗剪、受压（大偏心受压，对于小偏心受压构件，由于纵向受拉钢筋达不到屈服强度，采用粘贴纤维复合材料造成材料的浪费）及抗振等多种加固形式的加固。该方法属于被动加固方法，适用于混凝土梁、板桥的抗弯加固，提高抗弯承载力；特别适合混凝土受压墩柱补强，提高延性和耐久性。对于配筋率较低或钢筋锈蚀严重的旧桥，加固效果尤为显著2.2粘帖纤维复合材料基本原理：复合纤维片材具有轻质高强54构造技术要求1）一般规定

（1）纤维复合材料宜粘贴成条带状，非围束时板材不宜超过2层，布材不宜超过3层。（2）对钢筋混凝土柱进行粘贴纤维复合材料加固时，条带应粘贴成环形箍，且纤维方向应与柱的纵轴线垂直。加固大偏心受压构件，可将纤维复合材料粘贴于构件受拉区边缘混凝土表面,纤维方向应与柱的纵轴线方向一致。加固受拉构件，纤维方向应与构件受拉方向一致。2.2粘帖纤维复合材料构造技术要求1）一般规定2.2粘帖纤维复合材料552）梁、和板加固

对梁、板进行抗弯加固时，可在纤维复合材料两端设置U型箍或横向压条。其切断位置距其充分利用截面的距离不应小于按下式计算得出的粘结长度纤维复合材料的粘贴延伸长度：2.2粘帖纤维复合材料2）梁、和板加固纤维复合材料的粘贴延伸长度：2.2粘帖纤56施工工艺框图：搭设支架砼基底处理涂底胶涂找平胶找平粘贴面粘贴纤维复合材料自检粘贴质量自然养护、表面涂装检查验收2.2粘帖纤维复合材料施工工艺框图：搭设支架砼基底处理涂底胶涂找平胶找平粘贴面粘贴571、裂缝封闭、基底处理砼表面打磨2.2粘帖纤维复合材料1、裂缝封闭、基底处理砼表面打磨2.2粘帖纤维复合材料582、涂底胶：2.2粘帖纤维复合材料2、涂底胶：2.2粘帖纤维复合材料593、修整找平层4、粘贴纤维材料2.2粘帖纤维复合材料3、修整找平层4、粘贴纤维材料2.2粘帖纤维复合材料602.3粘贴钢板加固基本原理：粘贴钢板加固法是采用环氧树脂或建筑结构胶将强度高的钢板粘贴到被加固的钢筋混凝土梁受力部位，不仅能保证混凝土和钢板作为一个新的整体共同受力，而且能充分地发挥钢板的强度，封闭粘贴部位加固构建的裂缝，约束混凝土变形，从而有效地提高加固构件的承载力、刚度与抗裂性；同时可以任意地依设计需要而粘贴，有效地发挥粘贴刚构件抗弯、抗剪、抗压性能，其受力均匀，不会在混凝土中产生应力集中现象。粘贴钢板法属于被动加固法，特点是所占空间小，一般不影响被加固构件外观和使用的空间，加固周期短。适用于对钢筋混凝土受弯、大偏心受压和受拉构件的加固。2.3粘贴钢板加固基本原理：粘贴钢板加固法是采用61

（1）钢板和待加固混凝土表面的清洗处理是保证黏结质量的前提。工程实践表明，钢板表面存在铁锈、油污，混凝土表面存在浮尘和松散层等都会严重影响黏结质量。为了确保黏结质量必须对钢板和混凝土黏结面进行认真的处理。（2）对黏结层加压是保证黏结质量的关键。

钢板黏结到混凝土表面后，必须对钢板加压，使钢板与混凝土表面紧密粘贴

后加钢板与被加固混凝土梁体之间的可靠黏结是两者共同工作的基础，是粘贴钢板加固法的关键技术。为了确保黏结质量，施工时应特别注意以下几点：2.3

粘贴钢板加固（1）钢板和待加固混凝土表面的清洗处理是62

通过对构件采用结构胶结剂粘贴钢板一提高构件承载力的方法。这种方法从作用原理上属于被动加固方法，因此，根据桥梁带载加固的分阶段受力，规范提供了受弯构件、偏心受压构件、偏心受拉构件加固计算公式，其计算原理与增大截面法相近。

粘贴钢板加固法设计计算2.3粘贴钢板加固通过对构件采用结构胶结剂粘贴钢板一提高构件承载63构造技术要求采用直接涂胶粘贴的钢板厚度不应大于5mm；钢板厚度大于5mm时，应采用压力注胶粘结。2.3

粘贴钢板加固构造技术要求采用直接涂胶粘贴的钢板厚度不应大于5m64构造技术要求2.3

粘贴钢板加固构造技术要求2.3粘贴钢板加固65

2）对钢筋混凝土受弯构件进行正截面加固时，钢板宜采用条带粘贴，钢板的宽厚比不应大于50。构造技术要求

3）当粘贴的钢板延伸至支座边缘仍不满足本规范第6.2.5条延伸长度的要求时，应采取下列锚固措施：★

对梁，应在延伸长度范围内均匀设置U形箍，且应在延伸长度的端部设置一道加强箍。

★

对板，应在延伸长度范围内通长设置垂直于受力钢板方向的压条。压条应在延伸长度范围内均匀布置，且应在延伸长度的端部设置一道。2.3

粘贴钢板加固2）对钢筋混凝土受弯构件进行正截面加固时，钢板66施工工艺框图：钢板制作及砼表面处理砼粘贴面种植锚筋钢板配套打孔并试配配置钢板胶并涂覆与钢板、砼粘贴面贴合钢板至砼粘贴面加压锚固粘贴质量检验表面涂装、防腐2.3

粘贴钢板加固施工工艺框图：钢板制作及砼表面处理砼粘贴面种植锚筋钢板配套打671、钢板制作及砼表面处理2.3粘贴钢板加固2、钻孔、植入锚栓1、钢板制作及砼表面处理2.3粘贴钢板加固2、钻孔、植入锚683、涂胶、贴合钢板，加压锚固4、钢板防腐处理2.3粘贴钢板加固3、涂胶、贴合钢板，加压锚固4、钢板防腐处理2.3粘贴钢692.4修补裂缝施工前应详细检查裂缝的走向、分布、缝宽及深度，数量，并进行分类、标记和记录，根据裂缝宽度，采取以下修补方法：表面封闭法自动低压灌注法裂缝检查、标记2.4修补裂缝施工前应详细检查裂缝的走向、分布、缝宽及深70表面封闭法：施工工艺：1、清理混凝土表面（打磨）2、涂刷裂缝修补胶2.4修补裂缝表面封闭法：1、清理混凝土表面（打磨）2、涂刷裂缝修补胶2.71自动低压灌注法（壁可法）：施工工艺框图：清理混凝土表面灌注材料称量拌和安装注入座封闭裂缝外口严格按程序注胶注浆质量检验表面清理、涂装2.4修补裂缝自动低压灌注法（壁可法）：清理混凝土表面灌注材料称量拌和安装721、裂缝表面处理：2.4修补裂缝1、裂缝表面处理：2.4修补裂缝732、安装注浆座：3、封闭裂缝外口：2.4修补裂缝4、注胶5、灌胶质量检验2、安装注浆座：3、封闭裂缝外口：2.4修补裂缝4、注胶746、表面清理、涂装2.4修补裂缝6、表面清理、涂装2.4修补裂缝753关于部分常用加固方法的探讨增大截面、体外预应力等加固方法都存在应力滞后的问题：加固前原结构已经承受荷载（即第一次受力），特别是当承载能力不足时，加固前原结构的截面应力、应变水平一般都很高。新加固部分加固后并不立即承受荷载，而是在新荷载（即二次加载）下才开始受力。从而导致整个加固结构在其后的第二次受力过程中新加部分的应力、应变始终滞后于原结构的累计应力和应变。所以，混凝土结构加固计算分析不能够完全按普通结构概念进行。加固结构的承载力与新旧两部分的应力差值或应变差值直接相关，与原结构的极限变形值有关，与两部分材料的应力—应变关系有关。3关于部分常用加固方法的探讨增大截面、体外预应力等加固方法76独柱墩桥梁的安全隐患与养护建议随着我国桥梁建设中对桥梁美观的重视程度提高，原来的“粗梁肥柱”越来越少，取而代之的是“身材优美”的桥梁造型，尤其桥墩设计更是出现了“花瓶墩”、“酒杯墩”等先进设计理念的独柱墩结构许多在城市过境的省干道桥梁因为兼顾城市使用功能，在设计中强调了造型美观，多采用了独柱墩结构桥梁除了满足城市功能之外，同时还要承载繁重的过境货物运输工作，美观与承载的双重要求近些年来多次独柱墩桥梁事故的发生，引起了我们对这类桥梁事故偶然与必然的思考，从而增添了我们心中的隐忧独柱墩桥梁的安全隐患与养护建议随着我国桥梁建设77独柱墩桥梁事故发生特征

上部结构为整体式结构，横向抗扭刚度较大，下部结构为独柱墩结构，抗侧向倾覆力矩较小，在较大偏载作用下，容易引起侧向倾覆混凝土桥梁易发生在桥梁宽度较窄的匝道桥上钢结构桥梁由于自重较小，桥下横向支撑较小，中间设置独柱墩，相比较混凝土桥梁更易发生侧向倾覆匝道桥一般混合有弯坡斜结构，更易引起倾覆，国内常规设计一般采用三到五跨一联的混凝土箱梁，中间桥墩一般采用独柱结构，天津7.15事故即是位于匝道桥的连续箱梁侧向倾覆事故事故一般发生在极端偏载情况下，一般来说是超载货车由于某种原因偏载行驶或偏载停留在桥上引起侧向倾覆事故一般为极端荷载下突发事故，日常养护排查不到独柱墩桥梁事故发生特征上部结构为整体式结构，横78编号事故原因照片12007年10月23日，连接包头市民族东路至丹拉高速的高架桥发生倾斜。三辆拉运钢板的奔驰半挂牵引重型货车和一辆轿车行驶到民族东路高架桥，桥面突然发生倾斜偏载超载独柱墩22007年10月23日，连接包头市民族东路至丹拉高速的高架桥发生倾斜。三辆拉运钢板的奔驰半挂牵引重型货车和一辆轿车行驶到民族东路高架桥，桥面突然发生倾斜偏载超载独柱墩32009年7月，津晋高速公路天津塘沽收费站东侧800米处，一匝道桥突然坍塌，桥上5辆货车坠落桥下，坍塌桥面还将桥下一处简易房砸毁，从桥下通过的李港铁路线被迫中断偏载超载独柱墩42012年8月24日5点30分左右，哈尔滨阳明滩大桥疏解工程一上行匝道垮塌，桥上4辆货车侧翻至桥下，致使3人死亡5人受伤偏载超载独柱墩编号事故原因照片2007年10月23日，连接包79独柱墩桥梁事故发生的偶然与必然

现行《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004）没有抗倾覆安全性验算相关内容新版公路混凝土桥梁规范征求意见稿已将采用整体式断面的中小跨径桥梁应进行上部结构抗倾覆验算写入规范，并要求上部结构在汽车荷载（含冲击作用）标准值效应下的倾覆稳定系数不小于2.5钢结构箱梁，抗倾覆系数>=1.5（BS5400《英国钢桥和混凝土桥梁设计规范》第4.6节相关规定）桥梁侧向倾覆为设计盲区，没有完善的验算标准独柱墩桥梁事故发生的偶然与必然现行《公路钢筋混凝土及预80独柱墩桥梁事故发生的偶然与必然据不完全统计160t左右的6轴重车在公路中行驶非常普遍，一辆多轴重车极限运输能力接近300t4梁超载车辆引起的侧向倾覆力矩是标准车辆的5.22倍超载是事故发生的直接原因典型超载车辆荷载图示箱梁倾斜图独柱墩桥梁事故发生的偶然与必然据不完全统计1681独柱墩桥梁的养护建议

针对独柱墩结构桥梁，检查安全隐患现阶段对独柱墩结构进行抗倾覆安全性验算，把事故扼杀于萌芽状态是当务之急。尤其应重视兼顾城市使用与过境交通的国省干线桥梁采取安全保障措施，限制超载车辆偏载通行加大研究投入，尽快完善设计规范组织专业力量，研究在隐患独柱墩桥梁的加固处治办法独柱墩桥梁的养护建议针对独柱墩结构桥梁，检查安全隐患82独柱墩桥梁常用防倾覆加固方法

防倾覆加固的通常做法是在独柱墩两侧增加支撑柱方式，即在承台两侧通过植筋加大承台并增加桩基，在其上方设置钢管混凝土或薄壁墩；在无法增加承台面积的情况下，直接在原承台上设置钢管混凝土支撑柱。

上面这些方式简单易行，受力明确，可以很好地改善原结构的受力状态，但是也有不足，就是只适合桥下无净空和通行要求的桥梁。独柱墩桥梁常用防倾覆加固方法防倾覆加固的通常做法83独柱墩桥梁常用防倾覆加固方法市区阶段，桥下两侧兼有辅路，对于净空和道路的整体景观都有一定的要求，故此暂不推荐以上加固方法，而选用能够保证加固效果的同时又兼顾净空和美观要求的方式，经过比较，采取了在原墩柱的顶部加设支撑结构的方式形成盖梁，并在其上安装新支座，新增结构力求与原设计风格统一协调。独柱墩桥梁常用防倾覆加固方法市区阶段，桥下两侧84独柱墩桥梁常用防倾覆加固方法在墩顶处设置混凝土支撑结构。混凝土支撑结构通过植筋与原墩柱连接牢固，在混凝土结构顶部设置双向滑动拉压支座，支撑在与钢箱梁侧面设置的钢结构牛腿下独柱墩桥梁常用防倾覆加固方法在墩顶处设置混凝土85

我国的桥梁建设正由大规模兴建为主的时期进入到建设和养护维修加固同时进行的时期。提高桥梁管理水平，保证桥梁的正常运营和延长桥梁使用寿命是桥梁管理维修工作者的重要任务。开展养护维修技术的开发研究，是桥梁养护维修工作者面临的重要课题。桥梁维修加固施工技术发展很快，新材料、新工艺不断发展，交流、学习、引进、开发、总结桥梁的养护、加固、维修技术尤其是关键技术的工法，需要我们共同努力。

六.结语我国的桥梁建设正由大规模兴建为主的时期进入86谢谢大家谢谢大家87桥梁加固新技术及独柱墩桥梁隐患和养护课件88桥梁加固新技术及独柱墩桥梁隐患和养护课件89典型超载车辆荷载图示箱梁倾斜图典型超载车辆荷载图示箱梁倾斜图90桥梁加固新技术及独柱墩桥梁隐患和养护

桥梁加固新技术及独柱墩桥梁隐患和养护

91一、我国公路桥梁现存突出问题及加固措施二、桥梁维修加固原则三、桥梁维修加固技术介绍四、独柱墩桥梁隐患和养护建议五、结语目录

一、我国公路桥梁现存突出问题及加固措施目录92

美国桥梁总数约为60万座，其中1/3被美国联邦公路局(FHWA)划为不符合要求，其中16万座被列为具有结构缺陷（仅限于通行轻型车辆、关闭或需要立即修复才能开放），每年需替换5千至8千座。根据FHWA估计，需要900亿美元才能纠正这些问题。根据美国土木工程学会2001年的调查表，美国国家级桥梁就整体而言已处于C级，其中29%以上老化；估计在20年内，每年要投入106亿美元进行治理,2007年8月1日18时10分，明尼苏达州密西西比河上的钢桁拱桥垮塌震惊了世界。英国约有92,000座桥梁是在1922年以前建造的，当时尚未引入荷载标准，导致约有1/4的桥梁不能满足现代规范要求，如果采用重建、维修使之满足要求，则需费用达8亿3千万英镑。在澳大利亚，仅就加固或更换新南威尔士州的有损害缺陷的桥梁而言，估计迫切需要至少约3.5亿美元。1．国内外桥梁状况美国桥梁总数约为60万座，其中1/3被美国联邦公路局(F93我国桥梁状况：改革开放三十年来，我国公路交通建设取得了举世瞩目的成就，到2007年底，公路总里程已达358万公里，高速公路达5.4万公里，公路桥梁57万座，我国已进入世界桥梁技术强国行列。在大规模的建设中存在桥梁的安全和耐久性隐患，危（病）桥状况不容忽视：大桥及以上的约占7%，中小桥约占93%；东部约占20%,中部约占63%，西部约占18%。部分桥梁因为原设计标准、施工质量、超重车辆以及自然方面等等原因，已经不满足日益增长的交通运输的需求，存在结构承载力达到设计临界力，甚至已经成为严重影响交通安全的危桥。5.12大地震后，地震灾区的桥梁大部分被破坏。旧桥改造、养护维修的任务会越来越重。1．国内外桥梁状况我国桥梁状况：改革开放三十年来，我国公路交通建设取得了举世瞩94我国部分城市的桥梁现状

上表显示：桥梁的平均破损率达到48.7%我国部分城市的桥梁现状

上表显示：桥梁的平均破损率达到48.95在役桥梁结构的总体状况年份（年）永久性桥梁危桥危桥所占比例（%）座数延米座数延米按座数统计按延米统计1999230778800566144511604911.932.002000240630865511251761866322.152.16200128411710649704101313579093.573.36200229939711612187108043910433.613.37200331077312466143104433784393.363.04200432162613376416133034688884.143.51200533451114256678134454998784.023.51200634126615112333138895122664.073.39200735632115996785145535688974.083.56在役桥梁结构的总体状况年份（年）永久性桥梁危桥危桥所占比例（96桥梁加固新技术及独柱墩桥梁隐患和养护课件97桥梁加固新技术及独柱墩桥梁隐患和养护课件98

旧桥加固技术是一门新的课题。目前，我国公路、铁路交通事业蒸蒸日上，不少高速公路已建成投入运营中，还有不少正在建设的高速公路和其它等级的公路也即将建成投入运营。但是，由于施工质量和桥梁设计等方面的原因，使得桥梁的检测和加固成为必要，更因为建国以来所修建的不少旧桥，由于受到当时的设计、材料、施工等方面的影响和局限，先天不足，加上不能适应目前交通量的迅猛增长，使得旧桥的检测和加固技术显得非常迫切。近年来旧桥固工程越来越多。据不完全统计，我国的公路危桥约有4000余座，但至今未看到专门的桥梁加固规范。

旧桥加固技术是一门新的课题。目前，我国公路、铁992、桥梁加固维修现状目前，我国桥梁加固维修技术尚不成熟、不系统，理论分析仍停留在新建桥梁的理论水平上。2004年交通部颁布的《公路桥涵养护规范》JTGH11-2004，2008年8月，交通运输部发布的《公路桥梁加固设计规范》（JTG/TJ22-2008）和《公路桥梁加固施工技术规范》（JTG/TJ23-2008），将我国桥梁的损伤评定分类和桥梁加固维修的设计以及维修加固技术纳入了规范化管理。2、桥梁加固维修现状目前，我国桥梁加固维修技术尚不成熟、不系100

1.

根据不同桥梁的结构和材料特点，在成本可控的前提下，采用不同的加固维修方法，更换或修复损坏的桥梁构件，使桥梁整体恢复到原有的设计承载能力，保证桥梁的设计使用寿命。

2.对一些通过加固维修不能恢复原有设计承载能力但又必须继续使用的的桥梁，要确定好加固后桥梁的实际荷载等级和桥梁的剩余使用寿命。

3.一般情况，不宜通过桥梁加固提高原有桥梁的设计承载能力；也不宜通过桥梁加固改变桥梁的结构受力体系。

4.用于桥梁加固维修的材料必须通过国家权威检测机构检测认证、各项性能指标满足现行规范和设计要求。二桥梁维修加固原则1.根据不同桥梁的结构和材料特点，在成本可控的前提101三、桥梁加固维修的常用技术及应用1、主动加固技术

2、被动加固技术三、桥梁加固维修的常用技术及应用1、主动加固技术1021、主动加固技术方法：施加体外预应力、改变结构体系，改变结构原有的受力行为等。特点：改善桥梁恒载的内力分配，增加全桥刚度，闭合裂缝，并调整变形。涉及因素：结构原有内力的状况、原桥的施工工艺、混凝土的强度、预应力的损失、支座型式、加固的工艺等效果：方法得当可有效的改变结构损伤状况；方法失误可加重损伤，甚至垮塌。1、主动加固技术方法：施加体外预应力、改变结构体系，1031.1施加体外预应力加固基本原理：体外预应力加固方法是通过在梁体外增设预应力（包括钢绞线、高强钢丝束和精轧螺纹钢筋），对原有的结构构件进行主动加固上网方法。其作用原理是通过预应力手段，改变原结构的内力分布，调整原结构的内力分布，调整原结构应力水平，从而达到提高结构承载力、改善结构抗裂和耐久性的目的。适用性：可在不限制通行的条件下进行加固施工，既可作为桥梁通过重车的临时加固手段，也可作为永久提高承载能力的措施。使用注意的问题：新旧混凝土结合问题、预应力索或预应力筋及钢构件的防腐问题。体外预应力加固是目前桥梁加固采用较多的方法之一。特别适用于大跨径预应力混凝土连续箱梁桥和连续T构箱梁桥的加固，其关键技术是体外预应力筋的锚固、转向和防腐保护问题1.1施加体外预应力加固基本原理：体外预应力加固方法是通过104目前体外预应力加固技术已广泛运用于结构加固工程中。实践证明，采用体外预应力加固方法与其它加固方法相比有如下优点：

（1）体外预应力加固属于主动加固范畴，通过对后加补强材料施加预应力，构成预应力加固体系，解决了后加补强材料应变（应力）滞后的问题，提高后加补强材料的利用率。

（2）通过施加预应力可以对结构间接卸载，从而提高结构的承载能力和结构刚度。（3）能够有效控制结构的裂缝和挠度，使裂缝全部或部分闭合，大幅度减小挠度。1.1施加体外预应力加固目前体外预应力加固技术已广泛运用于结构加固工程105

（4）体外预应力加固技术，所需设备简单人力投入少，施工工期短，在加固过程中，可以实现不中断交通或短时限制交通；且加固后自重增加小，对墩台及基础受力影响不大，可节约对墩台及基础的加固费用，经济效益明显。

（5）能够控制和调整核对体外预应力的应力，便于更换体外力筋且体外预应力变化幅度小，无疲劳问题。

（6）可以做到不影响桥下净空，且不增加路面高程。1.1施加体外预应力加固（4）体外预应力加固技术，所需设备简单人力投入少，施106体外预应力加固体系虽然存在以上诸多优点，但同时也存在一定的缺陷。（1）转向块（即齿板或者横隔板）应力集中，受力复杂，很容易出现大量的裂缝，而且结构特别笨重。（2）由于体外束与混凝土仅在锚固区与转向块处相连接，容易发生振动，因此，必须增加定位装置对体外束自由长度加以限制。（3）体外束容易受到环境的侵蚀及火灾的影响。（4）经体外预应力加固后，结构很可能会处于超筋状态，因此，在极限状态下，可能因延迟性不足而没有预警。（5）体外力筋的实际偏心较小，极限状态下的抗弯能力小于体内有黏结力筋。1.1施加体外预应力加固体外预应力加固体系虽然存在以上诸多优点，但同时也107主要加固构造型式连续梁的体外预应力加固简支梁的体外预应力加固1.1施加体外预应力加固主要加固构造型式连续梁的体外预应力加固简支梁的体外预应力加固108体外预应力加固梁的设计计算1.1施加体外预应力加固体外预应力加固梁的设计计算1.1施加体外预应力加固109施工准备放样确定转向块、锚固块的位置钻孔、种植钢筋绑扎钢筋、预应力孔道、立模浇筑混凝土穿索、张拉、锚固清理场地，竣工验收梁体病害修复施工工艺流程：1.1施加体外预应力加固施工准备放样确定转向块、钻孔、种植钢筋绑扎钢筋、预应力孔道、110国外体外预应力桥梁加固实例工程简介：加拿大1979年建成的格朗梅尔桥，共长285m，三跨连续，各跨长度为39.6181.4和39.6m。该桥为现浇节段式箱梁桥，从建成到1986年，跨中平均挠度已达300m，且随季节温度的变化而变化。加固简介：1991年，对该桥实施体外预应力加固，从加固后两年中实测挠度看，挠度随时间变化趋向平稳，挠度得到很好的控制，表明加固效果良好。国外体外预应力桥梁加固实例工程简介：加拿大1979年建成的格111工程简介：瑞典的Massongex高架桥，于1979年建成，桥总长232m，跨度为27m+38m+72m+38m。在该桥建成的8个月后的1980年，在主跨的跨中出现113mm的挠度，且挠度随时间线性增加。加固简介：1990年，采用8束VSL12x0.6的应力索进行加固。该桥在施加体外预应力后，预应力作用在跨中产生大约为原挠度值得18%（20mm）的反拱，使挠度和裂缝得到了有效的控制工程简介：瑞典的Massongex高架桥，于1979年建成，112国内体外预应力桥梁加固实例工程简介：陕西省周至渭河桥为52x20m装配式钢筋混凝土T形组合截面简支梁桥，由于该桥施工质量较差，全桥各孔主梁挠度过大，1982年对该桥进行加固处理。加固简介：首先对梁体施加体外预应力，使桥面板和梁肋有效结合，共同工作。然后在利用体外预应力技术对梁体施加纵向预应力。该桥加固后，下挠明显改善，切承载能力由原汽车—10级提升到汽车—15级和挂车—80级陕西省周至渭河桥国内体外预应力桥梁加固实例工程简介：陕西省周至渭河桥为52x113工程简介：井冈山大桥体外预应力加固，上部结构预应力混凝土带挂梁悬臂T构，跨径组成为48.13m+14x71m+48.13m，T构两端悬臂23.5m，挂梁跨径为21m。加固简介：采用7根15.24钢绞线组成一束的热挤塑成品索，体外索短束采用不需要更换体外索锚具，长束采用可换调式体外束锚具，两者各占一半井冈山大桥国内体外预应力桥梁加固实例工程简介：井冈山大桥体外预应力加固，上部结构预应力混凝土带挂1141、钻孔、种植钢筋1.1施加体外预应力加固1、钻孔、种植钢筋1.1施加体外预应力加固1152、绑扎钢筋、布置预应力孔道1.1施加体外预应力加固2、绑扎钢筋、布置预应力孔道1.1施加体外预应力加固1161.1：施加体外预应力加固3、立模、浇注混凝土1.1：施加体外预应力加固3、立模、浇注混凝土1174、安装索套管、穿索、张拉、锚固4、安装索套管、穿索、张拉、锚固118张拉锚固：对称、均衡张拉至设计吨位，施加张拉力次序可为：0→15%→0→50%→80%→100%。张拉施工方法按现行《公路桥涵施工技术规范》的相关规定执行。1.1施加体外预应力加固张拉锚固：1.1施加体外预应力加固1194、管道压浆、完成体外索施工1.1施加体外预应力加固4、管道压浆、完成体外索施工1.1施加体外预应力加固120采用一定的技术措施改变原结构受力体系，调整结构内力，降低控制截面内力，进而间接提高原结构整体承载力的方法本质上是通过改变原结构受力体系，使控制截面的荷载作用效应减小。力体系，一般是原桥上部结构为静定结构变为超静定结构；超静定次数少变化为超静定次数多的结构桥梁结构体系加固法包括：将多孔简支梁改为连续梁，将单孔简支梁改为支撑梁，将中下承式拱桥改为拱—斜拉组合体系，将连续梁、连续钢构改变为埃塔斜拉桥，将带挂梁T形钢构改变为连续钢构以及其他增设结构（杆件）而使原结构体系发生改变的方法。1.2改变体系加固法（一）加固原理采用一定的技术措施改变原结构受力体系，调整结构内力，降低控制121

改变桥梁原结构受力体系会使某些控制截面内力降下来，但也会使某些截面内力增大，或者支承反力发生变化，因而规范要求：

（1）对需要采用改变体系法加固的桥梁，须进行深入、细致的方案论证；（2）采用改变结构受力体系加固法，应对新、旧整体

结构的各受力阶段进行验算；（3）必要时综合使用其他加固法做为加固补充；（4）施工中应严格执行规定的

施工方法。（一）加固原理1.2改变体系加固法改变桥梁原结构受力体系会使某些控制截面内力降下来122（二）简支梁改变为连续梁1.2改变体系加固法（二）简支梁改变为连续梁1.2改变体系加固法123

（1）降低车辆活载、人群以及二期恒载在原梁跨中截面的弯矩；但在原相邻跨梁端出现负弯矩，同时支座反力发生变化；（2）在墩顶梁段要增设预应力钢筋和普通钢筋以抵抗负弯矩；（3）墩顶梁段设置横隔梁；

（二）简支梁改变为连续梁1.2改变体系加固法（1）降低车辆活载、人群以及二期恒载在原梁跨中截面的弯124（4）关于单支座与双支座。简支梁连续梁标准图式是将原墩顶两排支座更换为单排支座，但是对某些情况下更换支座困难时，可保持原结构支座形成双支座。但因简支梁在墩顶上的两排支座间矩a比较小，故在受力体系由简支梁改为连续梁后，在自重作用可能会出现其中一排支座脱空，故应对桥墩进行验算。（二）简支梁改变为连续梁1.2改变体系加固法改变结构体系的主动加固方法要慎用（4）关于单支座与双支座。（二）简支梁改变为连续梁1.2125

福建永安市大溪大桥为20世纪70年代初修建的9孔双曲拱桥，桥型为22.10m+25.60m+7x22.10m不等跨连续拱桥，设计荷载为汽车-13级，拖车-60，由于交通量的增加，该桥在运营期间产生了较大的病害，荷载等级不能满足现有交通运输的要求，2002年永安市对该桥该桥进行了检测，检测结果表明该桥可以通过采取加固措施，使其达到汽车-20级、挂车-100荷载等级的要求。加固方案采用了把连续拱桥转化为梁拱式拱上建筑体系的方法。加固改造时，首先拆除侧墙、护拱、拱上填料，对主拱圈进行“卸载”,使主拱和腹拱的拱背完全暴露，其次对主拱圈拱背、拱脚进行布筋，现浇混凝土加大其截面，然后接高腹拱墩，按梁板桥施工简支桥面板，这样一来既减轻了主拱圈负重，又增强了主拱圈承载能力。加固改造后，经过几年来的使用证明,效果非常好。类似的例子还有很多，如2003年加固的湖北鄂州涂家咀连续拱桥（L0=70m）、2005年加固的福建蒋乐积善连续拱桥（L0=30m）等等。

1.2改变体系加固法（三）工程加固实例福建永安市大溪大桥为20世纪70年代初修建的9孔126福建永安市大溪大桥湖北鄂州涂家咀连续拱桥加固1.2改变体系加固法（三）工程加固实例福建永安市大溪大桥湖北鄂州涂家咀连续拱桥加固1.2改变127增加横隔板加固可以明显改善T型梁桥铰缝开裂病害，防止病害扩展。优点：不影响桥下净空，对原桥景观基本无改变。适用性：适用于因横向联系较差而降低承载力的桥梁上部结构。增加横隔板加固只是将相对集中的荷载进行了分散，对桥梁整体承载能力并无实质性的提高。加固效果并不明显，需配合其他方法同时进行。对混凝土梁桥，增加混凝土横隔板的效果好于增加钢横隔板。1.3增加隔板加固增加横隔板加固可以明显改善T型梁桥铰缝开裂病害，防止病害扩展128施工工艺流程：搭设支架确定新增横隔板位置砼表面清理、凿毛探测梁体钢筋位置钻孔、植筋连接横隔板主筋、绑扎箍筋吊模灌注砼及养生预应力张拉、锚固1.3增加隔板加固施工工艺流程：搭设支架确定新增横隔板位置砼表面清理、凿毛探测1291、钻孔、植筋、绑扎主筋和箍筋1.2增加隔板加固2、吊模、灌注混凝土及养生1、钻孔、植筋、绑扎主筋和箍筋1.2增加隔板加固2、吊模130采用加大桥面铺装钢筋直径的方法对绞缝开裂病害进行修补，是基于原桥面铺装钢筋网设计直径过小或网格过大，或由于施工质量原因造成的绞缝开裂病害而进行的维修方法。该方法全部在桥面施工，要求中断至少半幅交通。适用性：适用于允许中断交通的小跨径T梁或板梁桥。优缺点：施工时桥上交通受阻,不允许中断交通的桥梁不宜采用;将增加结构自重产生的弯矩,结构的承载力提高不显著。1.4加大桥面铺装钢筋采用加大桥面铺装钢筋直径的方法对绞缝开裂病害进行修补，是基于131施工工艺流程：交通管制破碎拆除原桥面铺装层结合面处理种植钢筋铺设桥面铺装钢筋网浇筑桥面砼浇筑桥面其它铺装层和恢复桥面系其它构造物完成加固施工恢复交通1.4加大桥面铺装钢筋施工工艺流程：交通管制破碎拆除原桥面铺装层结合面处理种植钢筋1323、种植钢筋，绑扎桥面钢筋网4、浇筑桥面砼、桥面铺装1.4加大桥面铺装钢筋3、种植钢筋，绑扎桥面钢筋网4、浇筑桥面砼、桥面铺装1.4133施工工艺框图：施工准备基坑开挖安装钻机或打桩机钻孔、浇筑灌注桩混凝土或打入桩浇筑加固承台上部结构及桥面系恢复，完成加固施工1.5增补基桩加固施工工艺框图：施工准备基坑开挖安装钻机或打桩机钻孔、浇筑灌注1341.6扩大基础加固扩大基础加固的主要内容为增大基础的受力面积来提高桥梁基础的承载力，防止桥梁基础进一步沉降。扩大基础加固对原基础基本不影响，施工安全性较高。施工工艺框图：基础开挖原基础混凝土病害及表面处理钻孔、种植锚筋施工准备绑扎新增基础混凝土钢筋立模浇筑新增基础混凝土基坑回填、完成加固施工1.6扩大基础加固扩大基础加固的主要内容为增大基础的受力1351.7地下连续桩加锚杆加固地下连续桩加锚杆加固是采用在地基中钻孔、植入锚杆、灌注加固水泥浆的一种基础加固工法。1.7地下连续桩加锚杆加固地下连续桩加锚杆加固是采用在地基136加固施工实例：

基础加固1.7地下连续桩加锚杆加固加固施工实例：1.7地下连续桩加锚杆加固1372、被动加固法方法:增大截面与配筋加固、粘贴碳纤维、钢板、修补裂缝等特点:不改变结构的恒载内力状况，方法灵活，可根据裂缝的位置方向随意设置作用:控制裂缝进一步开展，提高桥梁承载能力缺点：对已存在的裂缝需压浆封闭后再进行被动加固适用范围：多适用于在恒载作用下承载力满足要求但活载作用下承载力不满足的情况，在中小桥和大桥进行加固时常采用2、被动加固法方法:增大截面与配筋加固、粘贴碳纤维、138增大截面加固方法其原理是在原有结构截面基础上，通过植筋等方法使新增加的截面和原有的截面形成一体，增大构建面积，从而达到提高原来结构的抗弯和抗剪承载能力的目的。一般适用于钢筋混凝土受弯构件钢筋混凝土受压构件的加固。由于它具有施工简单、受力性能明确、加固费用较低等优点，一直被广泛使用。缺点是：湿作业工作量大、养护期长、占用空间较多等。适用性：适用于桥下净空较高，允许增加主梁高度的情况。优缺点：加固效果比较明显，但施工工艺复杂，技术要求较高。对桥下净空限制的桥梁不适用。问题：新旧混凝土结合问题、新增钢筋与原钢筋的结合问题、混凝土浇筑工艺问题。2.1增大截面与配筋加固增大截面加固方法其原理是在原有结构截面基础上，通过139（1）新浇混凝土要求

强度:宜比原结构提高一级且不低于C25；厚度:板不小于100mm;梁和受压构件不小于150mm。（2）新增钢筋及布置

受力钢筋不小于12mm，不宜大于25mm;

构造筋不小于10mm。（3）界面处理及植筋

原构件表面应凿成凹凸差不小于6mm的粗糙面；种植相应的钢筋。构造要求2.1增大截面与配筋加固（1）新浇混凝土要求构造要求2.1增大截面与配筋加固1401）受弯构件2）受压构件（轴压、偏心受压）在桥梁构件采用增大截面法加固工程上，主要的结构型式有：2.1增大截面与配筋加固1）受弯构件2）受压构件（轴压、偏心受压）在桥梁构件采用增大141施工工艺流程：混凝土表面清理钻孔种植锚筋绑扎补强层钢筋网浇筑（喷射）补强层混凝土施工准备竣工验收2.1增大截面与配筋加固施工工艺流程：混凝土表面清理钻孔种植锚筋绑扎补强层钢筋网浇筑142

喷射砼加厚后拱圈2.1增大截面与配筋加固

异形预应力筋上喷干砂浆加厚空心板喷射砼加厚后拱圈2.1增大截面与配筋加固异形1432.2粘帖纤维复合材料基本原理：复合纤维片材具有轻质高强、操作简单、易于粘贴、不易锈蚀的优点，可用于抗弯、抗剪、受压（大偏心受压，对于小偏心受压构件，由于纵向受拉钢筋达不到屈服强度，采用粘贴纤维复合材料造成材料的浪费）及抗振等多种加固形式的加固。该方法属于被动加固方法，适用于混凝土梁、板桥的抗弯加固，提高抗弯承载力；特别适合混凝土受压墩柱补强，提高延性和耐久性。对于配筋率较低或钢筋锈蚀严重的旧桥，加固效果尤为显著2.2粘帖纤维复合材料基本原理：复合纤维片材具有轻质高强144构造技术要求1）一般规定

（1）纤维复合材料宜粘贴成条带状，非围束时板材不宜超过2层，布材不宜超过3层。（2）对钢筋混凝土柱进行粘贴纤维复合材料加固时，条带应粘贴成环形箍，且纤维方向应与柱的纵轴线垂直。加固大偏心受压构件，可将纤维复合材料粘贴于构件受拉区边缘混凝土表面,纤维方向应与柱的纵轴线方向一致。加固受拉构件，纤维方向应与构件受拉方向一致。2.2粘帖纤维复合材料构造技术要求1）一般规定2.2粘帖纤维复合材料1452）梁、和板加固

对梁、板进行抗弯加固时，可在纤维复合材料两端设置U型箍或横向压条。其切断位置距其充分利用截面的距离不应小于按下式计算得出的粘结长度纤维复合材料的粘贴延伸长度：2.2粘帖纤维复合材料2）梁、和板加固纤维复合材料的粘贴延伸长度：2.2粘帖纤146施工工艺框图：搭设支架砼基底处理涂底胶涂找平胶找平粘贴面粘贴纤维复合材料自检粘贴质量自然养护、表面涂装检查验收2.2粘帖纤维复合材料施工工艺框图：搭设支架砼基底处理涂底胶涂找平胶找平粘贴面粘贴1471、裂缝封闭、基底处理砼表面打磨2.2粘帖纤维复合材料1、裂缝封闭、基底处理砼表面打磨2.2粘帖纤维复合材料1482、涂底胶：2.2粘帖纤维复合材料2、涂底胶：2.2粘帖纤维复合材料1493、修整找平层4、粘贴纤维材料2.2粘帖纤维复合材料3、修整找平层4、粘贴纤维材料2.2粘帖纤维复合材料1502.3粘贴钢板加固基本原理：粘贴钢板加固法是采用环氧树脂或建筑结构胶将强度高的钢板粘贴到被加固的钢筋混凝土梁受力部位，不仅能保证混凝土和钢板作为一个新的整体共同受力，而且能充分地发挥钢板的强度，封闭粘贴部位加固构建的裂缝，约束混凝土变形，从而有效地提高加固构件的承载力、刚度与抗裂性；同时可以任意地依设计需要而粘贴，有效地发挥粘贴刚构件抗弯、抗剪、抗压性能，其受力均匀，不会在混凝土中产生应力集中现象。粘贴钢板法属于被动加固法，特点是所占空间小，一般不影响被加固构件外观和使用的空间，加固周期短。适用于对钢筋混凝土受弯、大偏心受压和受拉构件的加固。2.3粘贴钢板加固基本原理：粘贴钢板加固法是采用151

（1）钢板和待加固混凝土表面的清洗处理是保证黏结质量的前提。工程实践表明，钢板表面存在铁锈、油污，混凝土表面存在浮尘和松散层等都会严重影响黏结质量。为了确保黏结质量必须对钢板和混凝土黏结面