JTG/TJ22—2008

公路橋梁加固設計規范

應用計算示例

哪曉光白青俠雷自學編著

ChinaCommunicationsPress

責任編輯：高培

封面設計：王紅鋒

公路橋梁加固設計規范

網上購書：

定價：40.00元,

GongLuQiaoLiangJiaGuSheJiGuiFan

YingYongJiSuanShiLi

公路橋梁加固設計規范

應用計算示例

郭曉光白青俠雷自學編著

ChinaCommunicationsPress

內容提要

本書為《公路橋梁加固設計規范》（JTG/TJ22—2008）與相關規范、規程的對照計算手冊。

書中結合大量工程實踐與理論研究，提供了加固設計中常用的增大截面加固法、粘貼鋼板加固

法、粘貼纖維復合材料加固法、體外預應力加固法等加固方法下的計算示例，可以較好地幫助

讀者學好、用好《公路橋梁加固設計規范》。

本書可供橋梁工程設計人員，高等學校相關專業廣大師生參考學習使用。

圖書在版編目（CIP）數據

公路橋梁加固設計規范應用計算示例/郭曉光，白

青俠，雷自學編著.一北京：人民交通出版社，2011.5

ISBN978-7-114-08960-2

I.①公…口.①鄲…②白…③雷…DI.①公路橋

-橋梁工程-加固-設計規范-設計計算IV.

①U448.145:7

中國版本圖書館CIP數據核字（2011）第042651號

書名：公路橋梁加固設計規范應用計算示例

著作者：郭曉光白青俠雷自學

責任編輯：高培

出版發行：人民交通出版社

地址：（100011）北京市朝陽區安定門外外館斜街3號

網址：http："

銷售電話：（010）59757969,59757973

總經銷：人民交通出版社發行部

經銷：各地新華書店

印刷：北京交通印務實業公司

開本：787x10921/16

印張；17.25

字數：427千

版次：2011年6月第1版

印次：2011年6月第1次印刷

書號：ISBN978-7-114-08960-2

定價：40.00元

（如有印刷、裝訂質量問題的圖B由本社負責調換）

刖s

隨著我國公路交通事業的迅猛發展、運輸量的大幅提高、車輛載重星:的日益增加，在長

期自然環境(大氣腐蝕、溫度、濕度變化等)和使用環境(荷載作用的增加、材料與結構的疲

勞等)的作用下，許多橋梁已逐漸不能適應現代交通的要求,并直接威脅著人民生命財產的

安全。因此，對橋梁結構的維修、加固和修復等方面的研究及工程應用，引起r交通部門的

廣泛關注。橋梁是公路交通的咽喉,其使用功能的好壞直接影響整條線路的暢通,在役公

路橋梁由于受到其建設期間設計的局限、材料、施工質量等各方面的影響,有些出現了各種

病害，已不能適應現在交通量的飛速增長.嚴重制約了公路運輸事業的發展,對橋梁的加固

顯得尤為迫切。

隨著我國國民經濟的日益發展，交通運輸量的迅速增長，我國危橋的數量大量增加。

若將其拆除重建,不僅要耗費大量資金，而且工期也較長；若有計劃、有步驟的對現有舊橋

進行加固改造,不僅可以延長橋梁的使用壽命，用少量的資金投入，使橋梁能滿足交通量的

需求，還可以緩和橋梁投資的集中性，為國家帶來巨大的經濟和社會效益.由中交一公院

主編的《公路橋梁加固設計規范》(JTG/TJ22—2008)和《公路橋梁加固施工技術規范》

(JTG/TJ23—2008),已經由交通運輸部發布，作為公路工程行業推薦性標準，于2008年

10月1日起正式實施。這是我國在公路橋梁加固領域中首次以規范的形式對公路橋梁加

固的設計和施工技術進行的規定.兩項規范以出現缺陷及承載力不足的橋梁為對象,對各

種橋梁加固的計算方法及構造設計、施工工藝等作出具體規定,是進行橋梁加固設計與質

量檢驗評定的重要依據。規范反映了近年來國內外在橋梁加固工程中所采用的新技術、新

材料、新工藝的發展水平以及該領域未來的發展狀況，吸收了國內在橋梁加固工程方面的

先進經驗,是具有中國特色的、操作性較強的技術性法規,對我國橋梁加固市場形成行業權

威性技術標準具有重要意義。

根據現行公路橋梁加固設計規范，橋梁上部結構加固技術主要有:增大截面加固法、粘貼

鋼板加固法、粘貼纖維復合材料加固法、體外預應力加固法以及改變結構體系加固法。前三種

加固方法都是被動的加固方法，主要表現在后加增強材料的滯后應變的存在?而體外預應力加

固法是一種主動的加固方法?在自重很小的情況下可大幅度調整并改善原結構的受力狀態，提

高結構的剛度和抗裂性能。此外.還有增加構件加固、拱圈增設套拱加固等方法。橋梁下部結

構加固技術主要有:擴大基礎加固、增補樁基加固、鋼筋混凝土套箍或護套加固以及人工地基

加固等方法。

為r配合現行《公路橋梁加固設計規范》的使用.長安大學公路學院編寫了此書供設計者

參考,本書是依據規范并通過大量的工程實踐與理論研究編寫的。如在貴州省都勻至新寨高

速公路改擴建匚程中,對68座橋梁進行了加固或改建設計；與山西省公路局合作,對鋼筋混凝

土舊橋評估及加固關鍵技術進行了系統研究；與河北省公路勘察設計研究院合作.對在役預應

力混凝土橋梁檢測、盤化評估及加固設計關鍵技術進行了全面研究;與浙江省金華公路管理處

合作?對預應力混凝土寬板橋檢測與加固技術進行了專項攻關研究。通過以上一些在公路橋

梁加固方面所做的研究與實踐,總結出許多行之有效的加固改造技術,不僅提高了舊橋的承載

1

能力、剛度和耐久性,而且節約了大量的建設資金。舊橋加固的關鍵就是根據其不同的缺陷與

病害,采取不同的加固技術，對癥下藥,達到事半功倍的效果。

全書由郭曉光、白青俠、雷自學編寫.氏安大學研究生蔣渭、劉近龍、王.扶義、孫松、高翔參

與了本書的部分計算、文字錄入和插圖繪制工作。

新規范的實施尚需在設計實踐中進一步完善.本算例對于規范條文的理解、應用也需要在

實踐中經歷考驗。作為編者，本書力求做到計算示例解題正確、聯系工程實際和便于學習參

考，但由于編者水平有限,缺失和錯誤在所難免,懇請讀者與同行專家提出寶貴意見。

編著者

2010年10月

2

目錄

第一章橋梁常用加固方法及材料...................................................1

1.1橋梁常見病害及缺陷.......................................................]

1.1.1我國橋梁常見病害.....................................................1

1.1.2我國橋梁主要技術缺陷................................................2

1.2橋梁常用加固方法.........................................................3

1.2.1增大截面加固法......................................................3

1.2.2粘貼鋼板加固法.......................................................4

1.2.3粘貼纖維增強復合材料加固法..........................................5

1.2.4體外預應力加固法.....................................................5

1.2.5改變結構體系加固法...................................................6

1.2.6增加構件加固法.......................................................6

1.3加固用材料................................................................6

1.3.1水泥混凝土...........................................................6

1.3.2鋼材..................................................................8

1.3.3纖維復合材料.........................................................14

1.3.4膠黏劑................................................................15

第二章增大截面加固法..........................................................19

2.1特點及適用范圍............................................................19

2.1.1特點.................................................................19

2.1.2適用條件.............................................................19

2.1.3新老混凝土接合計算..................................................20

2.2構造要求................................................................20

2.3受彎構件加固計算........................................................21

2.3.I正截面加固承載力計算.................................................21

2.3.2斜截面加固承載力計算.................................................35

2.4受壓構件加固計算.........................................................38

2.4.1軸心受壓構件正截面加固承載力計算....................................38

2.4.2偏心受壓構件正截面加固承載力計算....................................40

第三章粘貼鋼板加固............................................................60

3.1特點及適用范闈............................................................60

3.1.1特點................................................................60

3.1.2適用范圍............................................................60

3.2構造要求..................................................................61

3.3受彎構件加固計算.........................................................63

3.3.1正截面加固承載力計算................................................63

1

3.3.2斜截面加固承載力計算................................................74

3.4偏心受壓構件加固計算.....................................................77

3.5受拉構件正截面加固計算...................................................87

3.5.1軸心受拉加固構件正截面承載力計算....................................87

3.5.2矩形截面大偏心受拉加固構件正截面承載力計算..........................89

第四章粘貼纖維復合材料加固法.................................................93

4.1特點及適用范圍............................................................93

4.1.1特點............................................................93

4.1.2適用范圍..............................................................93

4.2一般規定及構造要求.......................................................93

4.2.1一般規定............................................................93

4.2.2構造要求............................................................94

4.3受彎構件加固計算.........................................................96

4.3.1正截面加固承載力計算.................................................96

4.3.2斜截面加固承載力計算...............................................109

4.4受壓構件加固計算........................................................113

4.4.1軸心受壓構件加固計算..............................................113

4.4.2大偏心受壓構件加固計算............................................117

4.5受拉構件加固計算........................................................122

4.5.1軸心受拉構件加固計算...............................................122

4.5.2大偏心受拉構件加固計算...........................................123

4.6墩柱延性加固計算.......................................................126

第五章體外預應力加固..........................................................128

5.1體外預應力加固法的特點及適用范圍.......................................128

5.1.1體外預應力加固的特點...............................................128

5.1.2體外預應力加固的使用范圍...........................................128

5.2構造要求................................................................128

5.2.1體外預應力筋(束)的布置...........................................128

5.2.2T形梁及I形梁加固體系構造........................................130

5.2.3箱形梁加固體系的轉向構造........................................130

5.3體外預應力加固計算.....................................................133

5.3.1持久狀況承載能力極限狀態計算.....................................133

5.3.2持久狀況正常使用極限狀態計算.....................................M9

5.3.3應力計算...........................................................162

第六章橋梁加固計算綜合示例...................................................17()

6.1增大截面加固計算示例..................................................17()

6.1.1設計計算參數.......................................................170

6.1.2荷載效應及其效應組合...............................................170

6.1.3原結構復算..........................................................171

6.1.4加固設計...........................................................175

2

6.2粘貼鋼板加固計算示例...................................................180

6.2.1設計計算參數......................................................181

6.2.2荷載效應及其效應組合..............................................182

6.2.3原結構復算.........................................................183

6.2.4加固設計..........................................................189

6.3粘貼纖維復合材料加固計算示例...........................................193

6.3.1設計計算參數.......................................................194

6.3.2荷載效應及其效應組合...............................................194

6.3.3原結構復算.........................................................195

6.3.4加固設計...........................................................199

6.4體外預應力加固計算示例.................................................204

6.4.1計算參數...........................................................206

6.4.2加固計算...........................................................206

第七章橋梁加固計算機模擬分析.................................................218

7.1有限元建模.............................................................218

7.1.1單元類型選取......................................................218

7.1.2建模方法............................................................220

7.1.3單元生死............................................................223

7.1.4非線性解...........................................................223

7.2增大截面加固法.........................................................224

7.2.1空心板梁加固.......................................................224

7.2.2T形截面梁加固.....................................................227

7.3粘貼鋼板加固............................................................230

7.3.1空心板梁加固.......................................................230

7.3.2T形截面梁加固.....................................................234

7.4粘貼碳纖維加固........................................................237

7.4.1空心板梁加固........................................................237

7.4.2T形截面梁加固.....................................................241

7.5混合加固措施的力學規律分析...........................................244

7.5.1空心板..............................................................244

7.5.2T形梁..............................................................250

7.6體外預應力加固.........................................................255

7.6.1工程概況............................................................255

7.6.2病害程度............................................................256

7.6.3加固目的...........................................................256

7.6.4結構建模............................................................256

7.6.5計算結果............................................................259

參考文獻........................................................................267

3

第一章橋梁常用加固方法及材料

近50多年來,特別是改革開放以后，我國公路建設取得了巨大成就公路技術等級不

斷提高，高速公路建設實現歷史性突破,縣鄉公路里程大幅增長。但是,目前我國公路交通依

然處于低水平、不平衡的狀態.技術標準低、通行能力差的低等級及等外公路所占比重仍然較

大,嚴重制約了路網的通行能力.

同樣.我國橋梁建設雖取得了很大成就，但隨著交通事業的迅猛發展,運輸量的大幅度提

高,車輛載重量的日益增加,同時長期在自然環境（大氣腐蝕.溫度、濕度變化等）和使用環境

（荷載作用頻率的增加.材料與結構的疲勞等）的作用下,許多橋梁普遍老化.衰退嚴重.絕大多

數橋梁處于“帶病”工作狀態。公路橋梁原設計標準低、結構構件老化,各種材料強度降低等導

致的橋梁承載能力降低、通行能力不足使許多橋梁已逐漸不能適應現代交通的要求,威脅著人

民生命財產的安全。據原交通部統計，到2007年底，我國公路網中有各式橋梁約57萬座.

約2319延米，其中.危橋數量98600余座.占17%左右。由于社會生活和經濟活動日益依

賴于汽車等交通工具?交通量H益增多?公路橋梁一旦坍塌，將會造成重大人員傷亡。因

此?對橋梁結構的維修J川固和修復等方面的研究和工程應用.已經引起廣泛關注。近年

來?為提高橋梁安全性，交通運輸部每年要求對橋梁進行檢查,并上報四類、類危橋.以安

排資金加固改建。

通過大量的實踐與理論研究.廣大橋梁工程技術人員已經總結出許多行之有效的橋梁加

固改造技術,如能對其加以正確應用.不但4以提高III橋的承載能力、剛度和耐久性.相對于重

建新橋還可以節約大量的建設資金。因此.舊橋加固的關鍵就是根據其不同的缺陷與病害.采

取不同的加固技術?對癥下藥，達到事半功倍的效果。

1.1橋梁常見病害及缺陷

1.1.I我國橋梁常見病害

在役橋梁結構隨著使用時間的延續.受結構使用條件變化及環境侵蝕等因素的影響.會使

結構受到不同程度的損傷.造成橋梁病害.使得結構性能退化.使用功能逐步降低，山于道路

等級、荷載等級的提高.交通國的增長.原有橋梁的功能將不能滿足使用要求，

橋梁結構的病害形式多種多樣.從引起病害的原因分析.可以將其劃分為兩大類：

第一類為由環境作用引起的混凝土結構損傷與破壞由于混凝土的缺陷（例如裂隙、孔道、

氣泡、孔穴等）.環境中的水及侵蝕性介質就可能滲人混凝土內部,與混凝土'I'某些成分發生化

學、物理反應,產生碳化、凍融、銹蝕等作用.引起混凝土損傷?影響結構的受力性能和耐久性。

（1）混凝土的碳化

混凝土的碳化是指混凝土中的氫領化鈣（（、a（（）1D2）與滲透進混凝土中的二氧化碳（C（上）

1

或其他酸性氣體發生化學反應.中和氫氧化鈣,而生成碳酸鈣（CaCO：,兀

混凝土中因水泥石含有氫錮化鈣而呈堿性?在鋼筋表面形成堿性薄膜而保護鋼筋免遭酸

性介質的侵蝕，起到了“鈍化”保護作用。但混凝土的碳化，會導致埋置于混凝土中的鋼筋表面

的鈍化膜逐漸破壞,在水分及其他有害介質侵入的情況下?鋼筋就會發生腐蝕。

（2）氯離子（C1）的侵蝕

一般硅酸鹽水泥本身只含有少量的氯化物。若在混凝土拌制時加入了含氯化物的減水

劑,會使混凝土含有相當多的氯化物。就大多數情況而言.氯化物對混凝土的侵蝕是氯離子從

外界環境侵入已硬化的混凝土造成的。氯離子對混凝土結構的危害是多方面的?但最終表現

為鋼筋的腐蝕。

（3）堿集料反應

堿集料反應是指混凝土中的水泥在水化過程中釋放出的堿金屬，與含堿性集料中的堿活

性成分發生化學反應.生成堿活性物質。這種物質吸水后產生體積膨脹,造成混凝土開裂。堿

集料反應引起的混凝土開裂一般在混凝土表面形成網狀裂縫，并在裂縫處滲出白色凝膠物質。

堿集料反應引起的混凝土結構破壞程度,比其他耐久性破壞發展更快.后果更為嚴重。堿

集料反應一旦發生，則很難加以控制,一般不到兩年就會使結構出現明顯開裂。

（4）凍融循環破壞

滲入混凝土中的水在低溫下結冰膨脹，從內部破壞混凝土的微觀結構。經多次凍融循環

后，損傷積累將使混凝土剝落酥裂，強度降低.

（5）鋼筋銹蝕

混凝土中鋼筋腐蝕的首要條件是鈍化膜破壞,混凝土的碳化及氯離子侵蝕都會造成覆蓋

鋼筋表面的堿性鈍化膜的破壞,加之有水分和氧離子的侵入，就可能引起鋼筋的腐蝕。

鋼筋銹蝕伴有體積膨脹，使混凝土出現沿鋼筋的順筋裂縫,造成鋼筋與混凝土之間的黏結

力破壞，鋼筋截面面積減少，引起結構構件的承載力降低，變形和裂縫增大等一系列不良后果，

并隨著時間的推移，銹蝕會逐漸惡化.最終可能導致結構的完全破壞。因此?鋼筋銹蝕是嚴重

威脅混凝土結構耐久性最主要和最普遍的病害。

另一種情況是荷載作用或設計考慮不周、施工控制不嚴、養護管理不善等原因，引起混凝

土結構產生的如裂縫、麻面、蜂窩、空洞、剝落、磨損、露筋、鋼筋銹蝕等不同程度的病害。裂縫

是橋梁病害的集中表現.也是橋梁中最常見的病害。裂縫的成因,歸納起來有以F方面：

（D由外荷載引起的裂縫。

（2）由變形引起的裂縫,即主要由溫度、干縮、不均勻沉陷或膨脹等變形產生應力而引起的

裂縫。

（3）堿集料反應、鋼筋銹蝕等引起的裂縫.

1.1.2我國橋梁主要技術缺陷

目前,我國在役公路橋梁多建于20世紀50年代以后，限于當時的技術水平和歷史條

件.橋梁設計和施工水平不高,留下質量隱患,加上超重車作用頻繁.養護不及時等原因，在

役橋梁技術現狀不容樂觀。通過分析研究.公路橋梁的主要技術缺陷可以歸納為以下幾個

方面：

（D設計荷載標準偏低，承載能力不足。20世紀50年代至90年代末我國橋梁設計荷載

標準為汽車一10級、汽車一13級、汽車一15級、汽車一2。級、汽車超20級,現行標準為公路

II級、公路一1級。根據現行《公路工程技術標準》（JTGB012003）,橋梁設計荷載有公路

2

n級、公路i級。根據荷載等級公路ii級相當于汽車一20級這一標準判定,當時絕大多

數橋梁設計承載力不符合現行標準,屬于承載力不達標橋梁。有關研究分析表明.設計荷載為

汽車20級的橋梁承載力仍稍低于公路-H級標準,因此按此標準判定.建于20世紀80年

代至90年代末的汽車一20級的橋梁，承載力存在不足現象。因此，我國在役橋梁中承載力不

足的橋梁占相當大的比例。這些橋梁應予加固提級,使其承載力至少達到公路一II級。

（2）通行能力不足。這主要表現在橋面寬度不足;橋梁平面線形、縱斷面線形標準太低;橋

上通車凈空或橋下通航凈空不足。

（3）人為及自然因素引起結構的損壞。比如超出設計范圍的洪水、泥石流、浮冰、冰凍、地

震、強風、船舶撞擊,河道挖沙取石,橋梁基礎下伏空洞等,引起的橋梁結構局部損害。

（4）超期服役。建造于20世紀五六十年代的橋梁.設計使用壽命一般為30-50年，這些

橋梁目前仍在使用。

（5）超載運營。交通流量迅速增長.貨物運輸車輛中普遍存在、屢禁不止的超載現象，極大

地增加了路網中橋梁結構的負擔,低等級公路上的橋梁壓垮現象時有發生，高速公路橋梁也普

遍暴露出過早損壞的不正常現象。

（6）改計、施I：的先天不足。橋梁設計、使用材料和施工等存在一定的技術缺陷.隨著運營

時間的增加，其病害逐漸發展。

1.2橋梁常用加固方法

橋梁經過技術狀況評定及承載能力鑒定,確認經過加固能滿足結構安全或正常使用要求.

方可進行加固，加固工作的內容及范圍應根據評定結論和使用要求確定。

根據國內外已有的經驗，舊橋加固技術基本上有三種類型:加強薄弱構件;增加或更換橋

梁構件;改變結構受力體系等。工程中最常用的加固方法有:增大截面加固法、粘貼鋼板加固

法、粘貼纖維增強復合材料加固法、體外預應力加固法、改變結構體系加固法及增加構件加固

法等。

1.2.1增大截面加固法

增大截面加固法是在構件的單側、雙側、三側或四周外包加固。該法對提高結構的承載

力、剛度、穩定性及抗裂性都『常有效.混凝土受彎構件中受拉鋼筋不足且橋下凈空不受限制

時.可采用梁板底加大截面對原結構進行加固。如果受拉鋼筋配置充足,也可從梁板頂面加大

截面（如在舊橋川I固改造時鑿除原混凝上鋪裝.并通過種植鋼筋技術,新筑混凝土鋪裝層）,增

大結構的截面面積,大大提高「結構的整體受力性能,使上部各梁板的內力分配發生本質的變

化.受力更加均勻.有效減小了受力較大梁板的內力。但由于此法或多或少地增大了結構自

重.使基礎受力增大，因而必須注意可能出現的地基承載力不足的情況。

該方法可加固梁式橋.也可加固拱式橋梁（圖1-1?圖1-3）。根據加固目的和要求的不

同.可以是以增大截面為主的加固.可以是增配鋼筋為主的加固.也可以是兩種方法同時采用

的加固。

以增大截面為主時，為了保證補加混凝土正常工作?亦需適當配置構造鋼筋。以增配鋼筋

為主時?為了保證配筋的正常工作.亦需按鋼筋的間距和保護層厚度等構造要求決定適當增大

截面尺寸。加固中應將新舊鋼筋焊接?或用錨桿聯結原構件,同時將舊混凝土表面鑿毛清洗干

凈.確保新舊混凝土結合良好。

3

圖II增大截前法加固蓋萊

圖1-2增大截面法加固拱橋圖1-3增大攸血法加固墩桿

1.2.2粘貼鋼板加固法

粘貼鋼板加固法是用環軟樹脂系列黏結劑將鋼板粘貼在鋼筋混凝土結構物的受拉區或薄

弱部位?使之與原結構物形成共同受力的整體.以提高其抗彎、抗剪能力及剛度?改善原結構的

鋼筋及混凝土的應力狀態.限制裂縫的進一步發展?進而提高橋梁的承載能力與耐久性的加固

方法（圖1）。由于粘貼鋼板厚度有限.-股不超過1cm.因而它對剛度的提高效果并不顯若.

如果能與加大截面法聯合應用,加固效果將會大大提高

圖1-1空心板底粘貼綱板加固

4

混凝土強度標準值和設計值(MPa)表1-1

混攝士強度等級

符

強度種類號

C20C25C30C33C40CI5C50C55C60C65C70C75C80

強度IS.116.720.I23.126.829.632.435.538.541.54<1.547.450.2

標準值

AI.511.782.012.202.402.512.652.742.852.933.03.053.10

強度/n!9.211.513.816.118.420.522.424.426.528.530.532.434.6

設計值

/.d1.061.231.39I.521.651.7J1.831.891.962.022.072.102.14

混凝土的彈性模量(X10^MPa)表1-2

混凝土強度等級C20C25C30C35C40C-I5C50C55C60C65C70C75C80

Ec2.552.803.003.153.253.353.451553.603.653.703.753.80

注：I.混凝土剪變模質按表中數值的。"倍梟用.

2.對高強混凝土.當采用引氣劑及較高砂率的泵送混凝土且無實測數據時.表中C50?C8C的匕值應乘折減系

數0.95.

由于需要加固橋梁的修建年代均較早,按現行規范驗算承載力時,原橋混凝土標號和《公

路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范》(JTGD62—2004)規定的混凝土強度等級的變

換關系見表1-30

混凝土標號與混凝土強度等級變換關系表1-3

原規范混凝土標號202530354045505560

混凝土強度等級Cl8C23C28C33C38C43C48C53C58

注:變換后的強度取值按表1-1中的數值用直線插入法求得n

2.加固用混凝土性能要求

結構加固用混凝土應具備強度高、變形小等特點。混凝土及其配制所用材料符合以下

要求：

(1)橋梁結構加固用混凝土的強度等級應比原結構構件提高一級.且不得低于C3O；當采

用預應力混凝土進行加固時.其強度等級不得低于CIOo

(2)水泥的品種、性能和質量應滿足下列要求：

①應采用強度等級不低于32.5級的硅酸鹽水泥、快硬硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥；當

有耐腐蝕、耐高溫的要求時.應采用相應的特種水泥。

②當配制加固用聚合物砂漿時，所采用的水泥強度等級不應低于42.5級。

(3)集料的品種和質量應滿足下列要求：

①粗集料應選用質密、堅硬、強度高、耐久性好的碎石或卵石。對于主要承重構件,加固用

集料的最大料徑要求:拌和混凝土應不超過20mm,小石子混凝土不超過10mm。不得使用含

有活性二氧化硅石料制成的粗集料。

②細集料應使用中、粗砂,其細度模數宜控制在2.6~3.7之間。

(4)混凝土拌和用水應滿足下列要求：

①水中不應含有影響水泥正常凝結與硬化的有害雜質或油脂、糖類及游離酸類等。

②污水、pH值小于5的酸性水及含硫酸鹽量按S(￡計超過水的質量0.27mg/cm3的水

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不得使用.

③不得用海水拌制混凝土.

④供飲用的水。

（5）混凝土所摻的粉煤灰應是I級灰.且燒失量不應大于3%。

（6）當橋梁加固選用聚合物混凝土、微膨脹混凝土或合成短纖維混凝土時，應在施工前進

行試配,并應檢驗其強度、抗干縮性及耐腐蝕性。

（7）混凝土中摻用外加劑時,其質量及相關技術規定應符合《混凝土外加劑》（GB8076-

2008）與《混凝土外加劑使用技術規范》（GB50119—2003）的要求；不得使用含有氯鹽、亞硝酸

鹽、碳酸鹽和硫甄酸鹽類成分的外加劑；不應使用鋁粉作為混凝土的膨脹劑。

⑻橋面補強層混凝土除應具有黏結力強、收縮小、抗裂性能高外,還應具有足夠的韌性、

抗沖擊能力和抗滲性.并可以從施工工藝上采取適當的措施,改善混凝土的使用性能。

①使用外加劑.如防水劑.可增加混凝土密實度.提高抗滲性;摻入膨脹劑可使混凝土產生

適度膨脹.增強密實性.或配制補償收縮混凝土,減少I：縮裂縫,提高抗裂防滲能力等，使用外

加劑應注意合理選擇品種.進行必要的試驗?施1：時必須按產品說明書要求采用正確的摻入

法,嚴格控制摻入量,并適當延K攪拌時間和加強養護.

②纖維混凝土具有抗裂性、韌性、延伸率、抗沖擊力和抗滲能力均較高等特點.適用于橋面

補強加固。纖維一般采用合成纖維和鋼纖維.合成纖維應具備耐酸堿、高強度、變形能力大、低

導熱、抗老化和無吸水性和腐蝕性等特性.施工時不易結團.分散均勻.操作方便。鋼纖維宜采

用波形鋼纖維，長徑比在60?8（）之間.摻蜃控制在0.5%?3%為宜。

1.3.2鋼材

1.鋼材的主要力學性能

鋼材的力學性能通常是指鋼材試件在標準試驗條件下均勻拉伸、冷彎和沖擊等單獨作用

下表現出的各種力學性能。

1）鋼材在單向均勻受拉時的工作性能

鋼材的拉伸試驗通常是用規定形狀和尺寸的

標準試件,在常溫（20±5）力下以規定的應力或應變速度施加荷載進行的.鋼材拉伸試驗的力

學性能可以用試件拉伸應力一應變關系曲線來說明.圖I-8為低碳結構鋼材拉伸式驗的典型

應力一應變曲線。在整個試驗過程中.鋼材的受力大致可分為以下四個階段。

（1）彈性階段:鋼材技伸試驗的加、卸載過程中.對應于圖卜8中a點稱為比例極限，相應

應力為彈性極限應力,/c?當應力不超過人時.試件應力的增或減引起應變的增或減.在卸除

荷載后試件的變形能完全恢復?沒有殘余變形,故

階段為彈性階段。

（2）彈也性階段：當應力超過彈性極限應力

A，即■以后，曲線進入圖18中岫段，其間

鋼材不再是完全彈性,此時鋼材的變形包括彈性

和塑性變形兩部分.其中塑性變形在卸除荷載后

不能恢復.因此構件將留才i殘余變形。彈塑性階

段的變形增長率#/<1。繼續隨應力。的增加而加

快。圖1-8中〃點對應應力稱為屈服強度

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（3）屈服階段：當應力。達到屈服強度/,后.曲線進入圖1-8中A段.在此階段.應力基

本沒有變化，但變形持續增長.應力應變（ee）曲線形成屈服平臺。這時.應變急劇增長，

而應力卻在很小的范圍內波動,這個階段稱為屈服階段。對于碳含量較高的鋼或高強度

鋼,通常沒有明技的屈服平臺,規定用其對應于殘余應變&=0.2%的應力鬣2作為該鋼材

的屈服強度。

（4）強化階段:鋼材經過屈服階段較大的塑性變形以后.其內部組織因受力得到了調整，又

部分恢復了承受增長荷載的能力。應力應變）曲線又呈上升趨勢.進入圖1-8中的T

段,這個階段稱為鋼材的強化階段.變形增氏率比彈性階段和彈冊性階段大得多,即其變形模

量很低。試件對應于強化階段最高點的應力就是鋼材的抗拉強度

（5）頸縮階段:當鋼材應力達到極限強度/，以后.在試件承載能力最弱的截面處.橫截面

急劇收縮,局部明顯變細出現頸縮現象,曲線進入圖1-8中段。在這個階段.試件的伸長量

△I迅速增K.并且應力隨之下降.最后在頸縮處斷裂.

圖1-8中?試件拉斷后標距長度的伸長量△/與原標距長度/“的比值也常用百分數表示）

稱為鋼材拉伸的伸K率,即：

B4X100%=Z|TZux100%

式中:h試件拉斷后標距部分的長度.

鋼材的抗拉強度人是鋼材抗拉斷能力的極限。鋼材屈服強度與極限抗拉強度之比

fy/f,稱為屈強比，它是鋼材設計強度儲備的反映。./；/./；,越大.強度儲備越小，八/人越

小，強度儲備越大。但鋼材屈強比過小時其強度利用率低、不經濟.因此在要求屈服強度

的同時.還應要求鋼材具有適當的抗拉強度。一般來講,鋼材的屈強比最好保持在0.60

?0.75之間。

鋼材在彈性階段應力一應變呈線性正比例關系,其應變或變形很小.鋼材具有持續承受荷

載的能力。但在非彈性階段,鋼材屈服并暫時失去了繼續承受更大荷載作用的能力，鋼材應力

達到屈服強度時結構將產生很大的塑性變形?故結構的正常使用得不到保證.因此，在設計時

常常以屈服強度/；,作為鋼材應力的控制指標。

2）塑性性能

鋼筋除應具有足夠的強度外.還應具有一定的塑性變形能力。鋼筋的塑性性能通常用延

伸率指標來衡量，

鋼筋延伸率是指鋼筋試件上標距為KW或5d（d為鋼筋試件直徑）范圍內的極限伸氏率.

記為即或》,鋼筋的延伸率越大?表明鋼筋的塑性越好。

3）鋼材的冷彎性能

鋼材的冷彎性能是衡量鋼材在常溫下彎曲加工產生塑性變形時對出現裂紋抵抗能力的一

項指標。冷彎性能由冷彎試驗來確定.試驗時按規定的穹心直徑在試驗機上用沖頭加壓.使試

件彎曲180°。如試件外表面不出現裂紋或分屬現象.即為合格。鋼材的冷彎試驗不僅能宜接

檢驗鋼材的彎曲變形能力,還能暴露出鋼材的內部冶金和軋制缺陷,因此冷彎性能也是反映鋼

材在復雜應力狀態下塑性變形能力和質量的一項綜合指標。

,4）沖擊韌性

鋼材的沖擊韌性是指鋼材在沖擊荷載作用下吸收機械能的一種能力?是衡量鋼材抵抗可

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-40℃沖擊韌性要求。

3.鋼板

鋼板包括薄鋼板、厚鋼板、特厚鋼板和扁鋼等?鋼板規格采用“一寬X厚X長”或“一寬X

厚”的表示方法。薄鋼板一般采用冷軋法軋制?厚度為0.35?4mm；厚鋼板厚度為0.45?

60mm；特厚鋼板厚度大于60mm；扁鋼厚度為4?60mm,寬度為12?200mm.

加固用的鋼板應采用Q235鋼、Q345鋼、Q390鋼及Q42O鋼；對重要結構的焊接構件，應

采用Q235-B級、Q345-C級等可理性好的鋼材。

4.普通鋼筋

我國《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范》(JTGD622004)對混凝土結構使

用的普通鋼筋按照強度分為3個強度等級(表1-4K

普通熱軋鋼筋機械性能的規定表1-4

屈服應力抗拉強度外伸長率

品種冷彎

強度等級直徑a.(MPa)外(徐(％)

MPa)彎心直徑