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文檔簡介

1、1,橋梁文化概論,Chongqing JiaoTong University,橋梁加固設(shè)計(jì),向中富,2,橋梁存在的主要問題,3,橋梁與普通結(jié)構(gòu)物的不同點(diǎn),涉及面廣 跨徑(規(guī)模)大 空間性極強(qiáng) 設(shè)計(jì)與施工密切相關(guān) 施工難度與風(fēng)險(xiǎn)極大,4,影響橋梁發(fā)展的因素,橋梁事業(yè)發(fā)展與進(jìn)步的前提: 橋梁設(shè)計(jì)理論發(fā)展 橋用材料性能提高 橋梁施工技術(shù)進(jìn)步 橋梁管養(yǎng)水平提升,5,橋梁事故,橋梁功能:跨越承載的工程結(jié)構(gòu) 開放公共的大眾建筑 形式多樣的人文景觀 溝通交流的社交渠道 橋梁事故后果:對國家形象、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會運(yùn)轉(zhuǎn)、百姓 生活 等產(chǎn)生不利影響。,6,橋梁事故,施工事故結(jié)構(gòu)或施工設(shè)備垮塌、人員傷亡、質(zhì)量事故 。

2、 運(yùn)營事故橋梁垮塌、人員傷亡、交通中斷。 事故原因人為因素(歷史局限、決策失誤、管理混亂) 自然災(zāi)害(地震、洪水、泥石流、滑坡、崩塌 落石、風(fēng)災(zāi)、冰災(zāi)、火災(zāi)及其次生 災(zāi)害) 橋梁病害(開裂、下?lián)?。?7,中國已成為世界橋梁大國?YES,1988年,全國共有橋梁12萬余座, 2013年,全國橋梁數(shù)超過70萬座, 中國已成為橋梁大國!,8,中國已成為世界橋梁強(qiáng)國?NO,中國還稱不上世界橋梁強(qiáng)國的原因之一是: 質(zhì)量控制還不夠理想 橋梁質(zhì)量評價(jià)體現(xiàn)在“安全、功能?!薄?其中:安全性保證橋梁服役期沒有風(fēng)險(xiǎn); 功能性保證橋梁正常服役。,9,服役橋梁問題、病害,缺少標(biāo)志、標(biāo)牌,管理失控: 超載、火災(zāi)。 橋面

3、防排水失效: 影響正常安全行車、導(dǎo)致結(jié)構(gòu)安全隱患。 鋪裝、欄桿破損、殘缺: 影響行車、行人安全、車輛沖擊增加結(jié)構(gòu)受力負(fù)擔(dān)。,10,服役橋梁問題、病害,支座安全精度差,伸縮裝置、支座破損、失效: 改變橋梁結(jié)構(gòu)受力模式,危及結(jié)構(gòu)穩(wěn)定及受力安全。 橋梁結(jié)構(gòu)開裂、破損: 結(jié)構(gòu)強(qiáng)度降低,危及結(jié)構(gòu)承載能力安全。 橋梁強(qiáng)度、穩(wěn)定和剛度不滿足使用要求: 危及結(jié)構(gòu)使用安全。,11,服役橋梁存在的主要問題,混凝土橋梁加速下?lián)希?橋梁破壞的前兆!必須及時評估判斷! 1977年建造的世界最大跨徑混凝土梁橋(241米),1993年測得 的跨中下?lián)?.4米,1996年3月采用8根體外索加固,6個月后垮塌。 橋梁基礎(chǔ)沖刷:

4、 危及橋梁安全!,12,服役橋梁問題、病害,橋梁火災(zāi),重慶某橋被嚴(yán)重?zé)齻?13,服役橋梁問題、病害,船只撞擊垮塌,廣東某橋,江蘇某橋,14,服役橋梁問題、病害,超載導(dǎo)致垮塌,山西某橋在182噸重負(fù) 下終于未能挺住,15,服役橋梁問題、病害,橋梁洪災(zāi),遼寧某橋被洪水沖垮,16,服役橋梁問題、病害,地震災(zāi)害,17,服役橋梁問題、病害,橋梁鋼結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)缺陷、銹蝕、疲勞等導(dǎo)致垮塌:,18,服役橋梁問題、病害,橋梁混凝土涂裝保護(hù)不夠: 主要針對腐蝕環(huán)境中的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),以日本為例,混凝土涂裝的發(fā)展經(jīng)歷了較長過程: 60年代 混凝土結(jié)構(gòu)大量使用,曾認(rèn)為不需維護(hù) 70年代 混凝土裂紋,鋼筋銹蝕 80年代 腐

5、蝕嚴(yán)重,國土交通部制定混凝土修復(fù)標(biāo)準(zhǔn) 90年代 高速道路管理集團(tuán)制定混凝土涂裝及FRP補(bǔ)修基準(zhǔn) 2000年 路橋集團(tuán)制定了混凝土塊剝落防止對策手冊,19,橋梁問題、病害的主要原因,發(fā)展速度與基礎(chǔ)研究、技術(shù)儲備間存在矛盾 規(guī)范不夠完善 設(shè)計(jì)、施工對工程的責(zé)任意識不夠 監(jiān)理作用發(fā)揮不夠 施工質(zhì)量欠佳 管理養(yǎng)護(hù)不到位,20,混凝土簡支、簡支連續(xù)梁橋主要病害,欄桿破損 橋面鋪裝破損 支座周圍堵塞、卡死、銹蝕、 剪切破壞、偏壓破壞 伸縮縫破損、堵塞抵死 錐坡垮塌 橋頭跳車 預(yù)制吊裝空心板鉸縫破損(單板受力)、空心板頂板破損 預(yù)制吊裝T梁橫隔板聯(lián)接破損(降低結(jié)構(gòu)整體受力性能),21,混凝土簡支、簡支連續(xù)梁

6、橋主要病害,原有設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)低,結(jié)構(gòu)承載力不滿足現(xiàn)行荷載要求 結(jié)構(gòu)開裂(簡支梁跨中橫向開裂、跨端腹板斜向開裂)、鋼筋銹蝕、預(yù)應(yīng)力損失等導(dǎo)致承載力不足 梁體超限下?lián)?,不滿足正常使用要求 超載導(dǎo)致結(jié)構(gòu)受損甚至垮塌 支座原因、墩旁堆載、墩旁施工等引起橋墩偏位 橋臺開裂、位移 沖刷引起墩臺基礎(chǔ)懸空 船撞、車撞引起墩臺、梁體受損,22,連續(xù)梁、連續(xù)剛構(gòu)橋開裂,近年來,由于在設(shè)計(jì)方法、施工質(zhì)量控制和運(yùn)營養(yǎng)護(hù)中存在的諸多缺陷和不足,大跨徑連續(xù)梁、連續(xù)剛構(gòu)橋往往建成時間不長就出現(xiàn)病害,最主要是開裂和超限下?lián)?。不但?dǎo)致養(yǎng)護(hù)費(fèi)用的大幅增加,損害橋梁的美觀,更重要的是造成交通運(yùn)營和結(jié)構(gòu)安全度的降低,其發(fā)展受到嚴(yán)重制

7、約。,23,裂縫形態(tài),箱梁裂縫: 影響結(jié)構(gòu)剛度和耐久性,24,裂縫形態(tài),箱梁裂縫: 影響結(jié)構(gòu)剛度和耐久性,25,裂縫原因,設(shè)計(jì)主拉應(yīng)力控制 主拉應(yīng)力限值偏高,以50#混凝土為例,JTJ 023-85規(guī)范主拉應(yīng)力的控制限在2.42.7MPa,同期先進(jìn)國家的規(guī)范主拉應(yīng)力的控制限在1.0MPa左右僅為85規(guī)范的一半甚至更低。我國2004橋規(guī)已大幅調(diào)低了主拉應(yīng)力限值到1.0MPa左右。 主拉應(yīng)力的計(jì)算由于不考慮箱梁的空間效應(yīng)而造成計(jì)算值偏低。 腹板厚度減薄的分界點(diǎn)不適當(dāng)。腹板厚度變化對箱梁截面應(yīng)力狀態(tài)的變化通常十分敏感,一般箱梁設(shè)計(jì)腹板厚度變化處取在1/4跨處,往往造成1/4跨截面的正應(yīng)力、剪應(yīng)力和主

8、拉應(yīng)力較大的提升。,26,裂縫原因,設(shè)計(jì)主拉應(yīng)力控制 梁高變化曲線采用不合理。梁高收得過快將直接導(dǎo)致截面內(nèi)的剪應(yīng)力和主拉應(yīng)力的快速升高,在1/4跨斷面會造成主拉應(yīng)力控制緊張。 邊跨偏長則其整體剛度偏小,在恒載與活載作用下,梁端現(xiàn)澆段會出現(xiàn)較大的主拉應(yīng)力。,27,裂縫原因,設(shè)計(jì)箱梁溫度應(yīng)力的控制 箱梁橋的溫度場受到橋梁走向、材料特性、截面構(gòu)造和環(huán)境條件的影響。由于箱梁的空間幾何閉合特性,其箱梁的溫度應(yīng)力的控制遠(yuǎn)比T梁復(fù)雜。箱梁溫度梯度產(chǎn)生的應(yīng)力比活載產(chǎn)生的應(yīng)力還要大。頂、底板和腹板的水平裂縫占有不小的開裂比例,溫差控制的不足不能不說是造成箱梁斷面薄弱部位縱向開裂及腹板斜裂縫的重要原因。,28,裂

9、縫原因,設(shè)計(jì)箱梁的預(yù)應(yīng)力設(shè)計(jì) 傳統(tǒng)上,除有頂、底板束外還有下彎束、上彎束以及連續(xù)束,配束復(fù)雜,施工不便。上世紀(jì)80年代末僅采用頂、底板束,完全依賴豎向預(yù)應(yīng)力抗剪的直束布束方式。由于沒有彎束,90%的腹板長度都沒有縱向預(yù)應(yīng)力束穿過,混凝土的施工獲得了極大的改善,同時鋼束不彎折預(yù)應(yīng)力損失也大為降低,遺憾的是:采用直束布束方式預(yù)應(yīng)力箱梁橋,其腹板開裂程度要遠(yuǎn)大于彎束布置的方式。原因是:豎向預(yù)應(yīng)力不可靠,特別在梁高較小梁端,跨度1/41/2梁段。 橫向束布置不合理,包括頂板、底板。,29,裂縫原因,施工預(yù)應(yīng)力施工控制的影響 為了搶工期,混凝土箱梁節(jié)段施工周期為往往僅5-7天。實(shí)際中,多數(shù)在3天就開始預(yù)

10、應(yīng)力束筋張拉,給橋梁的承載能力帶來無法挽回的影響:預(yù)應(yīng)力損失增大、收縮徐變增加,是橋梁下?lián)虾烷_裂的重要原因。,30,裂縫原因,施工預(yù)應(yīng)力施工控制的影響 預(yù)應(yīng)力束、筋孔道壓漿飽滿度始終是一個難題。 有效預(yù)應(yīng)力、預(yù)應(yīng)力不均勻度控制不力也有影響。 預(yù)應(yīng)力失效。 施工混凝土質(zhì)量施工控制影響 混凝土的質(zhì)量也是導(dǎo)致箱梁橋開裂的一個重要因素。包括蜂窩、麻面、孔洞、露筋、剝落、起鼓、坑槽、滲水、預(yù)應(yīng)力管道未壓漿或不飽滿、鋼筋銹脹,混凝土干縮、漏漿、脹模和澆、拼接縫不平和開裂等。,31,裂縫原因,施工混凝土質(zhì)量施工控制影響 箱梁混凝土強(qiáng)度高是其優(yōu)點(diǎn),但同時水化熱和收縮也大,抗拉強(qiáng)度與抗壓強(qiáng)度的比較普通混凝土低,

11、對混凝土的配比設(shè)計(jì)以及施工養(yǎng)護(hù)提出了更高的要求。 高強(qiáng)混凝土設(shè)計(jì)中水泥和水的用量是關(guān)鍵,水泥含量過高產(chǎn)生水化熱高,很容易在箱梁混凝土內(nèi)形成溫度場,產(chǎn)生自生應(yīng)力。水泥含量低,則強(qiáng)度不能保證。,32,裂縫原因,養(yǎng)護(hù)超載影響 橋梁使用荷載超過設(shè)計(jì)荷載,導(dǎo)致結(jié)構(gòu)受力開裂,如箱梁橫橋向開裂、腹 板斜向剪力裂縫、箱梁頂板縱向裂縫等。 養(yǎng)護(hù)橋面鋪裝破損導(dǎo)致車輛沖擊影響 橋梁使用荷載長期對箱梁進(jìn)行沖擊,尤其是處于下坡路段末端的橋梁,容 易導(dǎo)致箱梁頂板破損、裂縫等。,33,連續(xù)梁、連續(xù)剛構(gòu)橋水害,橋面排水不暢,致使橋面積水,不但影響行車安全,還導(dǎo)致箱梁結(jié)構(gòu)受到滲水侵蝕。 橋面防水構(gòu)造缺失或破損(尤其是施工用空洞

12、未封填),導(dǎo)致箱梁結(jié)構(gòu)受到滲水侵蝕和箱內(nèi)積水、淤泥。 橋頭排水處治不到位,導(dǎo)致箱內(nèi)積水,嚴(yán)重影響結(jié)構(gòu)安全。,34,連續(xù)剛構(gòu)橋超限下?lián)?主梁超限下?lián)希?影響結(jié)構(gòu)承載力和使用功能,主梁突變下?lián)希?結(jié)構(gòu)存在重大安全隱患,需高度重視,35,拱橋主要病害,橋面系、下部結(jié)構(gòu)病害與梁橋類似 主拱圈橫向、縱向開裂 實(shí)腹式拱橋拱上側(cè)墻外移、與拱圈分離 梁式拱上建筑病害與梁式橋類似 中下承式拱橋吊桿、系桿防護(hù)破損及鋼筋銹蝕、錨頭積水及銹蝕 鋼管混凝土拱橋拱圈防護(hù)破損及銹蝕 拱圈變形(下?lián)?、外傾)、拱腳變位(豎、水平向位移、轉(zhuǎn)動),36,拱橋主要病害,37,拱橋主要病害,38,拱橋主要病害,主拱圈突發(fā)開裂或裂縫不斷

13、發(fā)展 主拱圈軸線突發(fā)變形 主拱圈拱腳突發(fā)變位 中下承式拱橋吊桿、系桿病害 拱圈恒載(拱上及懸吊結(jié)構(gòu))及布置改變,39,斜拉橋主要病害,橋面系及下部結(jié)構(gòu)與梁、拱橋梁類似 斜拉索防護(hù)破損、鋼筋銹蝕甚至斷裂 斜拉索減震構(gòu)造失效,導(dǎo)致斜拉索疲勞斷裂 主梁縱向減震構(gòu)造失效 斜拉索錨頭積水、銹蝕 橋塔、主梁開裂(混凝土)、銹蝕(鋼結(jié)構(gòu)) 橋塔主梁線形、位置變化,40,斜拉橋主要病害,41,斜拉橋主要病害,斜拉索索力突變 橋塔、主梁線形突變 橋塔、主梁突發(fā)開裂 斜拉索減震構(gòu)造失效,42,懸索橋主要病害,橋面系及下部結(jié)構(gòu)與梁、拱橋類似 主纜防護(hù)破損、積水,導(dǎo)致鋼筋銹蝕甚至斷裂 索鞍卡死、銹蝕 隧道錨周圍巖體松

14、動、受到施工等擾動,影響錨固效果 隧道錨錨室內(nèi)積水、除濕設(shè)備損壞,導(dǎo)致主纜錨固構(gòu)造銹蝕 吊桿防護(hù)破損、積水、導(dǎo)致鋼筋銹蝕甚至斷裂。 吊桿錨頭積水、銹蝕 索塔、加勁梁開裂(混凝土)、銹蝕(鋼結(jié)構(gòu)) 橋塔、加勁梁線形、位置變化,43,懸索橋主要病害,44,懸索橋主要病害,主纜嚴(yán)重銹蝕、索鞍卡死 隧道錨周圍巖體松動、受到施工等擾動 橋塔、主梁突發(fā)開裂 支座、伸縮縫卡死,45,鋼結(jié)構(gòu)橋梁主要病害,銹蝕。 桿件變形。 開裂、焊縫脫落。 聯(lián)接構(gòu)造破壞。 螺栓斷裂脫落。 腐蝕。,46,充分認(rèn)識設(shè)計(jì)的主導(dǎo)地位,大多數(shù)工程問題均與設(shè)計(jì)缺陷、設(shè)計(jì)不當(dāng)有關(guān)。 如何避免設(shè)計(jì)缺陷,提高其設(shè)計(jì)的合理性、可靠性是擺在設(shè)計(jì)者

15、面前的一個課題,設(shè)計(jì)者必須充分認(rèn)識設(shè)計(jì)的主導(dǎo)地位,將自己的工作視為保證工程質(zhì)量以及長期使用安全、耐久工作鏈條的一個關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)上,不斷提高質(zhì)量意識與設(shè)計(jì)質(zhì)量。,47,繼承傳統(tǒng),創(chuàng)新技術(shù),橋梁設(shè)計(jì)中將創(chuàng)新技術(shù)理解為擯棄傳統(tǒng)的東西是不正確的。 中國橋梁具有優(yōu)良的技術(shù)、工藝傳統(tǒng),具有1400余年歷史的趙州橋充分顯示了中國橋梁在世界上的崇高地位。然而,最具民族特色,最適合于中小跨徑橋梁,承載潛力最大,管養(yǎng)投入最少的拱式橋梁(特別是石拱橋)在一般跨徑橋梁建設(shè)中所占的比例越來越小,更多的是采用混凝土橋梁。最主要的理由是拱橋施工工序復(fù)雜,質(zhì)量控制困難。事實(shí)上,混凝土橋梁建設(shè)質(zhì)量受到“人為因素”影響更多,其長期耐

16、久性能并不比石拱橋強(qiáng),而因?yàn)槭┕げ蛔兓蛸|(zhì)量控制困難而摒棄經(jīng)過長期實(shí)踐檢驗(yàn),長期使用安全、耐久性能更好的拱式橋梁有些難以理解。,48,合理的橋梁結(jié)構(gòu)體系和構(gòu)造,采用合理的橋梁結(jié)構(gòu)體系和構(gòu)造是保證橋梁安全耐久的前提。 安全耐久的橋梁結(jié)構(gòu)體系和構(gòu)造應(yīng)在工程實(shí)踐中逐漸定型,在實(shí)踐中已發(fā)現(xiàn)問題較多的橋梁結(jié)構(gòu)體系和構(gòu)造應(yīng)予以限制,易斷裂、易損壞者則應(yīng)盡量避免。以中小跨徑橋梁為例,我國從簡支梁到先簡支后橋面連續(xù),從先簡支后橋面連續(xù)到目前廣泛采用的先簡支后結(jié)構(gòu)連續(xù)梁橋和先簡支后墩梁固結(jié)梁橋,充分體現(xiàn)了橋梁結(jié)構(gòu)形式的優(yōu)化。而美國的中小跨徑橋梁主要采用墩梁一體化設(shè)計(jì),既可增加行車舒適性,也增強(qiáng)了橋梁的抗震性能,同

17、時減少支座養(yǎng)護(hù)費(fèi)用。,49,不斷更新設(shè)計(jì)理念,提高橋梁設(shè)計(jì)可靠性,橋梁設(shè)計(jì)本身就是一項(xiàng)創(chuàng)造性的工作。 橋梁設(shè)計(jì)是否滿足要求的判別標(biāo)準(zhǔn)中,滿足規(guī)范規(guī)定僅是最低要求,更高的要求應(yīng)是橋梁結(jié)構(gòu)體系、構(gòu)造設(shè)計(jì)的合理性以及橋梁長期使用安全、耐久性。設(shè)計(jì)中,需要重新認(rèn)識橋梁“最不利”狀態(tài),計(jì)入一切可能出現(xiàn)的不利因素,提高設(shè)計(jì)的可靠性。例如,對于通航河流上的橋梁,通常僅強(qiáng)調(diào)通航孔橋墩橋墩防撞設(shè)計(jì),但事實(shí)上,非通航孔并不就等于船只一定不會前往(廣東九江橋事故就是一例),且僅靠管理是難以避免的,設(shè)計(jì)時必須留有足夠余地,以便應(yīng)對難以預(yù)料的風(fēng)險(xiǎn)。,50,精細(xì)化設(shè)計(jì),提高橋梁設(shè)計(jì)質(zhì)量,橋梁設(shè)計(jì)是一項(xiàng)十分細(xì)致的技術(shù)工作。

18、 一般橋梁設(shè)計(jì)中僅注重橋梁構(gòu)件強(qiáng)度、橋梁整體剛度等是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,必須重視每一個構(gòu)造細(xì)節(jié)的處理,重視每一個根桿件、部位的受力狀態(tài)及耐久性,重視橋梁的整體穩(wěn)定性,實(shí)現(xiàn)橋梁精細(xì)化設(shè)計(jì),從設(shè)計(jì)上保證橋梁施工質(zhì)量的可控性。美國明尼阿波利斯大橋垮塌原因被認(rèn)為是橋梁結(jié)構(gòu)自身屬于易斷裂的結(jié)構(gòu)(Fracture -critical),或無富余傳力途徑結(jié)構(gòu)(Non-load-path-redundant),因節(jié)點(diǎn)板斷裂而發(fā)生垮塌。這說明橋梁設(shè)計(jì)時不僅注意滿足規(guī)范要求,還應(yīng)充分考慮橋梁整體及每一構(gòu)件在設(shè)計(jì)服役期內(nèi)的可靠性和耐久性。近年來常見的高架橋、匝道橋整體垮塌也是橋梁精細(xì)化設(shè)計(jì)不足的表現(xiàn)。高架橋、匝道橋整體垮塌

19、的原因之一就是橋梁設(shè)計(jì)時僅注重強(qiáng)度、剛度,忽略了橋梁整體穩(wěn)定性的驗(yàn)算,導(dǎo)致支承設(shè)計(jì)不當(dāng)或錯誤。,51,強(qiáng)調(diào)橋梁設(shè)計(jì)的可控性和可靠性,設(shè)計(jì)的可靠性對保證橋梁在設(shè)計(jì)服役期內(nèi)安全運(yùn)營至關(guān)重要。 設(shè)計(jì)的可靠性除與“規(guī)范”的正確性有關(guān)外,更重要的是要求相關(guān)責(zé)任人隨時注意新技術(shù)的發(fā)展,確保在橋梁設(shè)計(jì)、施工、養(yǎng)護(hù)過程中的相關(guān)人員的責(zé)任要求。加拿大地拿康可德橋和美國明尼阿波利斯大橋兩例事故中,都因最初的設(shè)計(jì)失誤和后期施工與養(yǎng)護(hù)中未能發(fā)現(xiàn)問題所致,所以,提高工程技術(shù)人員的知識水平和責(zé)任感是避免橋梁垮塌的重要一環(huán)。,52,強(qiáng)調(diào)橋梁設(shè)計(jì)的可控性和可靠性,橋梁質(zhì)量的可控性表現(xiàn)在設(shè)計(jì)中對施工質(zhì)量可控性的考慮。 施工方法

20、與工藝選擇中對質(zhì)量的考慮以及管養(yǎng)策略中對保證橋梁健康狀態(tài)維持可能性的考慮。以鋼筋混凝土橋墩設(shè)計(jì)為例,個別設(shè)計(jì)因片面考慮鋼筋的作用,致使鋼筋過分密集,導(dǎo)致混凝土難以澆筑密實(shí),給結(jié)構(gòu)安全留下隱患,嚴(yán)重者可能引起橋梁垮塌。所以,必須強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)對施工質(zhì)量可控性的考慮。,53,橋型方案選定應(yīng)考慮的因素,橋型方案與設(shè)計(jì)任務(wù)書要求的符合性。包括橋梁的功能、橋下凈空、上級主管部門或業(yè)主對橋梁型式、施工工期、工程造價(jià)等的特殊要求等。 結(jié)構(gòu)體系與構(gòu)造的合理性。主要從結(jié)構(gòu)體系力學(xué)性能與具體構(gòu)造上考慮橋梁受力是否合理、明確,力學(xué)分析與設(shè)計(jì)上是否存在困難,是否需要進(jìn)行專門研究,結(jié)構(gòu)體系性能是否具有先進(jìn)性,是否能保證長期使

21、用安全等。,54,橋型方案選定應(yīng)考慮的因素,橋梁使用性能良好性。橋梁建成后是否具有良好的使用性能,包括行車舒適性等。 橋梁施工技術(shù)可行性。主要考慮所擬橋型方案在施工上是否存在某些困難(結(jié)合當(dāng)時、當(dāng)?shù)氐氖┕l件及承包商的施工能力考慮),能否滿足工期要求、是否存在潛在施工風(fēng)險(xiǎn)以及對投資有何影響等。,55,橋型方案選定應(yīng)考慮的因素,橋用材料可行性。主要考慮建橋材料的供應(yīng)情況。 橋梁與環(huán)境的協(xié)調(diào)性。橋梁景觀及建成后與周圍環(huán)境是否協(xié)調(diào),特別是城市橋梁美觀問題往往可能成為方案取舍的關(guān)鍵。 橋梁使用維護(hù)方便性??紤]橋梁在使用中維護(hù)工作量的大小,維修是否方便,對既有交通有何影響、維護(hù)費(fèi)用等。,56,橋型方案選

22、定應(yīng)考慮的因素,橋梁全壽命成本合理性。所選方案應(yīng)盡可能實(shí)現(xiàn)全壽命成本最低。 橋型方案的地域性。在選擇方案時還應(yīng)考慮橋梁所在地區(qū)習(xí)慣與接受能力等。 橋梁耐久性。主要結(jié)構(gòu)材料、關(guān)鍵構(gòu)造等的壽命必須滿足橋梁使用壽命要求。,57,橋梁養(yǎng)護(hù)的重要性,即使是設(shè)計(jì)、施工質(zhì)量均好的橋梁,其使用價(jià)值(特別是安全性)隨著橋梁的使用時間增加而不斷降低,當(dāng)使用價(jià)值降至安全限值時,必須通過養(yǎng)護(hù)及維修加固,維持、提高其使用價(jià)值,該過程在設(shè)計(jì)期限內(nèi)持續(xù)發(fā)生。 為了確保橋梁健康、安全,養(yǎng)護(hù)不容忽視。如果養(yǎng)護(hù)到位,使用價(jià)值維持過程發(fā)生頻度就會低得多;假如橋梁設(shè)計(jì)、施工質(zhì)量均好,養(yǎng)護(hù)就相對容易。遺憾的是:材料仍然會有缺陷、許多構(gòu)

23、件的壽命有限,支座和伸縮縫需要保健、更換。 ; 例如,斜拉索的壽命至少30 年,要能達(dá)到該壽命,定時的檢測和養(yǎng)護(hù)是不可或缺的! 養(yǎng)護(hù)的程序和時程都應(yīng)該在設(shè)計(jì)時予以充分考慮。養(yǎng)護(hù)和更換部分構(gòu)件的成本也應(yīng)該考慮。如果設(shè)計(jì)未考慮,管養(yǎng)部門應(yīng)予以補(bǔ)充。,58,橋梁養(yǎng)護(hù)的重要性,對于設(shè)計(jì)壽命一百年(120、150年)的橋梁,因?yàn)樵O(shè)計(jì)、施工、養(yǎng)護(hù)質(zhì)量的不到位,致使橋梁壽命降低,提前重建,例如僅30年就重建,就相當(dāng)于損失了70%的經(jīng)濟(jì)效益。 如此大的損失,社會是難以負(fù)擔(dān)的,這實(shí)際上是把維修,重建,甚至危害遺留給我們的下一代。極不公平! 應(yīng)當(dāng)引起大家的重視。,59,橋梁養(yǎng)護(hù)的重要性,建設(shè)速度快,設(shè)計(jì)、施工、

24、監(jiān)理難免不到位,橋梁工程先 天性質(zhì)量值得高度重視。橋梁 設(shè)計(jì)35月,施工13年,管 養(yǎng)則需100年,可見, 橋梁能 否100年安全使用的關(guān)鍵就落到 維護(hù)與加固上。,60,橋梁維護(hù)加固重要性,五倍定律(美國): 混凝土結(jié)構(gòu)新建時 少投入 1美元 開始出現(xiàn)銹蝕時 維修需 5美元 表面順筋開裂時 維修需 25美元 嚴(yán)重腐蝕破壞時 維修需 125美元,61,搞好橋梁養(yǎng)護(hù)的對策,作好十到位: 認(rèn)識到位、組織到位、人才到位、經(jīng)費(fèi)到位、技術(shù)到位、專業(yè)到位、條件到位、規(guī)范到位、信息到位、監(jiān)管到位 完善管養(yǎng)(日常養(yǎng)護(hù)、監(jiān)測、檢測、評估、加固)規(guī)范化 嚴(yán)格管養(yǎng)(日常養(yǎng)護(hù)、監(jiān)測、檢測、評估、加固)監(jiān)管 提高從業(yè)人員

25、素質(zhì),確保管養(yǎng)專業(yè)力量 保證投入,改善條件,積極引進(jìn)新的理念、技術(shù)、工藝,62,橋梁狀態(tài)評估,63,橋梁狀態(tài)評估=人體定期體檢,橋梁維修加固決策的主要依據(jù)橋梁狀態(tài)評估 橋梁日常檢查評估 橋梁定期檢查評估 橋梁特殊檢查評估 實(shí)時狀態(tài)監(jiān)測評估,64,橋梁特殊檢查評估,橋梁結(jié)構(gòu)靜力檢算評估: 荷載標(biāo)準(zhǔn)的確定? 施工過程的考慮?特別施工缺乏設(shè)計(jì)(竣工)文件時! 材料劣化影響的合理計(jì)及?如根據(jù)銹蝕、混凝土碳化等 預(yù)應(yīng)力損失的合理計(jì)入? 結(jié)構(gòu)損傷(如開裂)的識別與合理模擬?(結(jié)構(gòu)損傷識通常包括靜力參數(shù)識別法、動力參數(shù)識別法、基于統(tǒng)計(jì)分析識別法和基于智能算法識別法等 ) 。,65,橋梁特殊檢查評估,橋梁結(jié)構(gòu)

26、疲勞分析評估: 橋梁結(jié)構(gòu)(鋼結(jié)構(gòu)、斜拉索等)疲勞,通常指在交變荷載的反復(fù)作用下, 結(jié)構(gòu)發(fā)生低名義應(yīng)力斷裂破壞的現(xiàn)象。 疲勞破壞經(jīng)歷:裂紋的形成、裂紋的緩慢發(fā)展、結(jié)構(gòu)的迅速斷裂。 疲勞分析模擬難度大,特別是荷載模擬、初始損傷影響模擬等。 實(shí)橋結(jié)構(gòu)疲勞試驗(yàn)難度大,特別是試件獲取(活檢)等。 橋梁結(jié)構(gòu)使用壽命分析困難。,66,橋梁特殊檢查評估,橋梁結(jié)構(gòu)荷載試驗(yàn)評估: 試驗(yàn)對象選?。?試驗(yàn)參數(shù)確定與獲??? 加載過程中結(jié)構(gòu)狀態(tài)變化識別? 通過對有限的荷載試驗(yàn)結(jié)果判定全橋結(jié)構(gòu)狀態(tài)?。,67,橋梁特殊檢查評估,橋梁結(jié)構(gòu)特殊檢查評估相關(guān)理論與技術(shù)需要急需深入研究! 帶有各種損傷的橋梁結(jié)構(gòu)真實(shí)力學(xué)狀態(tài)模擬分析理

27、論與方法、橋梁結(jié)構(gòu)剩余壽命分析理論與方法等等。,68,橋梁狀態(tài)監(jiān)測評估,監(jiān)測什么? 監(jiān)測那里? 監(jiān)測頻率? 溫度等外界因素影響監(jiān)測? 監(jiān)測響應(yīng)與結(jié)構(gòu)實(shí)際狀態(tài)間的關(guān)系? 監(jiān)測預(yù)警?,69,橋梁狀態(tài)評估,常用的橋梁狀態(tài)評估理論和方法有: 外觀調(diào)查評定法 以設(shè)計(jì)規(guī)范為基礎(chǔ)的驗(yàn)算評定法 基于荷載試驗(yàn)的方法 基于可靠度理論的方法 承載能力的計(jì)算機(jī)有限元模擬 常規(guī)綜合評價(jià)法 專家系統(tǒng)評定方法 灰色關(guān)聯(lián)度評價(jià)法 模糊綜合評判法 摸糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法 特爾斐專家評估法 層次分析法(AHP),70,橋梁狀態(tài)監(jiān)測評估,至今,沒有一種評估方法能夠?qū)Ω鞣N條件下的橋梁狀態(tài)做出準(zhǔn)確的評估,橋梁狀態(tài)監(jiān)測評估理論與技術(shù)研究任重道遠(yuǎn)

28、!,71,橋梁狀態(tài)監(jiān)測評估,長壽命智能傳感器的研發(fā) 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用 通過對結(jié)構(gòu)建設(shè)過程施工控制信息與營運(yùn)過程的信息構(gòu)建全壽命的結(jié)構(gòu)安全評價(jià)體系 。成為新的研究熱點(diǎn),72,橋梁狀態(tài)評估實(shí)用方法,了解橋梁設(shè)計(jì)情況 掌握橋梁施工中存在的問題及成橋狀態(tài) 摸清橋梁歷次檢查、評估情況及病害變化情況 據(jù)實(shí)確定材料劣化情況及用于理論分析的折減系數(shù) 建立合理的,并計(jì)入病害影響的結(jié)構(gòu)分析模型 進(jìn)行必要的荷載試驗(yàn),73,橋梁加固設(shè)計(jì),74,橋梁狀態(tài)評估實(shí)用方法,75,橋梁狀態(tài)評估實(shí)用方法,76,橋梁加固設(shè)計(jì)規(guī)范頒布的意義,樹立橋梁維護(hù)加固意識 統(tǒng)一橋梁維護(hù)加固認(rèn)識 規(guī)范橋梁維護(hù)加固行為 提高橋梁維護(hù)加固質(zhì)量 保證

29、橋梁維護(hù)加固效益,77,橋梁加固設(shè)計(jì)規(guī)范體系,總則,一般規(guī)定,通用材料,各種構(gòu)件加固方法、構(gòu)造、計(jì)算,各種橋梁加固方法、構(gòu)造、計(jì)算,78,橋梁加固設(shè)計(jì)規(guī)范主要內(nèi)容,梁橋加固,橋梁加固材料,常用構(gòu)建加固,各類橋梁加固,混凝土裂縫處理;支座、伸縮縫更換,橋梁抗震加固,橋梁下部結(jié)構(gòu)及基礎(chǔ)加固,橋梁加固設(shè)計(jì)原則、程序與基本要求,79,橋梁加固設(shè)計(jì)規(guī)范總則,背景:貫徹國家有關(guān)政策法規(guī),規(guī)范、提高加固 及設(shè)計(jì)水平; 目的:滿足安全適用、技術(shù)可靠、經(jīng)久耐用、經(jīng) 濟(jì)合理、環(huán)境保護(hù)的要求。 范圍:各類公路橋梁恢復(fù)使用功能、提高承載能 力、增強(qiáng)安全性和耐久性的加固設(shè)計(jì)。,80,橋梁加固設(shè)計(jì)規(guī)范總則,前 提: 橋梁

30、技術(shù)狀況、承載能力評定,建設(shè)方 案的社會、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)比較。 特殊要求:有特殊要求的橋梁荷載標(biāo)準(zhǔn)、 加固設(shè) 計(jì)基準(zhǔn)期、功能要求由委托方提出。 特別提示:除滿足本規(guī)范外, 加固設(shè)計(jì)尚應(yīng)符合 國家、行業(yè)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范。,81,橋梁加固設(shè)計(jì)規(guī)范基本規(guī)定,一般規(guī)定 橋梁的可加固性 委托方的要求 不損傷原結(jié)構(gòu),不造成新的損傷 加固設(shè)計(jì)得針對性 抗震等專門驗(yàn)算 加固實(shí)施應(yīng)充分考慮結(jié)構(gòu)傾斜、失穩(wěn)、坍塌等可能性 加固方案的論證及技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比選,82,橋梁加固設(shè)計(jì)規(guī)范基本規(guī)定,綜合經(jīng)濟(jì)性 優(yōu)秀的設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)全壽命成本最底。 橋梁維護(hù)加固也存在投入與效果的關(guān)系問題。維護(hù) 加固本身就比新建難度大,方案制定應(yīng)充分考慮維 護(hù)

31、加固后的使用效果與壽命。 美國鋼筋混凝土維護(hù)費(fèi)用的五倍定律: 少投入 1美圓 開始出現(xiàn)銹蝕 5美圓 順鋼筋開裂 25美圓 鋼筋嚴(yán)重銹蝕 125美圓,83,橋梁加固設(shè)計(jì)規(guī)范基本規(guī)定,設(shè)計(jì)計(jì)算基本假定 分階段受力原則 平截面假定 在極限狀態(tài)下,原結(jié)構(gòu)受壓區(qū)邊緣混凝土的應(yīng)變達(dá)到極限值,截面受壓區(qū)應(yīng)力可以簡化為矩形計(jì)算,抗壓強(qiáng)度取混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度。 在極限狀態(tài)下,原結(jié)構(gòu)受拉區(qū)鋼筋仍為理想彈塑性材料,抗拉強(qiáng)度取抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度。 混凝土結(jié)構(gòu)加固后的極限承載力,應(yīng)以原結(jié)構(gòu)截面中混凝土或鋼筋設(shè)計(jì)強(qiáng)度值控制。,84,橋梁加固設(shè)計(jì)規(guī)范基本規(guī)定,基本原則與程序 依據(jù)原橋梁竣工圖或設(shè)計(jì)圖及檢測評估報(bào)告、必要的現(xiàn)場核對 應(yīng)

32、考慮病害影響、材料劣化、新舊材料的結(jié)合性能及材性差異 加固設(shè)計(jì)應(yīng)進(jìn)行各施工階段構(gòu)件的強(qiáng)度、穩(wěn)定及結(jié)構(gòu)變形驗(yàn)算 加固后的結(jié)構(gòu)驗(yàn)算應(yīng)考慮附加荷載(溫度變化等)的影響 改變結(jié)構(gòu)體系加固時不宜出現(xiàn)超越材料允許的應(yīng)力值 加固驗(yàn)算應(yīng)根據(jù)橋梁建設(shè)年代的設(shè)計(jì)荷載、材料性能進(jìn)行相應(yīng)計(jì)算 加固可研(含估算)初步設(shè)計(jì)(含概算)施工圖設(shè)計(jì)(含預(yù)算),85,橋梁加固材料選用原則,橋梁加固用材料的品種、規(guī)格及使用性能,應(yīng)符合國家、行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定,并滿足設(shè)計(jì)要求; 采用纖維復(fù)合材料加固橋梁結(jié)構(gòu)時,應(yīng)采用與此纖維材料相配套的樹脂類找平、粘結(jié)和表面防護(hù)材料。, 橋梁加固用新材料必須通過相 關(guān)管理部門組織的技術(shù)鑒定。,86,

33、橋梁加固材料混凝土,等級要求: 橋梁結(jié)構(gòu)加固用混凝土的強(qiáng)度等級應(yīng)比原結(jié)構(gòu)構(gòu)件提高一級,采用普通混凝土加固時:不得小于C30,采用預(yù)應(yīng)力混凝土加固時:不得小于C40,其他要求: 水泥的品種、性能和質(zhì)量; 骨料的品種和質(zhì)量; 拌和用水質(zhì)量; 摻加粉煤灰質(zhì)量; 外加劑質(zhì)量,87,橋梁加固材料鋼材,基本要求: 普通鋼筋、鋼板、型鋼、扁鋼、鋼管、預(yù)應(yīng)力鋼材、焊接材料、螺栓均應(yīng)滿足國家、行業(yè)現(xiàn)行相關(guān)規(guī)范及設(shè)計(jì)要求,體外預(yù)應(yīng)力索: 應(yīng)采用防腐性能可靠的產(chǎn)品,宜采用成品索,若采用環(huán)氧涂層預(yù)應(yīng)力鋼材,應(yīng)檢測涂層的質(zhì)量和主要性能指標(biāo),88,橋梁加固材料纖維復(fù)合材料,加固用纖維復(fù)合材料與膠粘劑應(yīng)進(jìn)行適配性檢驗(yàn),抗拉

34、強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值,纖維復(fù)合材料與混凝土正拉粘結(jié)強(qiáng)度,層間剪切強(qiáng)度,89,橋梁加固材料膠粘劑,根據(jù)所加固結(jié)構(gòu)的重要程度分為A級膠與B級膠: A級膠用于重要結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的加固 B級膠用于一般結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的加固 混凝土橋梁加固用膠粘劑 其鋼鋼粘接抗剪性能必須經(jīng)過濕熱老化檢驗(yàn)合格;經(jīng)濕熱老化后的試件,應(yīng)在常溫條件下進(jìn)行鋼鋼粘接拉伸抗剪試驗(yàn),其強(qiáng)度降低的百分率()應(yīng)符合下列要求: A級膠不得大于10 B級膠不得大于15,90,橋梁加固材料膠粘劑, 橋梁加固用浸漬、粘貼纖維復(fù)合材料的膠粘劑所采用的底膠與修補(bǔ)膠應(yīng)與之相適配;不得采用不飽和聚酯樹脂、醇酸樹脂。 粘貼鋼板用膠粘劑與植筋錨固用膠粘劑在安全性能指標(biāo)上是有區(qū)別

35、的,不能混用;植筋錨固用膠粘劑其填料須在工廠制膠時添加,嚴(yán)禁在施工現(xiàn)場加入。 混凝土橋梁加固用膠粘劑應(yīng)進(jìn)行毒性檢驗(yàn);不得使用乙二胺作為固化劑;不得在其中摻入揮發(fā)性有害溶劑和非反應(yīng)性稀釋劑。 寒冷地區(qū)橋梁加固用膠粘劑應(yīng)通過耐凍融性能檢驗(yàn)。,91,橋梁加固材料裂縫修補(bǔ)材料,裂縫修補(bǔ)用膠(注射劑)安全性能指標(biāo),92,橋梁加固材料裂縫修補(bǔ)材料,裂縫修補(bǔ)用聚合物水泥注漿料安全性能指標(biāo),93,橋梁加固材料混凝土表面修補(bǔ)材料,94,梁式橋加固加固對象與方法,施加體外預(yù)應(yīng)力,需進(jìn)行加固,構(gòu)件強(qiáng)度不滿足,橋梁穩(wěn)定性不滿足,橋梁耐久性不滿足,構(gòu)件剛度不滿足,改變結(jié)構(gòu)體系,增大截面,粘貼鋼板,粘貼纖維復(fù)合材料,更換

36、主梁,增強(qiáng)橫向整體性,95,梁式橋加固簡支梁、板橋,96,梁式橋加固連續(xù)梁、連續(xù)剛構(gòu),97,梁式橋加固加固計(jì)算要點(diǎn),齒板、牛腿、轉(zhuǎn)向裝置等構(gòu)造局部應(yīng)力分析宜按空間結(jié)構(gòu)計(jì)算。,橫向分布,空間計(jì)算,整體計(jì)算,增強(qiáng)橫向整體性、加強(qiáng)橋面橫向聯(lián)系、增設(shè)主梁、粘貼法或增大截面加固部分主梁(板)的橫向分布計(jì)算,應(yīng)計(jì)入增強(qiáng)后結(jié)構(gòu)剛度的變化。,結(jié)構(gòu)加固后應(yīng)進(jìn)行整體計(jì)算,并應(yīng)考慮加強(qiáng)部分對結(jié)構(gòu)剛度的貢獻(xiàn)。,98,梁式橋加固加固構(gòu)造要求,更換混凝土鋪裝層,應(yīng)將原有混凝土調(diào)平層和橋面鋪裝清除。在原橋面板上設(shè)置齒形剪力槽或采取植筋的措施來增強(qiáng)結(jié)合面的抗剪強(qiáng)度。,更換(新增)主梁(板)加固時,應(yīng)清除擬更換(新增)主梁(板

37、)梁側(cè)各1.0m范圍內(nèi)的橋面鋪裝。,采用體外預(yù)應(yīng)力加固時,箱梁齒板應(yīng)盡量靠近承托布置。,增強(qiáng)橫向聯(lián)系宜在梁(板)端部及其他控制截面進(jìn)行。新增橫梁(橫隔板)應(yīng)采取措施與原結(jié)構(gòu)可靠錨固。,其他構(gòu)造要求見相關(guān)加固方法的構(gòu)造要求。,99,99,概況 428240.5528米 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)彎梁(R=125m) 變截面、直腹板、單箱單室 支架現(xiàn)澆,主要缺陷 底板裂縫(max=1.5mm) 腹板裂縫,主要原因 預(yù)應(yīng)力布設(shè)不足 剛度和強(qiáng)度均不足 (主孔跨中截面梁高1.5m、支點(diǎn)截面梁高2.0m),梁式橋加固預(yù)應(yīng)力混凝土彎箱梁橋加固實(shí)例,100,100,加固方案 新增曲線預(yù)應(yīng)力(221515.24) 加厚腹

38、板 局部粘貼鋼板 裂縫灌澆、封閉,梁式橋加固預(yù)應(yīng)力混凝土彎箱梁橋加固實(shí)例,101,101,工程概況 主跨140m+240m140m 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu) 變截面、直腹板、單箱單室(箱寬22m) 懸臂澆筑,梁式橋加固預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)加固實(shí)例,102,102,主要缺陷 主跨跨中下?lián)?1.7cm 腹板與底板交接處裂縫(3mm) 主跨80至160m范圍腹板開裂 箱梁頂板縱向開裂,主要原因 墩頂索布設(shè)不足 截面選擇不佳(剪力滯效應(yīng)明顯) 無下彎索,豎向預(yù)應(yīng)力損失估計(jì)不足,加固方案 墩頂增設(shè)體外預(yù)應(yīng)力鋼束(121915.24) 局部粘貼鋼板 裂縫灌澆、封閉,梁式橋加固預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)加固實(shí)例,10

39、3,103,1,2,1,2,梁式橋加固預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)加固實(shí)例,104,104,梁式橋加固預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)加固實(shí)例,105,105,梁式橋加固預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)加固實(shí)例,106,拱式橋加固加固方法,增大主拱截面、調(diào)整拱上建筑恒載、增強(qiáng)橫向整體性,增大截面或改變截面形式、粘貼鋼板及纖維復(fù)合材料增強(qiáng)橫向整體性,增強(qiáng)橫向整體性、粘貼鋼板及纖維復(fù)合材料、施加體外預(yù)應(yīng)力以及增大構(gòu)件截面,增大截面、調(diào)整拱上建筑恒載、增加拱肋、增強(qiáng)橫向整體性以及粘貼纖維復(fù)合材料,外套鋼管混凝土增大截面、粘貼纖維復(fù)合材料、更換吊桿或系桿、改善橋面系結(jié)構(gòu)以及增強(qiáng)橫向整體性,圬工拱橋:,雙曲拱橋:,桁架、剛架拱橋:,鋼

40、筋混凝土箱板(肋)拱橋:,鋼管混凝土拱橋:,107,拱式橋加固加固計(jì)算,吊架方式新增主拱圈截面混凝土恒載由原拱承擔(dān);支架方式新增主拱圈截面混凝土恒載由加固后的組合截面拱承擔(dān);加固中臨時卸除荷載的恢復(fù)及使用荷載由加固后的組合截面拱承擔(dān)。,增大主拱混凝土截面或在主拱圈上粘貼鋼板和纖維復(fù)合材料加固時應(yīng)分階段計(jì)算受力。,采用混凝土增大主拱圈截面或在主拱圈上粘貼鋼板或纖維復(fù)合材料加固時,根據(jù)平截面假定計(jì)算原拱圈和新增部分的應(yīng)力。,計(jì)算參數(shù),分階段受力,吊架/支架 施工,內(nèi)力(應(yīng)力) 重分布,增大主拱截面加固時,新澆混凝土與原混凝土或砌體結(jié)合面的抗剪能力應(yīng)滿足要求;應(yīng)計(jì)入新增混凝土收縮徐變引起的結(jié)構(gòu)內(nèi)力(

41、應(yīng)力)重分布。,Unified & Flexible Administration,平截面假定,計(jì)算應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)損傷、材料劣化、新舊材料的結(jié)合性能 及材性差異等因素的影響。材料、幾何等參數(shù)應(yīng)通過實(shí) 測確定。,108,108,工程概況 2120米中承式鋼管混凝土拱橋 啞鈴型鋼管、高強(qiáng)鋼絲吊桿 橋面系為簡支縱橫梁體系,加固方案 更換吊桿、調(diào)整橋面鋪裝標(biāo)高 鋼管拱肋、風(fēng)撐防護(hù) 新增K撐 橫梁及橋臺裂縫灌漿、修補(bǔ),拱式橋加固鋼管混凝土拱橋加固實(shí)例,109,109,新增K撐構(gòu)造,拱式橋加固鋼管混凝土拱橋加固實(shí)例,110,110,鋼管拱肋、風(fēng)撐防護(hù)示意,吊帶安裝構(gòu)造示意,拱式橋加固鋼管混凝土拱橋加固實(shí)例,1

42、11,懸索橋、斜拉橋加固加固對象與設(shè)計(jì)要點(diǎn),加固 更換,懸索橋加勁梁、索塔或整體剛度不足,懸索橋吊索(桿)索損傷或承載力不足,斜拉橋斜拉索損傷或承載力不足,斜拉橋主梁、橋塔或整體剛度不滿足,112,懸索橋、斜拉橋加固加固方法,懸索橋常用加固方法,整體加固: 更換吊索(桿) 增設(shè)斜拉索 設(shè)置中央扣 加強(qiáng)加勁梁風(fēng)構(gòu)等 局部加固: 更換加勁梁構(gòu)件 增大截面 粘貼鋼板 粘貼纖維復(fù)合材料等,斜拉橋常用加固方法,整體加固: 更換斜拉索 增設(shè)輔助墩 增設(shè)縱、橫向主梁限位裝置 增設(shè)斜拉索減振裝置等 局部加固: 增大截面 粘貼鋼板 粘貼纖維復(fù)合材料等,113,113,工程概況 240m的單跨鋼桁架加勁梁懸索橋

43、懸索矢跨比為1/10 華倫式鋼桁加勁梁、門式橋塔 吊索:高強(qiáng)度鍍鋅鋼絲 主纜:由19根高強(qiáng)鍍鋅索股組成,懸索橋加固實(shí)例,114,114,主要原因 橋區(qū)山體裂隙發(fā)育,影響錨室安全 主梁橫向剛度過小,剛構(gòu)件破損 吊桿及纜索破損,索力損失 塔頂索鞍偏位,抵死,懸索橋加固實(shí)例,115,115,加固方案 對鋼桁梁局部增加鋼構(gòu)件,提高鋼橫梁的剛度 調(diào)整或更換部分吊桿及節(jié)點(diǎn) 更換橋面板及鋪裝層 對主纜進(jìn)行除濕及防腐處理,懸索橋加固實(shí)例,116,鋼橋、鋼混組合橋加固加固對象與設(shè)計(jì)要點(diǎn),進(jìn)行 加固,構(gòu)件強(qiáng)度不滿足,構(gòu)件疲勞不滿足,構(gòu)件變形不滿足,穩(wěn)定性不滿足,加大截面法(加焊鋼板、型鋼) 粘貼碳纖維復(fù)合材料、加大連接強(qiáng)度、增設(shè)體外預(yù)應(yīng)力、改變結(jié)構(gòu)受力體系、減輕荷載及阻止裂紋擴(kuò)展等方法。,鋼橋,粘貼鋼板,增加混凝土橋面板厚度 ,施加體外預(yù)應(yīng)力或粘貼碳纖維復(fù)合材料等方法 。,幾何偏差不滿足,鋼-混組合橋,117,鋼橋、鋼混組合橋加固鋼結(jié)構(gòu)加固計(jì)算原則,結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析時,應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)的實(shí)際有效截面面積和結(jié)構(gòu)加固受力特點(diǎn),確保新增部分與原結(jié)構(gòu)共同工作。計(jì)算截面抗彎承載力時,須考慮加固材料的應(yīng)變滯后效應(yīng)。,當(dāng)采用新增桿件并導(dǎo)致結(jié)構(gòu)體系發(fā)生變化或重量增加時,應(yīng)對結(jié)構(gòu)及橋梁基礎(chǔ)進(jìn)行驗(yàn)算。,對鋼橋或鋼-混凝土組合梁橋進(jìn)行正常使用極限狀態(tài)的應(yīng)力、變形和疲勞計(jì)算時,應(yīng)取用各種作用效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值;對其承載能力極限狀態(tài)的

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