桥梁结构病害分析与改造加固设计

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1、桥梁结构病害分析与改造加固设计（讲授提纲）张树仁哈尔滨工业大学二OO四年十二月目录桥梁结构病害分析与改造加固设计1第一章桥梁病害诊断2§1-1环境因素引起的混凝土结构损伤或破坏2§1-2混凝土结构的裂缝分析4第二章混凝土结构承载能力及耐久性评估7§2-1在役混凝土结构的承载能力与耐久性评估的基本概念7§2-2考虑钢筋腐蚀影响的承载能力评估方法8第三章桥梁改造加固方案设计12§3-1桥梁改造加固方案设计的原则12§3-2典型桥梁加固方案评述13第四章桥梁加固薄弱受弯构件设计计算20§4-1桥梁加固薄弱构件分阶段受力特点20§

2、4-2桥梁加固薄弱受弯构件正截面抗弯承载力计算20一、直接加筋类加固薄弱受弯构件正截面抗弯承载力计算20二、加砼类加固簿弱受弯构件正截面抗弯承载力计算特点23§4-3桥梁加固薄弱构件斜截面抗剪承载力计算24§4-4体外预应力加固钢筋混凝土受弯构件实用设计方法26一、活荷载作用下体外预应力筋应力增量计算26二、体外预应力加固钢筋混凝土受弯构件应力验算27三、体外预应力加固的钢筋混凝土受弯构件承载力计算31四、体外预应力加固的钢筋混凝土受弯构件变形计算33参考文献34桥梁结构病害分析与改造加固设计（讲授提纲）哈尔滨工业大学张树

3、仁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

4、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，

5、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

6、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，普通桥梁病害诊断与加固设计知识是十分必要的。-33-第一章桥梁病害诊断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

7、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。§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

8、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