第八章橋梁上部結構的改造與加固技術南京林業大學江蘇·南京

橋梁上部結構的現有加固技術橋梁上部結構現有加固技術有：增大構件截面加固技術粘貼鋼板加固技術粘貼纖維加固技術體外預應力加固技術高強不銹鋼絞線網-聚合物砂漿外加層加固技術預應力鋼絲繩-聚合物砂漿加固技術改變結構體系加固技術

增大截面加固技術技術原理與特點（a）加固原理示意圖(b)現場加固實例增大截面加固法技術原理與實例增大截面加固技術是在構件表面增大混凝土尺寸，增加受力鋼筋，使其與原結構形成整體，從而達到增大構件有效高度和受力鋼筋面積、增加構件的剛度及提高構件承載力的目的技術原理與特點增大截面加固技術主要途徑有：增加主筋截面；加大混凝土截面；加厚橋面板；噴錨混凝土。該技術廣泛應用于梁（板）橋及拱橋拱肋的加固主要優點有：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用低廉，施工機具簡單主要缺點有：上部結構恒載增加養護周期長部分情況下需中斷交通會影響結構的外觀和凈空，進一步影響橋下通航采用增大截面法解決梁抗彎截面強度不足的問題，需在其受拉區增設補強主筋，并使其與原主筋能夠連結牢固，共同工作。詳細的施工步驟如下：卸除部分恒載混凝土鑿除剪斷原箍筋焊接補強鋼筋混凝土鑿毛支模澆筑混凝土養護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行施工，采用鋼絲繩吊索從空心的橫向鋼管的內部連續穿過，兩端與橋梁護欄系繞固定連接，沿著橋梁縱向間隔布置，編織網與吊索及橫向鋼管共同形成密閉的高空作業平臺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，增設受拉鋼筋及錨固箍筋，并使其與原主筋能夠牢固連結，共同工作抗剪加固，在腹板側面，增加截面寬度，增設鋼筋（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受拉鋼筋以加強抗彎能力，腹板加設豎向鋼筋以加強抗剪能力，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）支設模板（b）完成效果該方法在拱背下固定鋼絲網，澆筑鋼筋混凝土新拱圈對原拱圈進行加固。優點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，需要采取在拱腹設置錨固鋼筋等措施（b）雙曲拱橋拱腹下增設新拱圈拱橋主拱圈增大截面加固（a）原拱圈拱腹下增設新拱圈當橋下凈空無法滿足增設拱圈時，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構，空腹式拱橋可以在立柱間新增拱圈，無需拆除。拆除時須特別注意拆除順序，確保兩側對稱、同時進行，施工周期長且加固成本高（b）拱背上增設新拱圈（趙州橋）拱橋主拱圈增大截面加固（a）原拱圈拱背上增設新拱圈（c）新澆鋼筋網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強層，優先采用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（b）澆筑混凝土噴射混凝土加固法噴射混凝土法無需搭設混凝土澆筑模板，依靠高速噴射時集料的反復連續撞擊壓密混凝土，當與鋼筋網聯合使用時可以能大幅地提高既有結構的承載能力和整體性混凝土每次噴護厚度不宜超過5~8cm，應待前次噴射混凝土凝結硬化后方可再次噴射，以免在重力作用下導致新舊混凝土之間剝離噴射混凝土施工實例設計構造要求新澆混凝土強度比原構件混凝土強度高一級，且不低于C30混凝土最小厚度，板≥100mm，梁和受壓構件≥150mm新澆混凝土層厚度≤100mm時，可采用小石子混凝土或噴射高性能復合砂漿；在結構尺寸復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混凝土加固用受力鋼筋直徑不宜小于12mm，且不宜大于25mm；構造鋼筋直徑不宜小于10mm；箍筋直徑不宜小于8mm新增鋼筋應滿足現行行業標準《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范》（JTG3362-2018）以及《混凝土結構加固設計規范》（GB50367-2013）關于混凝土保護層、鋼筋錨固與連接、縱向受力鋼筋最小配筋率等要求，并應滿足下列要求：設計構造要求（1）梁肋增設主筋時，對原有鋼筋除銹，當受力鋼筋需焊接時，施焊前應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；當分離布置時，新增受力鋼筋與原構件受力鋼筋的凈距不應小于25mm，且不應小于鋼筋直徑；（3）新增箍筋應與原構件牢固連接。當新增箍筋與原箍筋采用“焊接式”連接時，焊縫長度應滿足鋼筋焊接長度的要求；當新增箍筋與原結構采用“植筋式”連接時，錨固結構膠及錨固長度應滿足現行相關標準要求設計構造要求（b）焊接U形箍筋（c）埋設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造設計構造要求按《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范》JTG3362—2018，梁內縱向受拉鋼筋不宜在受拉區截斷；如需截斷時，應按正截面抗彎承載力的計算充分利用該鋼筋強度的截面至少延伸（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用單側或雙側加固時，應設置U形箍筋或封閉式箍筋并與原構件牢固連接；U形箍筋應焊在原有箍筋上，單面焊縫長度為10d，雙面焊縫為5d（d為U形箍筋直徑）設計構造要求U型箍筋還可焊在增設的錨釘上，或直接伸入錨孔內錨固，錨釘直徑d不應小于10mm，錨釘距構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，并采用環氧砂漿或高強度等級水泥砂漿將錨釘錨固于原構件內，鉆孔直徑應大于錨釘直徑4mm當受構造條件限制而需采用植筋方式埋設U形箍筋時，應采用錨固型結構膠種植，不得采用未改性的環氧類膠粘劑和不飽和聚酯類膠粘劑種植，也不得采用無機錨固劑（包括水泥基灌漿料）種植增大截面加固橋梁構件的作用（或荷載）效應，按下列兩個階段進行計算：第一階段：新澆混凝土層達到強度標準值之前，構件按原構件截面計算，荷載應考慮加固時包括原構件自重在內的恒載、現澆混凝土層自重及施工荷載第二階段：新澆混凝土層達到強度標準值后，構件按加固后整體截面計算，作用應考慮包括加固后構件自重在內的恒載、二期作用的恒載及使用階段的可變作用作用效應組合系數取值：恒載的荷載效應分項系數取1.2；使用階段的可變作用效應分項系數按現行《公路橋涵設計通用規范》取用計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件的受拉區進行抗彎加固時，其正截面受彎承載力應按下列公式計算：計算公式混凝土受壓區高度x應按下式確定：截面受壓區高度應符合：當受壓區配有縱向普通鋼筋和預應力鋼筋，且預應力鋼筋受壓即

為正時，x應滿足當受壓區僅配有縱向普通鋼筋，或配有普通鋼筋預應力鋼筋，且預應力鋼筋受拉即為負時，x應滿足當

時，正截面抗彎承載力按下式計算：h02——新增縱向普通鋼筋的合力點至截面受壓邊緣的距離計算公式增大截面加固混凝土受彎構件的抗彎承載力計算as在受拉區采用增大截面加固的鋼筋混凝土受彎構件達到受彎承載能力極限狀態時，新增縱向普通鋼筋的拉應變εs2按下列公式計算：拉應變εs2計算簡圖計算公式鋼筋混凝土受彎構件在截面受拉區加固后，斜截面抗剪承載力按下列公式計算：——加固后構件驗算截面處第二階段剪力組合設計值（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計值（kN）——橋梁結構的重要性系數——異號彎矩影響系數。計算簡支梁和連續梁近邊支點梁段的抗剪承載力時，=1.0；計算連續梁和懸臂梁近中間支點梁段的抗剪承載力時=0.9計算公式某大橋是一座特大型的雙線分離式公路大橋，為恢復橋梁承載力和結構剛度、抑制跨中下撓進一步惡化的趨勢，采用增大箱梁腹板截面并設置體內