加固设计之桥梁结构病害与改造加固设计

桥梁结构病害分析与改造加固设计2005年1月0

我国桥梁改造加固任务繁重，据交通部统计至2003年底，全国公路网中尚有危桥10443座，378439延米。要实现交通部规划的2005年底基本消灭国、省干线公路危桥的目标，所需资金约为90亿元。中国桥梁改造加固市场的巨大潜力，吸引了国内外众多有远见卓识的工程技术人员和企业家把注意力转移到这方面来，国外的先进加固技术大量涌进中国加固市场，各种加固公司像雨后春笋相应而生，成功地创建了一批桥梁改造加固的优秀范例，推进了我国桥梁改造工作的发展。提高桥梁改造加固设计质量，是确保加固工程质量的前提和基础。桥梁改造加固设计是比新建桥梁设计复杂得多的系统工程。我国目前的状况是“有实力的大设计院无暇顾及，不愿意干，技术力量较差的小型设计单位又干不了”，桥梁改造加固设计基本上由科研单位、高等院校和。2005年1月1各类专业公司来承担。各类专业公司的技术水平差异较大，值得庆幸的是，近几年来我国确已出现一批技术能力较高的专业化加固公司，完成一批桥梁加固工程的优秀范例，他们代表了中国桥梁改造加固的主导方向。但是，有些专业公司以销售加固材料为主，业务单一，对桥梁加固设计不熟悉。桥梁改造加固设计审核制度不规范，没有明确的加固设计资质要求，桥梁加固设计市场管理混乱。整顿和规范桥梁加固市场，提高桥梁改造加固设计质量是提高桥梁改造加固工程质量的重要措施之一。从技术角度分析，目前我国桥梁改造加固设计存在的主要问题是：（1）基层养护管理和设计部门，桥梁病害诊断技术力量薄弱，桥梁检测手段落后。桥梁病害诊断是进行桥梁加固设计的前提和基础，只有诊断清楚，才能对症下药。桥梁检测是桥梁病害诊断与分析的重要手段，检测应重在2005年1月2分析，并应与桥梁加固设计相结合。（2）考虑结构损伤影响的承载力评估方法还不够完善。（3）桥梁改造加固总体设计方案的设计思路不够开阔，应用技术单一，设计深度不够。（4）个别桥梁加固设计生搬硬套国外或国内其他行业的设计方法，忽略了桥梁带载加固分阶段受力的特点。有些加固设计只做宏观的定性分析，缺少科学地定量分析计算，设计带有很大的随意性。针对我国目前桥梁改造加固加固市场的混乱局面，加强桥梁养护、管理及设计与施工技术队伍建设是整顿桥梁加固市场的重要内容之一。特别是在全国基层的桥梁养护、管理及设计与施工人员中，普及桥梁病害诊断与加固设计知识是十分必要的。2005年1月3第一章桥梁病害诊断第二章混凝土结构承载能力及耐久性评估第三章桥梁改造加固方案设计第四章桥梁加固薄弱受弯构件设计计算讲授提纲2005年1月4第一章桥梁病害诊断§1-1环境因素引起的混凝土结构损伤或破坏§1-2混凝土结构的裂缝分析基本内容2005年1月5混凝土结构的病害表现形式多种多样，引起病害的原因错综复杂，从引起病害的原因来分析，可以将其划分为两大类：第一类为由环境作用引起的混凝土结构损伤与破坏。由于混凝土的缺陷（例如裂隙、孔道、汽泡、孔穴等），环境中的水及侵蚀性介质就可能渗入混凝土内部，与混凝土中某些成份发生化学、物理反应，引起混凝土损伤，影响结构的受力性能和耐久性。第二类为由荷载作用或设计、施工不当造成的混凝土结构损伤。例如，由于超载作用引起的裂缝，动力冲击作用引起疲劳破坏。构造措施和施工方法不当引起结构裂缝等。第一章桥梁病害诊断2005年1月6§1-1环境因素引起的混凝土结构损伤或破坏1混凝土的碳化混凝土的碳化是指混凝土中氢氧化钙与渗透进混凝土中的二氧化碳或其它酸性气体发生化学反应的过程。一般情况下混凝土呈碱性，在钢筋表面形成碱性薄膜，保护钢筋免遭酸性介质的侵蚀，起到了“钝化”保护作用。碳化的实质是混凝土的中性化，使混凝土的碱性降低，钝化膜破坏，在水分和其它有害介质侵入的情况下，钢筋就会发生锈蚀。2氯离子的侵蚀氯离子对混凝土的侵蚀是氯离子从外界环境侵入已硬化的混凝土造成的。海水是氯离子的主要来源，北方寒冷地区冬季道路

、桥面撒盐化雪除冰都有可能使氯离子渗入混凝土中。氯离子对混凝土的侵蚀属于化学侵蚀，对结构的危害是多方面的，但最终表现为钢筋的锈蚀。第一章桥梁病害诊断2005年1月7§1-1环境因素引起的混凝土结构损伤或破坏3碱—骨料反应碱—骨料反应一般指水泥中的碱和骨料中的活性硅发生反应，生成碱—硅酸盐凝胶，并吸水产生膨胀压力，造成混凝土开裂。碱—骨料反应引起的混凝土结构破坏程度，比其他耐久性破坏发展更快，后果更为严重。碱—骨料反应一旦发生，很难加以控制，一般不到两年就会使结构出现明显开裂，所以有时也称碱骨料反应是混凝土结构的“癌症”。碱—骨料反应破坏的最重要特征之一是混凝土表面开裂，裂缝的形态与结构中钢筋形成的限制和约束状态有关：钢筋限制、约束力强的混凝土形成顺筋裂缝；钢筋限制约束作用弱的混凝土形成网状或地图状裂缝，在裂缝处有白色凝胶物渗出。碱—骨料反应裂缝与其他原因裂缝的主要区别是：第一章桥梁病害诊断2005年1月8§1-1环境因素引起的混凝土结构损伤或破坏①碱—骨料反应引起混凝土局部膨胀，裂缝的两个边缘出现不平状态（错台）；是碱骨料反应裂缝的特有现象；②碱—骨料反应与环境湿度有关，在同一工程中潮湿部位出现裂缝，而干燥部位却安然无恙，是碱—骨料反应裂缝区别与其他原因裂缝的外观特征差别之一。③从裂缝出现的时间来判断，碱—骨料反应裂缝出现的时间较晚，多在施工后5~10年内出现，而混凝土收缩裂缝出现的时间较早，一般在施工后若干天内出现。4冻融循环破坏渗入混凝土中的水在低温下结冰膨胀，从内部破坏混凝土的微观结构。经多次冻融循环后，损伤积累将使混凝土剥落酥裂，强度降低。冻融循环破坏的混凝土第一章桥梁病害诊断2005年1月9§1-1环境因素引引起的混凝凝土结构损损伤或破坏坏剥落，开始始时在混凝凝土表面出出现粒径为为2-3mm的小片剥落落，随着使使用年限的的增加，剥剥落量及剥剥落块直径径增大，剥剥落由表及及里，发展展速度很快快。一经发发现冻融引引起的混凝凝土剥落，，必需密切切注意剥落落的发展情情况，及时时采取修补补措施。北方地区采采用撒盐除除冰，由于于盐类与冻冻融循环的的共同作用用引起的盐盐冻破坏是是冻融循环环破坏的一一种特殊形形式。盐冻冻破坏是静静水压及盐盐溶液的渗渗透压和结结晶压共同同作用的结结果，因此此，盐冻破破坏要比单单纯的冻融融破坏严酷酷得多。盐冻破坏区区别于其他他破坏形式式的主要特特征是：①表面分层层剥落，骨骨料暴露，，但剥落层层下面的混混凝土完好好；②破坏速度度快，对未未采用防盐盐冻措施而而使除冰盐盐者，第一章桥桥梁病害害诊断2005年1月10§1-1环境因素引引起的混凝凝土结构损损伤或破坏坏少则一冬，，多则几冬冬，即可产产生严重盐盐冻破坏；；③在没有干干扰的剥蚀蚀表面或裂裂缝中可见见到白色盐盐结晶体；；5钢筋锈蚀混凝土中钢钢筋腐蚀的的首要条件件是钝化膜膜坏，混凝凝土的碳化化及氯离子子侵蚀都会会造成覆盖盖钢筋表面面的碱性钝钝化膜的破破坏，加之之有水分和和氧的侵入入，就可能能引起钢筋筋的腐蚀。。钢筋腐蚀蚀伴有体积积膨胀，使使混凝土出出现沿钢筋筋的纵向裂裂缝，造成成钢筋与混混凝土之间间的粘结力力破坏，钢钢筋截面面面积减少，，使结构构构件的承载载力降低，，变形和裂裂缝增大等等一系列不不良后果，，并随着时时间的推移移，腐蚀会会逐渐恶化化，最终可可能导致结结构的完全全破坏。第一章桥桥梁病害害诊断2005年1月11§1-1环境因素引引起的混凝凝土结构损损伤或破坏坏值得注意的的是，上述述所有侵蚀蚀混凝土和和钢筋的作作用都需要要有水作介介质。另一一方面，几几乎所有的的侵蚀作用用对混凝土土结构的破破坏都与侵侵蚀作用引引起的混凝凝土膨胀，，最终导致致混凝土的的开裂有关关。而且当当混凝土结结构开裂后后，腐蚀速速度将大大大加快。形形成导致混混凝土结构构的耐久性性进一步退退化的恶化化循环。因因此，对新新建结构而而言，提高高混凝土结结构耐久性性的基本途途径是增强强混凝土的的密实度，，防止和控控制混凝土土开裂，阻阻止水分的的侵入；加加大混凝土土保护层的的厚度，防防止由于混混凝土保护护层碳化引引起钢筋钝钝化膜的破破坏。对于于在役结构构而言，提提高混凝土土结构耐久久性的基本本思路是在在清除病害害根源的基基础上，封封堵裂缝，，修补破损损混凝土；；增设防水水层，防止止水分的侵侵入。第一章桥桥梁病害害诊断2005年1月12§1-2混混凝土结构构的裂缝分分析实践表明，，混凝土结结构的任何何损伤与破破坏，一般般都是首先先在混凝土土中出现裂裂缝，裂缝缝是反映混混凝土结构构病害的晴晴雨表。所所以，对混混凝土结构构的损伤检检测，首先先应从对结结构的裂缝缝调查、检检测与分析析入手。混凝土结构构的裂缝是是由材料内内部的初始始缺陷、微微裂缝的扩扩展而引起起的。引起起裂缝的原原因很多，，但可归纳纳为两大类类：第一类：由由外荷载引引起的裂缝缝，称为结结构性裂缝缝（又称为为受力裂缝缝），其裂裂缝的分布布及宽度与与外荷载有有关。这种种裂缝的出出现，预示示结构承载载力可能不不足或存在在其他严重重问题。第一章桥桥梁病害害诊断2005年1月13§1-2混混凝土结构构的裂缝分分析第二类：由由变形引起起的裂缝，，称为非结结构性裂缝缝，如温度度变化、混混凝土收缩缩等因素引引起的结构构变形受到到限制时，，在结构内内部就会产产生拉应力力，当此应应力达到混混凝土抗拉拉强度极限限值时，即即会引起混混凝土裂缝缝，裂缝一一旦出现，，变形得到到释放，拉拉应力也就就消失了。。两类裂缝有有明显的区区别，危害害效果也不不相同，有有时两类裂裂缝融在一一起。调查查资料表明明，在两类类裂缝中以以变形引起起的裂缝占占主导的约约占80%；以荷载引引起的裂缝缝占主导的的约占20%。对裂缝原原因的分析析是裂缝危危害性评定定，裂缝修第一章桥桥梁病害害诊断2005年1月14§1-2混混凝土结构构的裂缝分分析1．结构性裂裂缝（受力力裂缝）众所周知，，混凝土的的抗拉强度度很低，抗抗拉极限应应变大约为为第一章桥桥梁病害害诊断换句话说，，混凝土即即将开裂的的瞬间，钢钢筋的应力力只有事实上，在在正常使用用阶段钢筋筋的应力远远大于此值值，所以说说在正常使使用阶段钢钢筋混凝土土结构出现现裂缝是避避不可免的的。因而，，习惯上又又将这种裂裂缝称为正正常裂缝。。实践证明明，在正常常条件下，，裂缝宽度度小于0.3mm时，钢筋筋不致生生锈。为为确保安安全，允允许裂缝缝宽度还还应2005年1月15小一些。。新颁布布的<公路钢筋筋混凝土土及预应应力混凝凝土桥涵涵设计规规范>JTGD62-2004（以下简简称<桥规JTGD62>）规定：：钢筋混混凝土构构件计算算的特征征裂缝宽宽度不应应超过下下列规定定的限值值：Ⅰ类及Ⅱ类环境0.2mmⅢ类及Ⅳ类环境0.15mm图1-1所示为钢钢筋混凝凝土简支支梁的典典型结构构性裂缝缝分布示示意图。。第一章桥桥梁梁病害诊诊断§1-2混凝土土结构的的裂缝分分析图1-1钢筋混凝凝土梁结结构裂缝缝2005年1月16图1-1中①所示示的跨中中截面附附近下缘缘受拉区区的竖向向裂缝，，是最常常见的结结构性裂裂缝。在在正常设设计和使使用情况况下，裂裂缝宽度度不大，，间距较较密，分分布均匀匀。若竖竖直裂缝缝宽度过过大，预预示结构构正截面面承载力力不足；；图1-1中②所示示为支点点（或腹腹板宽度度变化处处）附近近截面由由主拉应应力引起起的斜裂裂缝。在在正常设设计和使使用情况况下很少少出现斜斜裂缝，，即使出出现裂缝缝宽度也也很小。。若斜裂裂缝宽度度过大，，预示结结构的斜斜截面承承载力不不足，存存在发生生斜截面面脆性破破坏的潜潜在危险险，应引引起足够够的重视视。另外，钢钢筋混凝凝土墩柱柱受压构构件由于于纵向压压力过大大引起的的纵向裂裂缝、预预应力筋筋锚固区区由于局局部应力力过大引引起的劈劈裂裂缝缝等都属属于结构构性裂缝缝。第一章桥桥梁梁病害诊诊断§1-2混凝土土结构的的裂缝分分析2005年1月17有些结构构性裂缝缝（受力力裂缝））是由设设计错误误和施工工方法不不当所造造成的。。例如：：钢筋锚锚固长度度不足、、计算图图式与实实际受力力不符、、次内力力考虑不不全面和和施工安安装构件件支承吊吊点错误误等都可可以使构构件产生生裂缝。。在超静结结构中基基础不均均匀沉降降，将引引起结构构的内力力变化，，可能导导致结构构出现裂裂缝。基基础不均均沉降引引起的上上部结构构的裂缝缝，实质质上是属属于结构构性裂缝缝（受力力裂缝））范畴，，裂缝的的分布和和宽度与与结构形形式、基基础不均均沉降情情况及大大小等多多种因素素有关。。这种裂裂缝对结结构安全全性影响响很大，，应在基基础不均均匀沉降降停止或或采用加加固地基基方法消消除后，，才能进进行上部部结构的的裂缝处处理。第一章桥桥梁梁病害诊诊断§1-2混凝土土结构的的裂缝分分析2005年1月182．非结构构性裂缝缝混凝土的的非结构构性裂缝缝根据其其形成的的时间可可分为：：混凝土土硬化前前裂缝、、硬化过过程裂缝缝和完全全硬化后后裂缝。。非结构构性裂缝缝的产生生受混凝凝土材料料组成、、浇筑方方法，养养护条件件和使用用环境等等等多种种因素影影响。（1）收缩裂裂缝在混凝土土凝固过过程中，，由于多多余水分分蒸发，，引起的的混凝土土体积缩缩小称为为干缩。。同时，，水泥与与水起水水化作用用逐渐硬硬化而形形成的水水泥骨架架不断紧紧密，引引起的混混凝土体体积缩小小称为凝凝缩。收收缩中以以干缩为为主，占占总收缩缩量的8/10~9/10。收缩量量随时间间增长而而不断加加大，初初期收缩缩较快，，尔后日日趋缓慢慢。普通通混凝土土在标准准状态下下的极限限收缩变变形约为为(3~4)×10－4。第一章桥桥梁梁病害诊诊断§1-2混凝土土结构的的裂缝分分析2005年1月19当混凝土土成形后后，表面面水份蒸蒸发，这这种水份份蒸发总总是由表表及里逐逐步发展展，截面面内外温温度不等等，内外外收缩量量不一样样。混凝凝土表面面收缩变变形受到到混凝土土内部约约束或其其他约束束限制时时，即在在混凝土土中产生生拉应力力，引起起混凝土土开裂。。尤其是是混凝土土早期养养护不当当，混凝凝土表面面直接受受到风吹吹日晒的的影响，，表面水水份蒸发发过快，，产生较较大的拉拉应力，，混凝土土早期强强底低，，很容易易出现收收缩裂缝缝。收缩裂缝缝发生在在混凝土土面层，，裂缝浅浅而细，，宽度多多在0.05~0.2mm之间。对对板类构构件多沿沿短边方方向，均均匀分布布于相邻邻两根钢钢筋之间间，方向向与钢筋筋平行。。对高度度较大的的钢筋混混凝土梁梁，由于于腰部水水平钢筋筋间距过过大，在在腰部（（或腹板板）产生生竖向收收缩裂缝缝，但多多集中在在构件中中部，第一章桥桥梁梁病害诊诊断§1-2混凝土土结构的的裂缝分分析2005年1月20中间宽两两头细，，至梁的的上、下下缘附近近逐渐消消失，梁梁底一般般没有裂裂缝。大大体积混混凝土在在平面部部位收缩缩裂缝较较多，侧侧面也有有所见。。收缩裂裂缝对构构件承载载力影响响不大，，主要影影响影响响结构外外观和耐耐久性。。（2）温度裂裂缝钢筋混凝凝土结构构随着温温度变化化将产生生热胀冷冷缩变形形，这种种温度变变形受到到约束时时，在混混凝土内内部就会会产生拉拉应力，，当此应应力达到到混凝土土的抗拉拉强度极极限值时时，即会会引起混混凝土裂裂缝，这这种裂缝缝称为温温度裂缝缝。按结结构的温温度场不不同、温温度变形形、温度度应力不不同，温温度裂缝缝可分为为三种类类型：①截面均均匀温差差裂缝第一章桥桥梁梁病害诊诊断§1-2混凝土土结构的的裂缝分分析2005年1月21一般桥梁梁结构为为杆件体体系长细细结构，，当温度度变化时时，构件件截面受受到均匀匀温差的的作用，，可忽略略横截面面两个方方向的变变形，只只考虑沿沿梁长度度方向的的温度变变形，当当这种变变形受到到约束时时，在混混凝土内内部就会会产生拉拉应力，，出现裂裂缝。例例如：连连续梁预预留伸缩缩缝的伸伸缩量过过小，或或有施工工时散落落的混凝凝土碎块块等杂物物嵌入伸伸缩缝，，或堆集集于支座座处没有有及时清清理，使使伸缩缝缝和支座座失灵等等，当温温度急剧剧变化时时，结构构伸长受受到约束束，上部部桥跨结结构就会会出现这这种截面面均匀温温差裂缝缝，严重重者还可可能造成成墩台的的破坏。。②截面上上、下温温差裂缝缝以桥梁结结构中大大量采用用的箱形形梁为例例，当外外界温度度骤然第一章桥桥梁梁病害诊诊断§1-2混凝土土结构的的裂缝分分析2005年1月22变化时，，会造成成箱内外外的温度度差，考考虑到桥桥梁为长长细结构构，可以以认为在在沿梁长长方向箱箱内外的的温差是是一致的的，沿水水平横向向没有温温差。将将三维热热传导问问题简化化为沿梁梁的竖向向温度梯梯度来确确定，一一般假设设梁的截截面高度度方向、、温差呈呈线性变变化。在这种温温差作用用下，梁梁不但有有轴向变变形，还还伴随产产生弯曲曲变形。。梁的弯弯曲变形形在超静静定结构构中不但但引起结结构的位位移，而而且因多多余约束束存在，，还要产产生结构构内部温温度应力力。当上上、下温温差变形形产生的的应力达达到混凝凝土抗拉拉强度极极限值时时，混凝凝土就要要出现裂裂缝，这这种裂缝缝称为截截面上、、下温差差裂缝。。第一章桥桥梁病害诊断断§1-2混凝凝土结构的裂裂缝分析2005年1月23③截面内外温温差裂缝水泥在水化过过程产生一定定的水化热，，其大部分热热量是在混凝凝土浇筑后3天以内放出的的。大体积混混凝土产生的的大量水化热热不容易散发发，内部温度度不断上升，，而混凝土表表层散热较快快，使截面内内部产生非线线性温度差。。另外，预制制构件采用蒸蒸气养护时，，由于混凝土土升温或降温温过快，致第一章桥桥梁病害诊断断§1-2混凝凝土结构的裂裂缝分析2005年1月24混凝土温度裂裂缝有以下特特点：①裂缝发生在在板上时，多多为贯穿裂缝缝；发生在梁梁上多为表面面裂缝。②梁板式结构构或长度较大大的结构，裂裂缝多是平行行于短边。③大面积结构构（例如桥面面铺装）裂缝缝多是纵横交交错。④裂缝宽度大大小不一，且且沿结构全长长没有多大变变化。预防温度裂缝缝的主要措施施是合理设置置温度伸缩缝缝，在混凝土土组成材料中中掺入适量的的磨细粉煤灰灰，减少水化化热，加强混混凝土养护，，严格控制升升温和降温速速度。第一章桥桥梁病害诊断断§1-2混凝凝土结构的裂裂缝分析2005年1月25第二章混混凝土结构承承载能力及耐耐久性评估§2-1在役混凝土结结构的承载能能力与耐久性评估的的基本概念§2-2考虑钢筋腐蚀蚀影响的承载载能力评估方法基本内容2005年1月26§2-1在役混凝土结结构的承载能能力与耐久性性评估的基本本概念混凝土结构受受到损伤后，，需要对结构构损伤的原因因和程度进行行分析，对损损伤对结构承承载能力及耐耐久性的影响响进行评估，，其主要内容容是：①考虑结构损损伤影响的承承载能力评估估②在役结构剩剩余使用寿命命评估在评估分析的的基础上，根根据经济技术术条件，制定定科学的维修修加固方案，，提出结构处处理措施。评估现有结构构的安全可靠靠性的核心问问题是确定考考虑结构病害害损伤后的结结构承载能力力。桥梁结构构的承载能力力评定通常采采用以下三个个途径：①根据相关规规范要求对照照桥梁的存在在的缺陷及病病害进行综合合评定例如我我国<公路养护技术术规范>中对桥梁技术术状态标准和和裂缝宽度，，都做了规定定。依此标准准将桥梁技术术状况划分为为四类。公路路养护第二章混混凝土结构承承载能力及耐耐久性评估2005年1月27§2-1在役混凝土结结构的承载能能力与耐久性性评估的基本本概念管理部门推广广使用的<桥梁技术状况况评估专家系系统>也属于综合评评估方法，这这种评估方法法只能给出宏宏观的分析结结果。②现场荷载试试验评估方法法通过现场荷载载试验（静载载试验和动载载试验）可直直接检测结构构的实际承载载力。荷载试试验与理论计计算分析相结结合是比较符符合实际的承承载力评定方方法，但试验验设备复杂，，技术难度高高，经费支出出大，目前尚尚难以大规模模推广应用。。③理论计算分分析评估方法法在现场调查和和病害检测分分析的基础上上，考虑结构构病害、损伤伤的影响，按按现行规范计计算结构承载载力是国内采采用的承载力力评估的主要要方法。第二章混混凝土结构承承载能力及耐耐久性评估2005年1月28§2-1在役混凝土结结构的承载能能力与耐久性性评估的基本本概念结构的剩余使使用寿命预测测是耐久性评评估的核心内内容。结构的的剩余寿命系系指在不加维维修或正常维维修及正常使使用条件下，，结构可能继继续使用的年年限。钢筋锈锈蚀是影响混混凝土结构耐耐久性和使用用寿命的重要要因素，因此此，一般将将钢筋锈蚀作作为判断混凝凝土结构使用用寿命终结的的标准。混凝凝土结构剩余余寿命评估是是个目前尚未未很好解决的的科研课题，，它涉及到钢钢筋锈蚀破坏坏机理和钢筋筋锈蚀胀力模模型的研究和和耐久性终结结标准的确定定。目前，对对在役结构的的耐久性评估估和剩余寿命命预测，大多多还是依赖有有经验的工程程技术人员作作出经验性评评价和处理意意见。第二章混混凝土结构承承载能力及耐耐久性评估2005年1月29§2-2考虑虑钢筋腐蚀影影响的承载能能力评估方法法1、钢筋锈蚀对对结构承载力力的影响混凝土中的钢钢筋腐蚀是造造成混凝土结结构损伤，影影响结构承载载能力的最主主要因素，其其主要表现是是：①钢筋腐蚀后后，使钢筋的的有效截面面面积减少；②钢筋腐蚀后后，力学性能能劣化，强度度降低；③钢筋腐蚀后后，混凝土保保护层开裂甚甚至脱落，使使混凝土的有有效断面面减少；④钢筋腐蚀后后，钢筋与混混凝土之间的的粘结性能退退化，影响钢钢筋与混凝土土的共同工作作。（1）腐蚀钢筋的的屈服强度和和极限强度钢筋腐蚀对其其力学性能的的影响取决于于腐蚀程度。。试验研究表表明，腐蚀钢钢筋的屈服强强度与相应的的截面损失率率之间的关系系，基本上服服从线性关系系。第二章混混凝土结构承承载能力及耐耐久性评估2005年1月30§2-2考虑虑钢筋腐蚀影影响的承载能能力评估方法法牛荻涛[]在综合分析试试验资料的基基础上，给出出了腐蚀钢筋筋实际屈服强强度和极限强强度计算表达达式为第二章混混凝土结构承承载能力及耐耐久性评估（2-1）（2-2）2005年1月31§2-2考虑钢筋筋腐蚀影响的承载载能力评估方法（2）腐蚀钢筋与混凝凝土之间的粘结性性能退化对承载力力的影响。混凝土中的钢筋腐腐蚀后，在钢筋与与混凝土接口上生生成疏松的锈层，，破坏钢筋表面与与混凝土之间的化化学胶结力，并降降低了钢筋与混凝凝土之间的摩擦力力；对变形钢筋横横肋的锈蚀将降低低钢筋和混凝土之之间的机械咬合力力，保护层混凝土土锈胀开裂甚至脱脱落，则降低外围围混凝土对钢筋的的约束，所有这些些因素都将导致钢钢筋与混凝土之间间的粘结性能退化化。钢筋腐蚀引起的钢钢筋与混凝土之间间粘结性能退化，，将导致钢筋与混混凝土不能很好的第二章混凝土土结构承载能力及及耐久性评估2005年1月32§2-2考虑钢筋筋腐蚀影响的承载载能力评估方法特征接近于无粘结结预应力拉杆或配配有普通钢筋的无无粘结预应力梁。。由于目前人们对对钢筋腐蚀引起的的粘结力退化规律律及其对受拉钢筋筋强度发挥的影响响程度还不十分清清楚，因此，现今今只能用一个协同同工作降低系数来来考虑粘结退化的的影响。协同工作作降低系数与钢筋筋锈蚀量或锈胀裂裂缝宽度有关。冶冶金建筑科学研究究院的试验研究表表明，钢筋的截面面损失率大于10%时，钢筋与混凝土土之间的粘着力显显著降低，应考虑虑钢筋与混凝土协协同工作降低系数数的影响，建议将将其承载力乘以0.8~0.9的系数。2、考虑钢筋腐蚀影影响的承载能力计计算（1）正截面抗弯承载力按<桥规JTGD62>规定，构件承载能力极限状态的基本方程式为：第二章混凝土土结构承载能力及及耐久性评估2005年1月33§2-2考虑钢筋筋腐蚀影响的承载载能力评估方法第二章混凝土土结构承载能力及及耐久性评估（2-3）2005年1月34§2-2考虑钢筋筋腐蚀影响的承载载能力评估方法对使用多年的在役役结构进行承载能能力评估时，应考考虑钢筋腐蚀的影影响。其承载力计计算基本方程与一一般钢筋混凝土构构件基本相同，只只是在计算钢筋应应力项时，应采用用腐蚀钢筋的实际际屈服强度和腐蚀蚀后的有效截的面面积，并计入协同同工作降低系数，，考虑钢筋与混凝凝土之间粘结性能能退化的影响。考虑钢筋锈蚀影响响的受弯构件正截截面承载力计算的的基本方程可由内内力平衡条件求得得第二章混凝土土结构承载能力及及耐久性评估2005年1月35§2-2考虑钢筋筋腐蚀影响的承载载能力评估方法第二章混凝土土结构承载能力及及耐久性评估图2-1考虑钢筋腐蚀影响响的受弯构件正截面承载力计算算简图2005年1月36§2-2考虑钢筋筋腐蚀影响的承载载能力评估方法第二章混凝土土结构承载能力及及耐久性评估（2-4）（2-5）公式的适用条件是是（2-6）2005年1月37§2-2考虑钢筋筋腐蚀影响的承载载能力评估方法第二章混凝土土结构承载能力及及耐久性评估（2-7）2005年1月38§2-2考虑钢筋筋腐蚀影响的承载载能力评估方法应该指出，公式（（2-4）和（2-5）是针对受拉钢筋筋腐蚀的单筋T形截面导出的，由由于计算中不考虑虑受拉区混凝土的的抗拉作用，因此此，在公式中未计计入钢筋腐蚀引起起的混凝土截面损损伤。如果受压区区混凝土截面损失失较大时，则应考考虑其对承载力的的影响。2、斜截面抗剪承载载力对在役结构的斜截截面抗剪承载力计计算，应考虑斜裂裂缝对混凝土抗剪剪承载力的影响，，及钢筋锈蚀对箍箍筋和弯起钢筋抗抗剪承载力的影响响。斜截面抗剪承承载力计算表达式式可改写为下列形形式。第二章混凝土土结构承载能力及及耐久性评估2005年1月39§2-2考虑钢筋筋腐蚀影响的承载载能力评估方法第二章混凝土土结构承载能力及及耐久性评估（2-10）（2-9）（2-8）2005年1月40§2-2考虑钢筋筋腐蚀影响的承载载能力评估方法第二章混凝土土结构承载能力及及耐久性评估2005年1月41第三章桥桥梁改造加固方案案设计§3-1桥梁改造加固方案案设计的原则§3-2型桥梁加固方案评评述基本内容2005年1月42基本内容在对桥梁结构病害害检测分析和鉴定定评估的基础上，，根据技术经济条条件和使用要求，，有针对性地制定定加固方案。2005年1月43§3-1桥梁改造造加固方案设计的的原则1．分清加固的性质质根据桥梁病害检测测分析和鉴定评估估结果，桥梁结构构加固设计应分为为：承载力加固（（强度加固）、使使用功能加固（刚刚度加固）和耐久久性加固等三种情情况。承载力加固是确保保结构安全工作的的基础，是桥梁改改造加固设计的核核心内容，其内容容包括正截面抗弯弯承载力加固和斜斜截面抗剪承载力力两部分。承载力力加固应考虑分阶阶段受力的特点，，注意新加补强材材料与原结构的整整体工作。使用功能加固是确确保桥梁正常工作作的需要，主要是是对活载变形或振振动过大的构件，，加大截面尺寸，，增加截面刚度，，以满足结构使用用功能要求。第三章桥梁改改造加固方案设计计2005年1月44§3-1桥梁改造造加固方案设计的的原则耐久性加固是指对对结构损伤部位进进行修复和补强，，以阻止结构损伤伤部分的性能继续续恶化，消除损伤伤隐患，提高结构构的可靠性，提高高结构的使用功能能，延长结构使用用寿命。2．桥梁加固与加宽宽设计相结合在公路改造设计中中，很多情况下桥桥梁加固和加宽是是同时进行的。在在加宽宽度不大的的情况下，尽量将将加宽部分与原桥桥连为一体，使新新旧桥共同工作，，利用新加宽部分分，调整原桥内力力，减轻原梁负担担，间接达到加固固补强的目的。第三章桥梁改改造加固方案设计计2005年1月45§3-1桥梁改造造加固方案设计的的原则3．注意各种加固补补强方法的综合应应用桥梁加固补强的方方法很多，但是基基本上可以划分为为两大类：第一类为改变结构构体系，调整结构构内力、减轻原梁梁负担。例如：加加斜撑减少梁的跨跨度、简支梁改为为连续结构、增加加纵梁数目、调换换梁位、加大新建建边梁截面尺寸，，调整横向分布系系数，减轻原梁负负担等。第二类为加大截面面尺寸和配筋，加加固薄弱构件。对薄弱构件进行加加固补强的方法很很多，从作用原理理可分为两大类：：第三章桥梁改改造加固方案设计计2005年1月46§3-1桥梁改造造加固方案设计的的原则①在受拉区直接接增设抗拉补强材材料，例如：补焊焊钢筋，粘贴钢板板，粘贴高强复合合纤维（碳纤维、、芳纶纤维）等。。这种加固方法，，设计时，必须考考虑桥梁带载加固固分阶段受力特点点。后加补强材料料的强度发挥程度度受原梁变形的限限制，一般情况下下是达不到其抗拉拉强度设计值。特特别是采用直接粘粘贴高强复合纤维维加固时，在极限限状态下，复合纤纤维的高强抗拉性性能根本无法充分分发挥作用，“大大马拉小车”是一一种极大的浪费。。若不考虑分阶段段受力特点，过高高的估计了后加补补强材料的作用，，设计是不安全的的。②采用预加力原原理进行加固补强强，例如：体外预预应力加固，韩国国M.S公司的SRAP加固工艺等。由于于预加力的作用，，改善了原梁的应应力状态，提高了了原梁的承载能力力和抗裂性能。采采用预加力加固，，可以充分发挥加加固补强材料的力力学性能，提高了了材料的利用效率率。第三章桥梁改改造加固方案设计计2005年1月47§3-1桥梁改造造加固方案设计的的原则应该指出，在进行行桥梁加固方案设设计时，应特别注注意的是：在保持持原梁截面尺寸不不变的前提下，采采用上述对受拉区区进行补强的方法法，加固后截面所所能承担的最大承承载力是有限的。。承载力提高的幅幅度取决于原梁的的配筋率，与所采采用的加固方法无无关。在某些情况况下，由于原梁的的高度较小，相对对配筋率较大，单单纯采用受拉区加加固补强，仍不能能满足设计荷载要要求时（例如：设设计荷载由汽—15，提高到公路Ⅰ级），可采用加厚厚桥面的方法同时时对梁的受压区加加固，增加梁的有有效高度，亦可达达到提高原梁承载载力的目的。通常常的作法是结合桥桥面铺装层维修，，采取有效的构造造措施，第三章桥梁改改造加固方案设计计2005年1月48§3-1桥梁改造造加固方案设计的的原则加强桥面铺装层与与原梁翼板的整体体连接，设计中可可考虑部分桥面铺铺装层混凝土参与与主梁共同工作。。此外，桥梁加固设设计应注意各种加加固方法的综合利利用，通过调整结结构内力，尽量地地减轻原梁的负担担，将加固补强工工作量压缩到最少少。第三章桥梁改改造加固方案设计计2005年1月49§3-2典型桥梁加固方案评评述1．鞍千9号桥加固设计设计单位：原哈尔尔滨建筑工程学院院实施时间：1987年（1）原桥的基本情况况和加固设计要求求鞍千9号桥位于辽宁省鞍鞍山至千山公路上上见图3－1，原桥为跨径L=12m的单跨二梁式钢筋筋混凝土简支梁桥桥，设计荷载为汽汽—15，挂—80，桥面净空为净—7，下部结构为座落落于岩盘上的沉井井基础，重力式混混凝土桥台。鞍千公路扩建为二二级路，路基宽度度为12m，行车道宽度为9m，在桥位处道路双双侧加宽，桥面净净空为净－9+2×1.5m，桥梁的设计荷载载提高为汽—20，挂—100。第三章桥梁改改造加固方案设计计2005年1月50§3-2型桥梁梁加固方案评述（2）桥梁现场调查和和承载力检算现场检测发现，原原梁混凝土质量良良好，未有发现可可见裂缝，实测混混凝土强度在26Mpa以上。经检算原梁梁可以满足原设计计荷载汽—15，挂—80的要求。但距汽—20，挂—100的要求，正截面承承载力相差约15%。查阅原设计图纸和和现场实际核对，，原桥为座落于岩岩盘上的小沉井基基础，桥台混凝土土质量良好，经检检算认为原桥基础础具有较大的超载载潜力。第三章桥梁改改造加固方案设计计2005年1月51§3-2型桥梁梁加固方案评述（3）加固设计要点①利用原桥基础的的承载潜力，采用用插入锚固钢筋，，加大桥台盖梁悬悬臂长度。②新加宽部分与原原梁整体工作，适适当加大新增主梁梁的截面尺寸，增增加边梁刚度，调调整荷载横向分布布系数，减轻原梁梁的负担。为了加加强新加宽部分与与原梁的整体工作作，将原梁悬臂混混凝土凿掉50cm，露出悬臂钢筋与与新加宽部分桥面面板钢筋焊接；在在支点和跨中增设设连接横梁。③清除原桥面铺装装层，全桥统一加加铺10cm厚的桥面铺装混凝凝土，为了加强新新旧混凝土之间的的连接，将原桥面面顶面凿成齿槽，，保证新旧混凝土土共同工作。计入入6cm桥面铺装层参与主主梁工作，即梁的的有效高度增加6cm。第三章桥梁改改造加固方案设计计2005年1月52§3-2型桥梁梁加固方案评述①该方案充分利用了原桥沉井基础的承载潜力，采用插入锚固钢筋，接长墩台盖梁悬臂，节省了大量的下部结构工量费用。②采用加大新建边梁刚度，调整荷载横向分布系数，减轻原梁负担和桥面铺装层参与主梁工作，增加梁的有效高度等综合措施，使原梁在不增加配筋的情况下，满足汽—20，挂—100的承载要求。（5）改进建议①盖梁悬臂接长，若采用体外预应力筋或预应力锚筋技求施工更为方面，结构更为可靠。②为保证桥面铺装混凝土与桥面板的共同工作，加强两者之间的连接，应设置锚固短钢筋，桥面铺装层应设置钢筋网或掺入高强复合纤维，增强混凝土的抗裂能力。第三章桥梁改改造加固方案设计计2005年1月53§3-2型桥梁梁加固方案评述设计单位：原哈尔滨建筑工程学院实施时间：1988年（1）原桥的基本情况和加固设计要求

洪河1号桥位于黑龙江省二龙山至抚远公路，原桥为跨径8m的单跨装配式钢筋混凝土简支板梁桥，全桥由7块宽度为100cm板组成。设计荷载为汽—15，挂—80，桥面净空为净—7，下部结构为混凝土轻型桥台，扩大基础。二抚公路扩建为二级公路，路基宽度为12m，行车道宽度为9m，在桥位处道路双侧加宽，桥面净空为净9+2×1.5m，桥梁的设计荷载提高为汽—20，挂—100。第三章桥梁改改造加固方案设计计2005年1月54§3-2型桥梁梁加固方案评述（2）桥梁现场调查和现场检测发现原梁的混凝土质量良好，经回弹测定混凝土强度在28Mpa以上。经检算原桥可以满足汽—15、挂—80的承载要求，但距汽—20，挂—100的要求正截面承载力相差的18%。现场调查发现，原桥桥台前墙混凝土质量良好，未发现基础不均匀沉降现象。第三章桥梁改改造加固方案设计计2005年1月55§3-2型桥桥梁加固方案评评述（3）加固设计要点点①按加宽的桥面面净空要求，加加宽部分采用2×2块宽度为125cm的钢筋混凝土矩矩形板。按新加加宽部分与原桥桥共同工作计算算，靠边第2、3块板受力最大，，边板位于人行行道下面，受力力较小。为此，，将原桥边板（（1号和7号）块分别移至至新加宽部分的的最外侧位置，，中间空出250cm的空隙，布置新新制作的2块125cm的钢筋混凝土矩矩形板（A、B或C、D），新板的钢筋筋按受力需要配配置。②将原桥面铺装装混凝土凿除，，全桥统一加铺铺10cm的C30陶砾混凝土。为为了加强新旧混混凝土之间的联联系，在原桥面面应凿成齿槽。。③原桥桥台及基基础双侧加宽，，新加基础部分分基底设50cm的水撼砂垫层。。为了加强桥台台台身新旧混凝凝土之间的连接接，在原桥台台台身插入锚固钢钢筋。第三章桥梁梁改造加固方案案设计2005年1月56§3-2型桥桥梁加固方案评评述（4）方案评述①采用调换梁位位的方法，合理理利用原板的承承载潜力，最大大限度地发挥新新板的作用。②改用轻质陶砾砾混凝土桥面铺铺装，减轻桥梁梁恒载内力。采用上述综合措措施，在保持原原梁配筋不增加加的前提下，达达到了汽—20，挂—100的承载要求。③陶砾混凝土桥桥面铺装中应设设置钢筋网或掺掺入适量的高强强复合短纤维，，提高桥面铺装装的抗裂能力。。第三章桥梁梁改造加固方案案设计2005年1月57§3-2型桥桥梁加固方案评评述3．坂头大桥设计单位：交通通部第一公路工工程总公司设计计所[4]厦门市公路局[5]实施时间：第一一次加固1955年第二次加固1999年（1）原桥的基本情情况及承载力评评估板头大桥位于国国道324线厦门段，原桥桥建于1953年，其结构为四四跨钢筋混凝土土变高度连续T梁，外加一跨钢钢筋混凝土简支支梁，其跨度划划分及桥梁横断断面如图3-3所示。第三章桥梁梁改造加固方案案设计2005年1月58§3-2型桥桥梁加固方案评评述原桥的设计荷载载为汽—13级。国道324线厦门段改扩建建工程要求将桥桥梁的设计荷载载提高为汽—超20级。为了探讨原原桥加固利用的的可行性，1995年对原桥进行详详细的外观检查查和荷载试验。。试验结果表明明：①桥梁主体结构构未发现明显的的破损和裂缝，，混凝土质量较较好，强度等级级均在C25以上；②连续梁各支点点截面抗弯承载载较高可以满足足汽—超20的承载要求。连连续梁各跨中截截面抗弯承载力力较低，不能满满足汽—超20的要求，必需进进行加固补强。。③各跨中截面的的实测挠度值，，均小规范规定定允许值。第三章桥梁梁改造加固方案案设计2005年1月59§3-2型桥桥梁加固方案评评述（2）加固设计要点点针对原桥为变高高度连续梁的特特点和只需对跨跨中正截面抗弯弯承载力进行加加固补强的要求求，采用沿桥梁梁全长布置的直直线型体外预应应力束加固。在在每个梁肋两侧侧跨中截面下缘缘处对称布置515.2钢绞线，钢绞线线束在梁端张拉拉，采用OVM锚锚固，钢绞线线束采用钢套管管保护。（见图3-4）该桥第一次加固固于1995年完成，据文献献[5]介绍，桥梁加固固后使用情况良良好，但1999年第三章桥梁梁改造加固方案案设计2005年1月60§3-2型桥桥梁加固方案评评述应该指出文献[5]介绍的桥梁加固固施工的情况与与文献[4]介绍的加固设计计方案（图3-4）略有不同。实实际实施时，体体外预应力筋束束张拉改为采用用自行设计的游游动锚板在中间间张拉的方案，，钢绞线束在桥桥梁的端部用墩墩头锚固。文献[5]认为施工中采用用的锚具选型不不当，游动锚板板固定差，钢绞绞线防护钢套筒筒空隙过大是造造成钢绞线束下下垂和断裂的原原因。在第二次次加固时，做了了以下改进：①取消中间的游游动锚板，仍采采用通常布置的的直线钢绞线束束，钢铰线束在在一端桥台张拉拉，另一端为固固定端，采用OVM锚具。第三章桥梁梁改造加固方案案设计2005年1月61§3-2型桥桥梁加固方案评评述②取消钢铰线束束外面的防护钢钢套管，改为聚聚乙烯塑料包裹裹，并做好固定定措施。1999年按上述改进方方案对所有8根体外预应力筋筋束进行了更换换。到目前使用用情况良好。（3）方案评述①该加固设计巧巧妙地利用了原原桥为变高度连连续梁的纵向布布置特点和只需需对跨中截面抗抗弯承载力加固固的设计要求，，采用靠近跨中中截面下边缘通通常布置的直线线型体外预应力力筋加固补强的的原设计方案基基本上是合理的的。第三章桥梁梁改造加固方案案设计2005年1月62§3-2型桥桥梁加固方案评评述②施工中采用游游动锚中间张拉拉方案，构造不不够合理。，中中间游动锚板的的双向锚具变形形损失过大是造造成钢绞线束下下垂，有效预应应力值降低的直直接原因。为了了避免在桥台端端进行张拉的施施工不便，可在在连续梁支点截截面下方设置锚锚固装置，预应应力钢筋分段设设置，分段张拉拉。③体外预应力筋筋锚固的可靠性性是保证全桥安安全工作的基础础。应用采用具具有防松动装置置的专用OVM锚具，锚孔端部部应扩孔为喇叭叭型，以防止钢钢筋振动时，卡卡紧断丝。④为了减少体外外预应力筋束的的振动影响，对对于较长的体外外预应力筋束，，每隔6~10m，应设置一个固固定装置。⑤体外预应力筋筋应采用专门生生产的具有防腐腐蚀保护钢绞线线，我国一般采采用PE管外套，内装黄黄油保护层。第三章桥梁梁改造加固方案案设计2005年1月63§3-2型型桥桥梁加加固方方案评评述4．安徽徽五河河淮河河大桥桥加固固加宽宽设计计[10]（1）加固固加宽宽设计计与施施工要要点五河淮淮河公公路大大桥于于1978年建成成，60m+4×90m+60m带挂孔孔T形刚构构。悬悬臂长长度30m，横断断面为为变高高度单单箱双双室箱箱梁，，挂孔孔30m简支T梁5片，高高1.9m，间距距2.0m，顶宽宽同箱箱梁，，见图3-5。设计计荷载载汽车车—15级，挂挂—80，人群群荷载载2.5kN/m2，设计计行车车速度度60km/h。该桥桥使用用状态态良好好，只只是T构悬臂臂挠度度略大大。营营运23年之后后，2001年计划划利用用旧桥桥，加加宽到到4车道桥桥面总总宽17.8m，荷载载标准准提高高到汽汽车—超20级，挂挂车—120，人群群荷载载3.5kN/m2，设计计车速速100km/h。几经经研究究，拟拟采用用在箱箱梁两两侧将将悬臂臂板加加厚并并加宽宽到4.72m，T构墩顶顶设一一矮塔塔，两两边张张拉斜斜拉索索加固固的方方法，，如图3-6所示。。第三章章桥桥梁梁改造造加固固方案案设计计2005年1月64§3-2型型桥桥梁加加固方方案评评述①方方案1：索塔塔两边边各拉拉两根根绕过过矮塔塔的斜斜拉索索，每每根拉拉索由由22束415.2mm外包PE防护层层钢绞绞线组组成，，OVM5-4夹片锚锚。②方方案2：采用用一根根绕过过矮塔塔的斜斜拉索索，由由2束OVM200-15-37型拉索索组成成，LSM15-37素锚具具。该桥采采用部部分卸卸载加加固，，主要要施工工步骤骤如下下：①拆拆除原原桥的的人行行道、、栏杆杆及桥桥面铺铺装混混凝土土；②拆拆除原原桥挂挂孔T梁的横横向联联系，，卸下下T梁；③凿凿除原原桥T构箱梁梁的部部分断断面，，在箱箱内增增设用用于锚锚固斜斜拉索索的钢钢筋混混凝土土锚固固横梁梁，加加大箱箱梁翼翼缘板板悬臂臂长度度，加加大T构悬臂臂端支支承横横梁（（牛腿腿）的的长度度。浇浇筑T构墩顶顶主塔塔；④安安装和和张拉拉悬臂臂端斜斜拉索索；第三章章桥桥梁梁改造造加固固方案案设计计2005年1月65§3-2型型桥桥梁加加固方方案评评述⑤安安装挂挂孔T梁；⑥浇浇筑桥桥面铺铺装混混凝土土，设设置防防水层层和沥沥青混混凝土土面层层，安安装人计算结果表明，由于斜拉索的作用，改变了原梁T构的受力状态，减轻了原梁T构的负担，在不增加原梁T构断面尺寸和配筋的情况下可以满足汽—超20，挂—120的受力要求。加固后T构悬臂的活载挠度值明显减少。第三章章桥桥梁梁改造造加固固方案案设计计2005年1月66§3-2型型桥桥梁加加固方方案评评述（2）方案案评述述①将将斜拉拉索结结构用用于桥桥梁改改造加加固，，结构构构思思新颖颖，加加固效效果显显著。。由于于斜拉拉索的的作用用，改改变了了结构构体系系和截截面应应力分分布状状态，，减轻轻了原原结构构的负负担，，在保保持原原结构构断面面尺寸寸和配配筋基基本不不变的的前提提下，，可以以大幅幅度地地提高高设计计荷载载标准准。②该该桥采采用部部分卸卸载加加固方方案，，提高高了加加固材材料——斜拉索索的利利用效效率。。二期期恒载载（挂挂孔T梁及桥桥面铺铺装、、人行行道拦拦杆梁梁）和和活载载由加加固后后的索索—梁组合合体系系承担担，充充分发发挥了了斜拉拉索的的作用用。如如果将将原桥桥的挂挂孔30m预应力混凝土T梁改为钢或钢—混凝土组合梁结构构，将桥面铺装层层改为轻质陶砾混混凝土可以大幅度度的降低二期恒载载，将原桥T构的加固工作量压压缩到最小。③重视T构箱梁内部新加结结构的构造细节设设计，采用植筋技技术，保证新加钢钢筋的牢固锚固。。是新旧结构整体体工作的基础。箱箱梁翼板加长部分分，应配置横向预预应力钢筋。第三章桥梁改改造加固方案设计计2005年1月67第四章桥桥梁加固薄弱受弯弯构件设计计算§4-1桥梁加固薄弱构件件分阶段受力特点点§4-2桥梁加固薄弱受弯弯构件正截面抗弯弯承载力计算§4-3桥梁加固薄弱构件件斜截面抗剪承载载力计算§4-4体外预应力加固钢钢筋混凝土受弯构构件实用设计方法法基本内容2005年1月68§4-1桥梁加加固薄弱构件分阶阶段受力特点桥梁结构自重较大大，一般均采用带带载加固。构件自自重及恒载由原梁梁承受，活载由加加固后的截面承受受。桥梁加固薄弱弱受弯构件承载力力计算，应考虑分分阶段受力的特点点，按两阶段受力力构件计算。桥梁加固薄弱受弯弯构件正截面补强强加固方法很多，，从加固部位上可可划分为加筋类和和加砼类两种：①加筋类：采用加加焊钢筋、粘贴钢钢板或其他纤维复复合材料，对构件件的受拉区进行补补强，或采用体外外预应力对构件受受拉区进行间接补补强。第四章桥梁加加固薄弱受弯构件件设计计算2005年1月69§4-1桥梁加加固薄弱构件分阶阶段受力特点直接加筋类加固构构件的受力特点是是，后加钢筋（或或其他纤维复合材材料）只承受活载载引起的拉应力，，在一般情况下，，后加补强材料的的强度不能充分发发挥作用，加固构构件的破坏由原梁梁受拉钢筋控制，，设计时应考虑分分阶段受力的特点点。体外预应力加固构构件应按混凝土梁梁与体外预应力筋筋组成的组合体系系计算，并应考虑虑分阶段受力特点点。②加砼类：采用加加厚桥面板的方法法，对混凝土受压压区进行补强，增增加梁的有效高度度，亦可达到提高高构件承载力的目目的。对受压区加加砼类构件来说，，由于考虑混凝土土的塑性发展，分分阶段受力影响不不大，其承载力可可按一般钢筋混凝凝土构件计算。桥梁加固薄弱受弯弯构件斜截面一般般采用粘贴钢板（（或其它纤维复合合材料）增加斜筋筋或箍筋截面面积积进行补强。后加加钢板（或其他纤纤维复合材料）只只承受活载引起的的剪力，设计时亦亦应考虑分阶段受受力特点。第四章桥梁加加固薄弱受弯构件件设计计算2005年1月§4-2桥梁加加固薄弱受弯构件件正截面抗弯承载载力计算在试验研究的基础础上，引入下列基基本假设作为直接①桥梁带载加固应考虑分阶段受力特点。一期荷载效应（自重及恒载效应）由原梁承担，构件处于弹性工作阶段，截面应力（或应变）按材料力学公式计算；二期荷载效应（活载效应）由加固后的截面承担；②不同受力阶段的截面变形均符合平截面假设；第四章桥梁加加固薄弱受弯构件件设计计算2005年1月71§4-2桥梁加加固薄弱受弯构件件正截面抗弯承载载力计算第四章桥梁加加固薄弱受弯构件件设计计算图4-1加筋类桥梁加固薄薄弱受弯构件正截截面抗弯承载力计计算图式2005年1月72§4-2桥梁加加固薄弱受弯构件件正截面抗弯承载载力计算第四章桥梁加加固薄弱受弯构件件设计计算加固薄弱构件正截截面抗弯承载力计计算公式，由内平平衡条件求得（图3-1）：（4-1）（4-2）公式的适用条件：：（4-3）2005年1月73§4-2桥梁加加固薄弱受弯构件件正截面抗弯承载载力计算第四章桥梁加加固薄弱受弯构件件设计计算2005年1月74§4-2桥梁加加固薄弱受弯构件件正截面抗弯承载载力计算第四章桥梁加加固薄弱受弯构件件设计计算（4-4）（4-5）（4-6）（4-7）（4-8）（4-9）2005年1月75§4-2桥梁加加固薄弱受弯构件件正截面抗弯承载载力计算第四章桥梁加加固薄弱受弯构件件设计计算2005年1月76§4-2桥梁加加固薄弱受弯构件件正截面抗弯承载载力计算第四章桥梁加加固薄弱受弯构件件设计计算2005年1月77§4-2桥梁加加固薄弱受弯构件件正截面抗弯承载载力计算第四章桥梁加加固薄弱受弯构件件设计计算（4-10）从上式可以看出，，加固后梁的最大大承载力主要与原原梁的截面尺寸有有关，承载力提高高的幅度受原梁受受拉钢筋配筋率控控制。设计时切不不可不加分析的盲盲目加大后钢筋（（或其他加固材料料）截面面积，无无限制的提高梁的的承载力。因为这这样的构件将发生生脆性破坏，设计计是不安全的。2005年1月78§4-2桥梁加加固薄弱受弯构件件正截面抗弯承载载力计算二、加砼类加固簿簿弱受弯构件正截加厚桥面板类桥梁加固薄弱构件的承载力计算，从原理上讲，亦应考虑分阶段受力的特点，按两阶段受力构件计算。但是，由于受桥面标高的限制，后加桥面的厚度不可能太大，一般情况下加固后的截面中性轴不会进入新旧混凝土连接面，新旧混凝土共同承担压力，受压区混凝土的应变图存在两个峰值，考虑到混凝土的塑性影响，在极限状态下后加混凝土层的应力亦可达到抗压强度设计值。这样，加厚桥面板类加固薄弱受弯构件正截面抗弯承载力即可按一般钢筋混凝土构件计算。应该指出，采用加厚混凝土桥面板（即加大受压区混凝土厚度）的办法加固薄弱构件，其最大允许加厚厚度主要受原梁的配筋率控制。设计时且不可不加分析的盲目加大受压区混凝土层厚度来无限制的提高构件的承载力，因为这样的构件可能发生少筋脆性破坏，设计是不安全的。第四章桥梁加加固薄弱受弯构件件设计计算2005年1月79§4-3桥梁加加固薄弱构件斜截截面抗剪承载力计计算桥梁加固薄弱构件件一般采用粘贴钢钢板（或其它纤维维复合材料）增加加斜筋或箍筋截面面面积的方法进行行斜截面补强加固固。后加钢板只承承受活载引起的剪剪力，设计时亦应应考虑分阶段受力力。为了与现行桥梁设设计规范相适应，，加固薄弱构件的的斜截面抗剪承载载力的计算表达式式可写成下列形式式：第四章桥梁加加固薄弱受弯构件件设计计算2005年1月80§4-3桥梁加加固薄弱构件斜截截面抗剪承载力计计算第四章桥梁加加固薄弱受弯构件件设计计算2005年1月81§4-3桥梁加加固