橋梁檢測評(píng)定與加固技術(shù)（第2版） 課件 第8章 8.1 緒論 8.2增大構(gòu)件截面加固技術(shù)

第八章橋梁上部結(jié)構(gòu)的改造與加固技術(shù)南京林業(yè)大學(xué)江蘇·南京

橋梁上部結(jié)構(gòu)的現(xiàn)有加固技術(shù)橋梁上部結(jié)構(gòu)現(xiàn)有加固技術(shù)有：增大構(gòu)件截面加固技術(shù)粘貼鋼板加固技術(shù)粘貼纖維加固技術(shù)體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)高強(qiáng)不銹鋼絞線網(wǎng)-聚合物砂漿外加層加固技術(shù)預(yù)應(yīng)力鋼絲繩-聚合物砂漿加固技術(shù)改變結(jié)構(gòu)體系加固技術(shù)

增大截面加固技術(shù)技術(shù)原理與特點(diǎn)（a）加固原理示意圖(b)現(xiàn)場加固實(shí)例增大截面加固法技術(shù)原理與實(shí)例增大截面加固技術(shù)是在構(gòu)件表面增大混凝土尺寸，增加受力鋼筋，使其與原結(jié)構(gòu)形成整體，從而達(dá)到增大構(gòu)件有效高度和受力鋼筋面積、增加構(gòu)件的剛度及提高構(gòu)件承載力的目的技術(shù)原理與特點(diǎn)增大截面加固技術(shù)主要途徑有：增加主筋截面；加大混凝土截面；加厚橋面板；噴錨混凝土。該技術(shù)廣泛應(yīng)用于梁（板）橋及拱橋拱肋的加固主要優(yōu)點(diǎn)有：工藝簡單，施工簡便加固布置方式靈活受力可靠適用面廣加固費(fèi)用低廉，施工機(jī)具簡單主要缺點(diǎn)有：上部結(jié)構(gòu)恒載增加養(yǎng)護(hù)周期長部分情況下需中斷交通會(huì)影響結(jié)構(gòu)的外觀和凈空，進(jìn)一步影響橋下通航采用增大截面法解決梁抗彎截面強(qiáng)度不足的問題，需在其受拉區(qū)增設(shè)補(bǔ)強(qiáng)主筋，并使其與原主筋能夠連結(jié)牢固，共同工作。詳細(xì)的施工步驟如下：卸除部分恒載混凝土鑿除剪斷原箍筋焊接補(bǔ)強(qiáng)鋼筋混凝土鑿毛支模澆筑混凝土養(yǎng)護(hù)增大截面加固法施工流程主要途徑和施工工藝為解決橋下高空施工難題，可采用懸掛式腳手架進(jìn)行施工，采用鋼絲繩吊索從空心的橫向鋼管的內(nèi)部連續(xù)穿過，兩端與橋梁護(hù)欄系繞固定連接，沿著橋梁縱向間隔布置，編織網(wǎng)與吊索及橫向鋼管共同形成密閉的高空作業(yè)平臺(tái)懸掛式腳手架主要途徑和施工工藝抗彎加固，在梁底增加截面厚度，增設(shè)受拉鋼筋及錨固箍筋，并使其與原主筋能夠牢固連結(jié)，共同工作抗剪加固，在腹板側(cè)面，增加截面寬度，增設(shè)鋼筋（a）空心板梁加固前（b）空心板梁加固后空心板梁與箱梁增大截面加固（c）箱梁增大腹板加固該方法主要通過在梁底增設(shè)受拉鋼筋以加強(qiáng)抗彎能力，腹板加設(shè)豎向鋼筋以加強(qiáng)抗剪能力，噴涂或澆筑混凝土以增大梁截面，施工過程簡便、成本低、無需中斷交通T型梁增大截面加固T形梁橋增大截面加固BIM模型示意圖（a）支設(shè)模板（b）完成效果該方法在拱背下固定鋼絲網(wǎng)，澆筑鋼筋混凝土新拱圈對(duì)原拱圈進(jìn)行加固。優(yōu)點(diǎn)是不用開挖拱上填料，不中斷交通；為了新老拱圈能共同作用，需要采取在拱腹設(shè)置錨固鋼筋等措施（b）雙曲拱橋拱腹下增設(shè)新拱圈拱橋主拱圈增大截面加固（a）原拱圈拱腹下增設(shè)新拱圈當(dāng)橋下凈空無法滿足增設(shè)拱圈時(shí)，也可在原拱圈上部新增拱圈，該方法需要拆除原拱圈上部結(jié)構(gòu)，空腹式拱橋可以在立柱間新增拱圈，無需拆除。拆除時(shí)須特別注意拆除順序，確保兩側(cè)對(duì)稱、同時(shí)進(jìn)行，施工周期長且加固成本高（b）拱背上增設(shè)新拱圈（趙州橋）拱橋主拱圈增大截面加固（a）原拱圈拱背上增設(shè)新拱圈（c）新澆鋼筋網(wǎng)混凝土加厚橋面板加固法

該方法將原橋面鋪裝層剔除，在橋面板上澆筑鋼筋混凝土補(bǔ)強(qiáng)層，優(yōu)先采用UHPC，加厚主梁高度，提高承載能力加厚橋面板加固法（a）綁扎鋼筋網(wǎng)（b）澆筑混凝土噴射混凝土加固法噴射混凝土法無需搭設(shè)混凝土澆筑模板，依靠高速噴射時(shí)集料的反復(fù)連續(xù)撞擊壓密混凝土，當(dāng)與鋼筋網(wǎng)聯(lián)合使用時(shí)可以能大幅地提高既有結(jié)構(gòu)的承載能力和整體性混凝土每次噴護(hù)厚度不宜超過5~8cm，應(yīng)待前次噴射混凝土凝結(jié)硬化后方可再次噴射，以免在重力作用下導(dǎo)致新舊混凝土之間剝離噴射混凝土施工實(shí)例設(shè)計(jì)構(gòu)造要求新澆混凝土強(qiáng)度比原構(gòu)件混凝土強(qiáng)度高一級(jí)，且不低于C30混凝土最小厚度，板≥100mm，梁和受壓構(gòu)件≥150mm新澆混凝土層厚度≤100mm時(shí)，可采用小石子混凝土或噴射高性能復(fù)合砂漿；在結(jié)構(gòu)尺寸復(fù)雜和新澆混凝土施工條件差的情況下，可采用微膨脹或自密實(shí)混凝土加固用受力鋼筋直徑不宜小于12mm，且不宜大于25mm；構(gòu)造鋼筋直徑不宜小于10mm；箍筋直徑不宜小于8mm新增鋼筋應(yīng)滿足現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG3362-2018）以及《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50367-2013）關(guān)于混凝土保護(hù)層、鋼筋錨固與連接、縱向受力鋼筋最小配筋率等要求，并應(yīng)滿足下列要求：設(shè)計(jì)構(gòu)造要求（1）梁肋增設(shè)主筋時(shí)，對(duì)原有鋼筋除銹，當(dāng)受力鋼筋需焊接時(shí)，施焊前應(yīng)采取措施避免燒傷混凝土；（2）新增受力鋼筋與原受力鋼筋可采用“短筋焊接”的方式連接；當(dāng)分離布置時(shí)，新增受力鋼筋與原構(gòu)件受力鋼筋的凈距不應(yīng)小于25mm，且不應(yīng)小于鋼筋直徑；（3）新增箍筋應(yīng)與原構(gòu)件牢固連接。當(dāng)新增箍筋與原箍筋采用“焊接式”連接時(shí)，焊縫長度應(yīng)滿足鋼筋焊接長度的要求；當(dāng)新增箍筋與原結(jié)構(gòu)采用“植筋式”連接時(shí)，錨固結(jié)構(gòu)膠及錨固長度應(yīng)滿足現(xiàn)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求設(shè)計(jì)構(gòu)造要求（b）焊接U形箍筋（c）埋設(shè)U形箍筋（a）焊接短鋼筋連接

T梁增大截面配置新增箍筋的連接構(gòu)造設(shè)計(jì)構(gòu)造要求按《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》JTG3362—2018，梁內(nèi)縱向受拉鋼筋不宜在受拉區(qū)截?cái)?；如需截?cái)鄷r(shí)，應(yīng)按正截面抗彎承載力的計(jì)算充分利用該鋼筋強(qiáng)度的截面至少延伸（la+h0）長度，此處la為受拉鋼筋最小錨固長度，h0為梁截面有效高度當(dāng)用單側(cè)或雙側(cè)加固時(shí)，應(yīng)設(shè)置U形箍筋或封閉式箍筋并與原構(gòu)件牢固連接；U形箍筋應(yīng)焊在原有箍筋上，單面焊縫長度為10d，雙面焊縫為5d（d為U形箍筋直徑）設(shè)計(jì)構(gòu)造要求U型箍筋還可焊在增設(shè)的錨釘上，或直接伸入錨孔內(nèi)錨固，錨釘直徑d不應(yīng)小于10mm，錨釘距構(gòu)件邊沿的距離不小于3d，且不小于40mm錨釘錨固深度不小于10d，并采用環(huán)氧砂漿或高強(qiáng)度等級(jí)水泥砂漿將錨釘錨固于原構(gòu)件內(nèi)，鉆孔直徑應(yīng)大于錨釘直徑4mm當(dāng)受構(gòu)造條件限制而需采用植筋方式埋設(shè)U形箍筋時(shí)，應(yīng)采用錨固型結(jié)構(gòu)膠種植，不得采用未改性的環(huán)氧類膠粘劑和不飽和聚酯類膠粘劑種植，也不得采用無機(jī)錨固劑（包括水泥基灌漿料）種植增大截面加固橋梁構(gòu)件的作用（或荷載）效應(yīng)，按下列兩個(gè)階段進(jìn)行計(jì)算：第一階段：新澆混凝土層達(dá)到強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值之前，構(gòu)件按原構(gòu)件截面計(jì)算，荷載應(yīng)考慮加固時(shí)包括原構(gòu)件自重在內(nèi)的恒載、現(xiàn)澆混凝土層自重及施工荷載第二階段：新澆混凝土層達(dá)到強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值后，構(gòu)件按加固后整體截面計(jì)算，作用應(yīng)考慮包括加固后構(gòu)件自重在內(nèi)的恒載、二期作用的恒載及使用階段的可變作用作用效應(yīng)組合系數(shù)取值：恒載的荷載效應(yīng)分項(xiàng)系數(shù)取1.2；使用階段的可變作用效應(yīng)分項(xiàng)系數(shù)按現(xiàn)行《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》取用計(jì)算原理在矩形截面或翼緣位于受拉邊的T形截面鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的受拉區(qū)進(jìn)行抗彎加固時(shí)，其正截面受彎承載力應(yīng)按下列公式計(jì)算：計(jì)算公式混凝土受壓區(qū)高度x應(yīng)按下式確定：截面受壓區(qū)高度應(yīng)符合：當(dāng)受壓區(qū)配有縱向普通鋼筋和預(yù)應(yīng)力鋼筋，且預(yù)應(yīng)力鋼筋受壓即

為正時(shí)，x應(yīng)滿足當(dāng)受壓區(qū)僅配有縱向普通鋼筋，或配有普通鋼筋預(yù)應(yīng)力鋼筋，且預(yù)應(yīng)力鋼筋受拉即為負(fù)時(shí)，x應(yīng)滿足當(dāng)

時(shí)，正截面抗彎承載力按下式計(jì)算：h02——新增縱向普通鋼筋的合力點(diǎn)至截面受壓邊緣的距離計(jì)算公式增大截面加固混凝土受彎構(gòu)件的抗彎承載力計(jì)算as在受拉區(qū)采用增大截面加固的鋼筋混凝土受彎構(gòu)件達(dá)到受彎承載能力極限狀態(tài)時(shí)，新增縱向普通鋼筋的拉應(yīng)變?chǔ)舠2按下列公式計(jì)算：拉應(yīng)變?chǔ)舠2計(jì)算簡圖計(jì)算公式鋼筋混凝土受彎構(gòu)件在截面受拉區(qū)加固后，斜截面抗剪承載力按下列公式計(jì)算：——加固后構(gòu)件驗(yàn)算截面處第二階段剪力組合設(shè)計(jì)值（kN）——加固后由后期恒載、車輛荷載及其他可變荷載作用的剪力組合設(shè)計(jì)值（kN）——橋梁結(jié)構(gòu)的重要性系數(shù)——異號(hào)彎矩影響系數(shù)。計(jì)算簡支梁和連續(xù)梁近邊支點(diǎn)梁段的抗剪承載力時(shí)，=1.0；計(jì)算連續(xù)梁和懸臂梁近中間支點(diǎn)梁段的抗剪承載力時(shí)=0.9計(jì)算公式某大橋是一座特大型的雙線分離式公路大橋，為恢復(fù)橋梁承載力和結(jié)構(gòu)剛度、抑制跨中下?lián)线M(jìn)一步惡化的趨勢，采用增大箱梁腹板截面并設(shè)置體內(nèi)