橋梁加固方案設(shè)計(jì)與施工關(guān)鍵技術(shù)研究-資料下載頁

【導(dǎo)讀】求，有針對(duì)性地制定加固方法。內(nèi)容包括正截面抗彎承載力加固和斜截面抗剪承載力兩部分。承載力加固應(yīng)考慮分。階段受力的特點(diǎn)，注意新加補(bǔ)強(qiáng)材料與原結(jié)構(gòu)的整體工作。件，加大截面尺寸，增加截面剛度，以滿足結(jié)構(gòu)使用功能要求。在公路改造設(shè)計(jì)中，很多情況下橋梁加固和加寬是同時(shí)進(jìn)行的。分，調(diào)整原橋內(nèi)力，減輕原梁負(fù)擔(dān)，間接達(dá)到加固補(bǔ)強(qiáng)的目的。粘貼高強(qiáng)纖維復(fù)合材料，體外預(yù)應(yīng)力加固。的直接加固法有以下幾種。修復(fù)已經(jīng)損傷的混凝土截面，提高其耐久性，可以廣泛地用于各種構(gòu)件的加固。較大幅度提高承載力的軸心受壓和小偏心受壓構(gòu)件。件或大偏心受壓構(gòu)件的加固，但宜采用濕式外包鋼加固法。抗裂能力是非常有效的。環(huán)氧樹脂等基材上，經(jīng)膠合凝固后形成的。近年來，已有將短纖維加入混凝土是制。中，以提高被加固構(gòu)件的完整性、密實(shí)性，提高材料的強(qiáng)度。粘結(jié)劑按規(guī)定養(yǎng)護(hù)；除做好梁的撓度監(jiān)測(cè)外，應(yīng)力應(yīng)變，指導(dǎo)施工。

　　

【正文】 =~考慮受壓翼緣影響的系數(shù)； b=240mm； h0= P~縱向鋼筋配筋百分率，0100 hbAP s?? 3 8 0 4 .31 0 0 1 .0 5 52 4 0 9 5 2 .7 5?? ? ?? fcuk—— 混凝土強(qiáng)度等級(jí)，取 fcuk=30Mpa sv? —— 箍筋配筋率， ????? bSnA vsvsv? sdvf —— 箍筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，箍筋采用 HRB330（原Ⅱ級(jí)鋼筋）雙肢φ 8，取 =280MPa； —— 彎起鋼筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，取 =330MPa ΣAsb—— 與斜裂縫相關(guān)的彎起鋼筋截面面積，共有 6 根φ 32 彎起，取 ΣAsb=6 = θs—— 彎起鋼筋彎起角度，取 θs=45176。 將以上數(shù)值代入后得 duV =10－ 3240 )( ???? +10－ 3330sin45176。 = γ0Vd= 計(jì)算結(jié)果表明，斜 截面抗剪承載力有較大富余，可以滿足城 A 級(jí)荷載的要求。 （四）正截面抗彎加固設(shè)計(jì) 原梁跨中截面尺寸及配筋示意圖 32。按城 A 級(jí)荷載計(jì)算應(yīng)承擔(dān)的彎矩組合設(shè) 27 計(jì)值為 ?dM? 一期荷載（恒載）彎矩設(shè)計(jì)值 0 9 1 ???dV? 二期荷載彎矩 8 1 2 2 ?????dM? 方案一：粘貼鋼板加固 采用在梁底粘貼鋼板法加固，選 16Mn 鋼板，抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值取 fRd=280MPa，ER=2 105MPa。 （ 1）一期荷載作 用下原梁的應(yīng)變計(jì)算 由公式（ 48）和（ 49）計(jì)算一期荷載作用原梁受拉鋼筋應(yīng)變 εs1 和受壓邊緣應(yīng)變 εc1。式中 x01和 J01按開裂的鋼筋混凝土構(gòu)件計(jì)算。 由 0)()2()(2010101201 ?????????? xhAhxhbbxb sEfff s?的條件，求 x01 ，（ 式 中542 10 3 10 6. 67sEs cEE? ? ? ? ? ?），代入數(shù)據(jù)后得 0)901()2401680(2240 0101201 ?????????? ????? xxx 化簡為 6 9 7 5 9 7 6 01201 ?? xx =0 解得 x01= 2021130130101 )(3 ))((3 xhAhxbbxbJ sEfffs ????????? ? 41023)( ))(2401680(3 ?????????? 鋼筋拉應(yīng)變 6011 0 1 0 1 4011 1 1 0 9 5 . 1 1 0( ) ( 9 0 1 2 5 5 . 3 ) 0 . 0 0 0 6 73 1 0 3 . 4 9 6 9 4 4 0 6 5ds c M hxEJ ?? ?? ? ? ? ? ? ?? 混凝土壓應(yīng)變 6011 0 1 4 1 0011 1 1 0 9 5 . 1 1 0 2 5 5 . 3 0 . 0 0 0 2 73 1 0 3 . 4 9 6 9 4 4 0 6 5 1 0dc c M xEJ ?? ?? ? ? ? ? ??? （ 2）二期荷載作用后，補(bǔ)強(qiáng)鋼板應(yīng)力計(jì)算 首先，由公式（ 42）確定，極限狀態(tài)下混凝土受壓區(qū)高度 2x 。 28 ? ? ? ?2)(2 02020 fffcdcdd hhhbbfxhbxfM ????????? 式中： 0h 為原鋼筋和后加補(bǔ)強(qiáng)鋼板合力作用主梁上邊緣的距離，其數(shù)值應(yīng)比 01h略為增加，假設(shè) 0 920mmh ? 。代入數(shù)據(jù)得 6 22 1201 . 0 2 9 0 9 . 9 4 1 0 1 3 . 8 2 4 0 ( 9 2 0 ) 1 3 . 8 ( 1 6 8 0 2 4 0 ) 1 2 0 ( 9 2 0 )22xx? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 整理簡化為 2221840 0xx? ? ? 解得 2 01347 .6 m m 3 901 477 .5m mbxh ?? ? ? ? ? 二期荷載作用后，原梁的應(yīng)變?cè)隽浚? 混凝土壓應(yīng)變?cè)隽? 21 0 .0 0 3 3 0 .0 0 0 2 7 0 .0 0 3 0 3c c u c? ? ?? ? ? ? ? 鋼筋拉應(yīng)變?cè)隽? 0 1 2212()cusshxx???????? 220 . 0 0 3 3 ( 9 0 1 0 . 8 ) 0 . 0 0 0 6 7 0 . 0 0 2 8 70 . 8 xx ?? ? ? 后加鋼板的應(yīng)變 和應(yīng)力為： ? ? 022 2 201R s c chh? ? ? ?? ? ? 式中： 02h 為后加補(bǔ)強(qiáng)鋼板的合力作用點(diǎn)至截面上邊緣的距離，02 81 0 0 0 1 0 0 422thh? ? ? ? ?，此處 t=8mm為預(yù)估鋼板厚度。 1004( 0 . 0 0 2 8 7 0 . 0 0 3 0 3 ) 0 . 0 0 3 0 3 0 . 0 0 3 5 4901R? ? ? ? ? 50 .0 0 3 5 4 2 1 0 7 0 8 .9 M p a 2 8 0 M p aR R R R dEf?? ? ? ? ? ? ?，取 280 MpaR R uf? ?? 。 （ 3）后加補(bǔ)強(qiáng)鋼板的截面面積確定 由 2 ()c a c d f f s d s R Rf b x f b b h f A A???? ? ? ?的條件求得： 2 ()c a c a f f s d sRRf b x f b b h f AA ???? ? ?? 1 3 . 8 2 4 0 3 4 7 . 6 1 3 . 8 ( 1 6 8 0 2 4 0 ) 1 2 0 3 3 0 9 6 5 1 . 6 1 2 5 3 m m280? ? ? ? ? ? ??? 1 2 5 .3 5 .2 2 m m240RAt b? ? ?，取 6mmt? 。 （ 4）承載力復(fù)核 按最后選定的鋼板尺寸，重新計(jì)算鋼板及原梁鋼筋合力作用點(diǎn)原梁上邊緣的距 29 離和混凝土受壓區(qū)高度。 063 3 0 9 6 5 1 . 6 9 0 1 2 8 0 2 4 0 6 ( 1 0 0 0 )2 9 1 2 . 5 m m3 3 0 9 6 5 1 . 6 2 8 0 2 4 0 6h ? ? ? ? ? ? ???? ? ? ? 由公式（ 41）重新求 2x 。 2 ()s d s R R c d f fcdf A A f f b hx fb???? ? ?? 20133 0 96 51 .1 28 0 24 0 6 13 .8 ( 16 80 24 0) 12 013 .8 24 036 3. 4 m m 0. 53 90 1 47 7. 53 m mbxh?? ? ? ? ? ? ???? ? ? ? 將 2 ? 和 0 ? 代入公式（ 42）得： 22 0 060( ) ( ) ( )2236 3. 4 12 013 .8 24 0 36 3. 4( 91 2. 5 ) 13 .8 ( 16 80 24 0) 12 0( 91 2. 5)2229 12 .5 10 N .m m = 29 12 .5 K N .m 29 09 .9 4 K N .mfd u c d c d f fdhxM f bx h f b b h hM????? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? 計(jì)算結(jié)果表明，加固后的正截面抗彎承載力是足夠的。 梁底粘貼鋼板的長度，應(yīng)根據(jù)城 A 級(jí)荷載產(chǎn)生的彎矩組合設(shè)計(jì)值包絡(luò)圖確定。 方案二：粘貼芳綸纖維布加固 采用在梁底粘貼芳綸 纖維布法加固，芳綸纖維的拉伸程度 2060Mpab? ? ，抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值取 2060 1 6 4 8 M p a1 .2 5Rdf ??，彈性模量 10 MpaRE ?? 。 （ 1）一期荷載作用下原梁的應(yīng)變與方案一相同 1 ? ? ， 1 ? ? （ 2）二期荷載作用后，紡綸纖維的應(yīng)力計(jì)算 二期荷載作用后原梁鋼筋及受壓邊緣混凝土的應(yīng)變?cè)隽颗c方案一相同 2 ? ? ， 2 ? ? 芳綸纖維的應(yīng)變?yōu)? 022 2 201()R s c chh? ? ? ?? ? ? 式中： 02h 為 芳 綸 纖 維 的 合 力 點(diǎn) 至 梁 受 壓 邊 緣 的 距 離 ， 假 設(shè) 30 02 41 0 0 0 1 0 0 2 m m2h ? ? ?。 1002( 0 . 0 0 2 8 7 0 . 0 0 3 0 3 ) 0 . 0 0 3 0 3 0 . 0 0 3 5 3901R? ? ? ? ? 50 .0 0 3 5 3 1 .1 8 1 0 4 1 6 .7 M p a 1 6 4 8 M p aR R R R dEf?? ? ? ? ? ? ? ? （ 3）后加補(bǔ)強(qiáng)芳綸纖維截面面積確定 由公式（ 41）求得 RA 22() 240 347 .6 ( 168 0 240 ) 120 330 965 11 842 m mc a c d f f sd sRRf bx f b b h f AA???? ? ??? ? ? ? ? ? ??? 842 3 .5 1 m m240RAt b? ? ? 選 6 層 120kA? 芳綸纖維布，每層設(shè)計(jì)厚度為 ， 6 m mt ? ? ? 提供的 23 .4 3 2 2 4 0 8 2 3 .6 8 m mRA ? ? ?。 （ 4）承載力復(fù)核 按最后選定的芳綸纖維（ 6 層 120kA? ）截面面積 ? 由公式（ 41）重新計(jì)算混凝土受壓區(qū)高度 2x 。 應(yīng)該指出，對(duì)于這種情況，式中的 R? 與 2x 有關(guān)， 022 2 2011 2 021 2 22 01[ ( ) ][ ( ) ]R R R s c c Rc u hos c c RhEEhc x h Exh? ? ? ? ??? ? ? ??? ? ? ??? ? ? ? 代入數(shù)據(jù)后得 223 1 1 5 4 4 . 3 4 3 2 . 2 4 8 . 4 3R xx? ??? 將 R? 表達(dá)式代入公式（ 31）得： 2 ()c d c d f f s d s R Rf b x f b b h f A A???? ? ? ? 22213. 8 240 13. 8 ( 168 0 240 ) 120 965 [ 48. 43 ] 823 .68xxx? ? ? ? ??? ? ? ? ? 31 整理簡化 2212 77 50 7 0xx? ? ? 解得 01346 .09 m m 3 901 477 .53 m mbxh ?? ? ? ? ? 芳綸纖維的實(shí)際應(yīng)力為 223 1 1 5 5 4 . 3 4 3 2 . 2 3 1 1 5 5 4 . 3 4 3 2 . 2 3 4 6 . 0 94 8 . 4 3 4 8 . 4 3 4 1 9 . 6 M p a3 4 6 . 0 9R xx? ? ??? ? ? ? ? 按芳綸纖維實(shí)際應(yīng)力計(jì)算芳綸纖維與橋梁鋼筋合力作用點(diǎn)至梁上邊緣的距離。 0 0 96 51 .6 90 1 41 82 8 ( 10 00 )291 6 m m33 0 96 51 .6 41 82 8h ? ? ? ? ? ???? ? ? 由公式（ 42）求得： )2()()2( 39。039。39。202 fffcdcddu hhhbbfxhbxfM ????? mKNMmKNmmN d ?????????????????)(120)2401680()2 (06 ? 計(jì)算結(jié)果表明，加固后的正截面抗彎承載力略小于城 A 級(jí)荷載要求，但僅相差%，可以認(rèn)為加固后的承載力滿足要求。 參考文獻(xiàn) 1 卓尚木 ,季直倉 ,卓昌志編著 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)事故分析與加固 中國建筑工業(yè)出版社 ,1997 年 . 2 周新剛編著 混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性與損傷防治 中國建材工業(yè)出版社 ,1999年 . 3 金偉良 ,趙羽習(xí)著 混凝土結(jié)構(gòu)耐久性 科學(xué)出版社 2021 年 . 4 交通部第一公路工程總公司設(shè)計(jì)所 王濤 從國道 324 線坂頭橋、雙溪橋拓寬加固談舊橋技術(shù) 改造 , 中國公路學(xué)會(huì)橋梁與結(jié)構(gòu)工程學(xué)會(huì) 1997 年橋梁學(xué)術(shù)討論會(huì)論文集 ,人民交通出版社 ,1997 年 . ,黃易深 體外預(yù)應(yīng)力索加固連續(xù)梁橋的實(shí)踐與體會(huì) 中國公路學(xué)會(huì) ,2021 年全國公路橋梁維修與加固技術(shù)研討會(huì)論文集 . 6 張樹仁 ,王潮海 橋梁加固薄弱構(gòu)件正截面強(qiáng)度試驗(yàn)研究 土木工程學(xué)報(bào) ,1994年第 4 期 . 32 ,宋建永 ,張頌娟 橋梁加固鋼筋混凝土受彎構(gòu)件斜截面承載力計(jì)算方法及試驗(yàn)研究 中國公路學(xué)報(bào) ,2021 年第 3 期 . ,宋建永 ,王彤 橋梁加固薄弱受彎構(gòu)件承載能力極限狀態(tài)計(jì)算 中國科協(xié)工程學(xué)會(huì)聯(lián)合會(huì) ,2021橋梁病害診治論壇 ,講演論文 . ,張樹仁 ,王彤 體外預(yù)應(yīng)力加固鋼筋混凝土受彎構(gòu)件實(shí)用設(shè)計(jì)方法 公路 2021 年第 9 期