混凝土桥梁加固设计原理

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1、前言华南理工大学土木与交通学院2008年11月混凝土桥梁加固设计原理单成林13922799477我国旧桥加固现状目前我国的交通事业建设正如火如荼，总的情况看从我国东部、中部到西部地区，在未来10～20年内，新建工程逐渐减少，桥梁的养护、维修、加固及改造工程将逐渐成为主流。从我国的实际建设及运营情况看，那时将有大量的桥梁或多或少地出现不同的病害，只要社会效益、经济效益上有价值，都值得加固。实际上这些年来桥梁加固工程己经越来越多，而有关桥梁加固设计与计算方面的研究还相对滞后，至今没有相应的加固设计规范，

2、有些方面甚至连公认的算法都没有，使设计者感到难于动手。大家认为旧桥加固设计者除了有扎实的专业知识外，最好既有相当的设计经验，又有相当的施工经验，所完成的设计施工图才较合理、可靠、现实、施工质量容易保证、修改变更少、造价合理、加固效果好，不仅能治“标”，能治“本”的尽量治“本”。否则如果只有设计经验，所出加固方案可能有施工不现实，难于做到或做好，影响加固效果和成本，施工图中有些细节问题不明确，理论上能做但施工时做不到或质量难于保证，造成修改或变更多，也影响加固效果和加固成本。如果只有施工经验，所出加固

3、方案及施工图，可能缺乏对结构系统地受力分析及病害成因及趋势分析，往往该加固的部位加固不够或太多，不需要加固的地方也加固，造成多花了钱，加固效果还不好。作者从参与的众多旧桥加固评审会上看到很多设计者在加固材料的用量上比较随意，凭经验、凭感觉用材料的人不少，是否浪费材料或是达不到最好的加固效果，自己不清楚，业主更不知道，大多没有作加固计算，有的高资质设计单位也只对加固前的结构作些复核性计算，最多作加固后的承载力计算。但大家知道构件的病害往往在正常使用阶段中表现出来，承载能力主要说明构件是否安全，能安全使

4、用的构件并非就没有病害，因此还要作截面上各材料的应力强度计算，才能反映出构件是否有病害、程度如何及发展趋势。作者认为“应力强度计算是反映构件病害的必要依据，承载能力计算是构件安全使用的最后保障”，两者均不可缺。现实加固计算中，常出现承载能力极限状态满足要求，但构件确实存在许多病害，于是一种做法是加大车辆设计荷载使承载力不满足要求，但又缺乏可靠的超载资料；另一种做法是根据各种病害及程度通过一些算法得出各种折减系数，对承载力进行折减，以说明构件不满足承载力要求，构件加固后又补足大于等于被折减的承载力，这

5、种做法虽有一定科学依据，但也有不少人为评判因素，同样不能反映控制截面上各种材料的工作状况。本人认为桥梁加固设计计算应该既作截面上各材料的应力强度计算，也作承载力计算，由于材料的应力强度往往优先控制设计，再加上承载力计算中有时要用到应力计算的结果，因此先作应力强度计算，后作承载力计算，两者均应符合要求。桥梁检测中有待解决的主要问题预应力砼结构控制截面处各材料的有效预应力现场测定；砼中钢筋锈蚀情况的现场量化测定；砼中多层钢筋的大小及位置的现场测定等。桥梁检测中有待完善的主要问题砼强度的现场测定；拉索、吊

6、杆、缆索的索力现场测定；其它已有检测，如裂缝、炭化、有害物质含量、变形等的准确、快速、轻便化等。桥梁评价中有待完善的主要问题如何根据桥梁检测的结果对其进行评价是一项较复杂的工作，目前国内有两个部门颁发的规范：一是交通部门的《公路桥涵养护规范》，二是建设部的《城市桥梁养护技术规范》，这两部规范的评价方法思路大体一样，但后者的量化程度高些，但都存在一定的人为因素，当桥梁所处的状况等级可上也可下时，往往不同人会评价出不同的结果，一般相差一个等级，极少数有相差两个等级的。因此如何进一步量化指标，减少人为因素

7、仍是今后要做的工作。第一章桥梁上部结构常见病害、成因及可选的加固方法1.1概述以钢筋混凝土或预应力混凝土材料修建的各类桥梁占我国现役桥梁的绝大多数，由于各种原因，使用多年后，或多或少都出现一些病害，特别是近些年来许多地区交通流量增大及重车增多，桥梁出现的病害较多，相当一部分桥梁已到了不得不加固或者是不加固不让人放心的地步，前者得限制交通或者中断交通，拨专项资金抢修。后者虽不必限制交通，但数量甚多，管养单位也在设法筹集资金，以尽快动工加固。以下所述的桥梁常见病害，主要指直接影响到结构承载能力，属结构受

8、力性并需要加固的各种病害，而对于只需要作正常养护维修的非结构受力性缺陷或病害较少涉及。对于裂缝宽度的限制值，采用《公路桥涵养护规范》JTGH11-2004的表3.5.2－4及《城市桥梁养护技术规范》CJJ99-2003的表5.4.2所规定的恒载裂缝宽度限制值，缝宽小于规范要求的，采用涂刷环氧胶封闭。缝宽大于规范要求的，若是非结构受力裂缝，则采用压力灌缝处理，若是结构受力裂缝，则不仅要治标，还要治本，采用各种加固方法来消除或部分消除裂缝产生的原因。1.2钢筋混凝土及预应