桥梁结构承载力加固原理分析.pdf

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1、·234·工程科技桥梁结构承载力加固原理分析Analysisofbearingcapaci哆ofbridgeStrUCtUrereIntorCementpnnClple．●，’．●姚常伟，徐景盛z(1、贵州师范大学材料与建筑工程学院，贵州贵阳5500252、广州宏达工程顾问有限公司贵州分公司，贵州贵阳550001)摘要：桥梁加固改造技术是指对正在使用的旧桥进行检测、评价、维修、改造或加固，意在提高桥梁结构的承载力和耐久性，延长其服役年限，是当今桥梁结构研究的重要课题。对桥梁病害的诊断如同给人医病，唯有正确把握病因所在，才能做到对症下药与药到病除，因此弄清加固原理尤为重要，本文从被动和主动加

2、固两种思想入手，讨论桥梁结构承载力加固的受力特点、原理以及有限元模拟问题。关键词：被动；主动；加固；承载力；原理分析Ab蔓；tl阳ct：Bridgereinforcementtechnolog)rreferstotheuseofoldb订dgesdetection，evaluation，repair，transfomationorreinforce—mentisintendedtoimprovethebearingcapacityanddurabilityofbridgestlllcturesandprolon百ngitsservicelifeisnowadaysanim—portants

3、ubjectofstlldyofbridgestmcture．Thediagnosisofdiseasesofthebridgeasahealingtotheperson，onlytherightcause，tosuittlleremedytot11ecaseandthepmblem，so矗ndoutreinforcementprincipleisespeciallyimportant，thisanicleobtainsfromthep髂siveandactivestren昏heningtwoideas，todiscussthestressofthebearingcapacityofbri

4、dgestmcturereinforcementchamcteTistics，principleandfiniteelementsimulation．Keywnrds：Passive；Active；Reinfbrcement；Bearingcapacity；Principleofanalysis改革开放以来，我国开展了大规模的桥梁建设，截至2011年底桥梁总数已达658126座，合计长度30483094延米。然而随着在役桥梁使用年限的增加，部分桥梁的病害问题逐渐显露，桥梁的改造维修加固工作日益提上日程。预计未来10年，随着我国高等级公路网的不断完善，新建工程将逐渐减少，桥梁的养护、维修、加

5、固及改造工作将成为主流。对于桥梁出现的病害问题，一方面需要从设计理念和施工方法上查找原因，一方面需要及时采取加固改造措施予以补救。对桥梁病害的诊断如同给人医病，唯有正确把握病因所在，才能做到对症下药与药到病除。桥梁加固设计按其性质分为，承载力加固、使用功能加固、耐久性加固和抗震加固四种情况。其中承载力加固是桥梁改造加固设计的核心，意在提高结构的正截面抗弯和斜截面抗剪承载力。2006年哈尔滨工业大学张树仁教授提出，并极力倡导桥梁主动加固设计思想，这一思想正被越来越多的工程技术人员和学者所熟知并接受。笔者在阅读其论著基础上进行了一定的思考，本文从被动和主动加固两种思想人手，讨论桥梁结构承载力加

6、固的受力特点、原理以及有限元模拟问题。1被动加固法综述桥梁加固一般均采用带载加固，即结构是在承受较大的自重与二期恒载怍用下进行加固补强的。与此同时加固、改造前原有结构已具有一定的变形，在后期活荷载(车辆荷载)作用下构件新增部分的应力(应变)一般低于原结构，即存在着变形协调、协同工作的问题，这对加固后结构的力学行为产生较大的影响。1．1被动加固的受力特点加固后的“组合结构”必须考虑分阶段受力的特点，即一期荷载(结构自重与二期恒载)由原结构承担，二期荷载(活荷载)由加固后的“组合结构”承担，后加补强材料的强度发挥程度受原结构变形的限制。比如在梁的受拉区直接粘贴钢板或其他高强复合纤维，后加补强材

7、料只承担活荷载和后加恒载引起的内力，与原梁的钢筋相比，其应力(应变)相对滞后，在极限状态时其应力很难达到抗拉强度设计值，抗拉性能难以充分发挥，这属于被动加固的范畴，也是桥梁加固设计与新建结构最大的区别。1．2相应的技术措施与原理1．2．1增大截面加固法图1原桥杆系结构有限元计算模型(a)粱端锚固L—io。撼麟莆K∞■E《一}1j}卜l工西工：：珀划±隆刊目圄■霾-l{}}I厂rt≥￡千障露啊目■一{I。l【：

8、(b)腹板