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公路橋梁加固設計思想!
作者: 發布時間:2026-03-25 20:25:49 點擊率:1
      預應力技術是20世紀最具革命性的結構構思,已廣泛用於土木和建築工程。針對橋梁帶載加固後加補強材料應變(應力)滯(zhi)後(hou)的(de)先(xian)天(tian)不(bu)足(zu),預(yu)應(ying)力(li)加(jia)固(gu)技(ji)術(shu)在(zai)橋(qiao)梁(liang)加(jia)固(gu)中(zhong)的(de)應(ying)用(yong)具(ju)有(you)更(geng)為(wei)特(te)殊(shu)的(de)意(yi)義(yi)。推(tui)廣(guang)與(yu)普(pu)及(ji)預(yu)應(ying)力(li)主(zhu)動(dong)加(jia)固(gu)設(she)計(ji)思(si)想(xiang),對(dui)建(jian)立(li)與(yu)完(wan)善(shan)我(wo)國(guo)橋(qiao)梁(liang)加(jia)固(gu)設(she)計(ji)理(li)論(lun),提(ti)高(gao)加(jia)固(gu)工(gong)程(cheng)設(she)計(ji)質(zhi)量(liang)具(ju)有(you)指(zhi)導(dao)意(yi)義(yi)。

  橋梁加固設計是比新橋設計更為複雜的係統工程

  橋梁加固設計是一個涉及到病害診斷、改造決策分析、加固材料與方法選擇、加固構件設計與計算和養護管理與施工等多學科的係統問題。從技術角度分析,目前我國橋梁加固設計存在有兩方麵主要問題:

  1、擔負大量的中、小橋養護、維修、guanlihejiagurenwudejicengdanwei,qiaoliangbinghaizhenduanjishuliliangboruo,qiaoliangjianceshebeiluohou。qiaoliangbinghaizhenduanshijinxingqiaoliangjiagushejideqiantihejichu,zhiyouzhenduanqingchu,cainengduizhengxiayao。qiaoliangjianceshibinghaizhenduanyufenxidezhongyaoshouduan,hunningtujiegouliefengshifanyingbinghaideqingyubiao,liefengfenxishiqiaoliangjiancedezhuyaoneirong。


  麵對目前我國從事橋梁養護、維修與管理的基層單位的現狀,普及橋梁病害診斷知識,提高裂縫分析能力是十分必要和緊要的。

  2、橋qiao梁liang加jia固gu設she計ji存cun在zai的de另ling一yi個ge問wen題ti是shi對dui橋qiao梁liang加jia固gu設she計ji的de特te殊shu性xing認ren識shi不bu足zu,加jia固gu設she計ji理li念nian不bu清qing,加jia固gu設she計ji思si想xiang不bu明ming確que。有you些xie橋qiao梁liang加jia固gu設she計ji機ji械xie地di套tao用yong新xin建jian橋qiao梁liang的de設she計ji方fang法fa ,忽略了橋梁加固分階段受力特點和結構損傷的影響;個別加固設計隻做宏觀定性分析,缺少科學地定量分析,設計帶有很大的隨意性。

  對橋梁加固的特殊性認識尚不足

  tigaoduiqiaoliangjiaguteshuxingderenshijiushiduiqiaoliangjiagushejitedianderenshi。qiaoliangjiagushejidezuidatedianshiyingkaolvdaizaijiagufenjieduanshoulihejiegousunshangdeyingxiang。

  橋梁結構自重及恒載大,以常用的跨徑30m的預應力混凝土簡支梁為例,結構自重及恒載產生的內力約占總內力的(50-60)%zuoyou。qiaoliangjiaguyibancaiyongdaizaijiagu,jizaibuxiechujiegouzizhongjihengzaideqingkuangxiaduijiegoujinxingjiagubuqiang,daihoujiabuqiangcailiaoyuyuanjiegouzhanjieweizhengtihou,kaifangjiaotongyunxucheliangtongxing。goujianzizhonghebuchaichudehengzaijijiagushigonghezaiyouyuanliangchengdan;車(che)輛(liang)荷(he)載(zai)由(you)加(jia)固(gu)後(hou)的(de)組(zu)合(he)截(jie)麵(mian)承(cheng)擔(dan)。橋(qiao)梁(liang)加(jia)固(gu)構(gou)件(jian)的(de)設(she)計(ji)與(yu)計(ji)算(suan),應(ying)考(kao)慮(lv)帶(dai)載(zai)加(jia)固(gu)分(fen)階(jie)受(shou)力(li)特(te)點(dian),這(zhe)是(shi)橋(qiao)梁(liang)加(jia)固(gu)設(she)計(ji)與(yu)新(xin)建(jian)橋(qiao)梁(liang)設(she)計(ji)的(de)最(zui)大(da)區(qu)別(bie)。與(yu)一(yi)般(ban)房(fang)屋(wu)結(jie)構(gou)加(jia)固(gu)設(she)計(ji)相(xiang)比(bi),橋(qiao)梁(liang)加(jia)固(gu)構(gou)件(jian)分(fen)階(jie)段(duan)受(shou)力(li)的(de)影(ying)響(xiang)程(cheng)度(du)更(geng)為(wei)突(tu)出(chu)。

  橋qiao梁liang結jie構gou在zai長chang期qi使shi用yong過guo程cheng中zhong受shou到dao車che輛liang荷he載zai的de反fan複fu作zuo用yong和he環huan境jing腐fu蝕shi的de影ying響xiang,將jiang使shi材cai料liao性xing能neng劣lie化hua,產chan生sheng不bu同tong程cheng度du的de結jie構gou損sun傷shang。橋qiao梁liang加jia固gu設she計ji應ying考kao慮lv結jie構gou損sun傷shang對dui橋qiao梁liang使shi用yong功gong能neng,承cheng載zai力li和he耐nai久jiu性xing的de影ying響xiang。

  橋qiao梁liang加jia固gu設she計ji是shi比bi新xin建jian橋qiao梁liang設she計ji更geng為wei複fu雜za的de係xi統tong工gong程cheng,應ying充chong分fen考kao慮lv在zai役yi橋qiao梁liang結jie構gou的de實shi際ji情qing況kuang和he加jia固gu受shou力li特te點dian。橋qiao梁liang加jia固gu設she計ji不bu能neng完wan全quan照zhao抄chao新xin建jian橋qiao設she計ji規gui範fan的de規gui定ding和he計ji算suan公gong式shi,也ye不bu能neng機ji械xie地di套tao用yong一yi般ban房fang屋wu建jian築zhu加jia固gu設she計ji規gui範fan。在zai充chong分fen考kao慮lv橋qiao梁liang加jia固gu設she計ji特te點dian的de基ji礎chu上shang,不bu同tong的de規gui範fan可ke以yi參can考kao借jie鑒jian,但dan不bu能neng機ji械xie地di套tao用yong。

  考慮帶載加固分階段受力對加固構件有特殊意義

  分階段受力對加固構件的直接影響是後加補強材料應變(應力)滯後,無法充分發揮作用,材料利用率低。

  qianyizhichu,qiaoliangjiagugoujianyinganliangjieduanshouligoujianjisuan,goujiandezizhonghehengzaichanshengdeneiliyouyuanliangchengdan。huanjuhuashuo,jiaguqianyuanliangyijingshouli,zaigoujianzizhonghehengzaizuoyongxia,yuanliangdegangjinyijingchanshengleyidingdechushiyingbian(應力)。車輛荷載作用後,原梁鋼筋的應變(應力)繼續增加,同時後加補強鋼筋開始受力,並產生相應的應變(應力)。與原梁鋼筋相比,後加補強鋼筋的應變(應力)滯後,在極限狀態下是很難發揮作用的。從作用原理上理解後加補強材料應變(應力)滯後的不利影響,對搞好橋梁加固設計是十分必要的。

  “被動加固”和“主動加固”的概念

  加固薄弱構件的方法很多,從工作原理上可劃分為被動加固和主動加固兩大類:

  1、直接加筋類被動加固在被加固構件的受拉(或抗剪)薄弱區直接增設抗拉(或抗剪)補強材料,例如:補焊鋼筋、粘貼鋼板、粘貼高強纖維複合材料(碳纖維、芳綸纖維)等。這種加固方法從作用原理上屬於被動加固範疇。後加補強材料被動受力,隻承擔車輛荷載和後加恒載引起的內力。

  2、預應力主動加固對布置在被加固構件受拉(或抗剪)薄弱區的後加補強材料施加預應力,形成預應力加固係統,例如:體(ti)外(wai)預(yu)應(ying)力(li)加(jia)固(gu)和(he)采(cai)用(yong)錨(mao)固(gu)於(yu)被(bei)加(jia)固(gu)梁(liang)體(ti)上(shang)的(de)預(yu)應(ying)力(li)筋(jin),然(ran)後(hou)噴(pen)注(zhu)高(gao)性(xing)能(neng)抗(kang)拉(la)複(fu)合(he)砂(sha)漿(jiang),將(jiang)其(qi)與(yu)被(bei)加(jia)固(gu)梁(liang)體(ti)粘(zhan)結(jie)為(wei)一(yi)體(ti)的(de)有(you)粘(zhan)結(jie)預(yu)應(ying)力(li)加(jia)固(gu)等(deng)。從(cong)工(gong)作(zuo)原(yuan)理(li)上(shang)講(jiang),預(yu)應(ying)力(li)加(jia)固(gu)屬(shu)於(yu)主(zhu)動(dong)加(jia)固(gu),後(hou)加(jia)補(bu)強(qiang)材(cai)料(liao)主(zhu)動(dong)受(shou)力(li),靠(kao)預(yu)加(jia)力(li)的(de)作(zuo)用(yong),改(gai)善(shan)原(yuan)梁(liang)的(de)工(gong)作(zuo)狀(zhuang)態(tai),間(jian)接(jie)達(da)到(dao)加(jia)固(gu)補(bu)強(qiang)的(de)目(mu)的(de)。

  被動加固和主動加固概念的提出揭示了加固構件的作用機理,為理順加固設計思想奠定了基礎。

  應變(應力)滯後對加固構件的不利影響及解決對策

  橋qiao梁liang加jia固gu構gou件jian的de承cheng載zai力li計ji算suan,必bi須xu考kao慮lv分fen階jie段duan受shou力li特te點dian,後hou加jia補bu強qiang材cai料liao隻zhi承cheng擔dan車che輛liang荷he載zai和he後hou加jia恒heng載zai引yin起qi的de內nei力li,與yu原yuan梁liang鋼gang筋jin相xiang比bi,其qi應ying變bian(應力)滯後,一般情況下,在極限狀態時其應力是達不到抗拉強度設計值的。特別是采用直接粘貼高強纖維布(板)的被動加固時,由於應變(應力)滯後的影響,高強纖維複合材料的高抗拉性能根本無法充分發揮作用,“大馬拉小車”是一種極大地浪費。在倡導建設節約型社會的環境下,這種盲目的浪費是值得我們深思的。

  後加補強材料應變(應力)滯後是影響加固構件工作性能、製約後加補強材料利用效率和控製加固工程成本的瓶頸。

  解決後加補強材料應變(應力)滯(zhi)後(hou)的(de)根(gen)本(ben)途(tu)徑(jing)是(shi)變(bian)被(bei)動(dong)加(jia)固(gu)為(wei)主(zhu)動(dong)加(jia)固(gu),對(dui)後(hou)加(jia)補(bu)強(qiang)材(cai)料(liao)施(shi)加(jia)預(yu)應(ying)力(li),做(zuo)成(cheng)預(yu)應(ying)力(li)加(jia)固(gu)體(ti)係(xi)。靠(kao)預(yu)應(ying)力(li)筋(jin)的(de)主(zhu)動(dong)受(shou)力(li),從(cong)根(gen)本(ben)上(shang)解(jie)決(jue)後(hou)加(jia)補(bu)強(qiang)材(cai)料(liao)的(de)應(ying)變(bian)(應力)滯後,提高後加補強材料的利用效益,以最少的成本,創造最佳的加固效果。

  預應力技術的特點及關鍵技術

  預應力技術是20世紀最具革命性的結構構思,已廣泛用於土木和建築工程。針對橋梁帶載加固後加補強材料應變(應力)滯後的先天不足,預應力加固技術在橋梁加固中的應用具有更為特殊的意義。

  用於橋梁結構加固的預應力體係主要有4種:


  1、體外預應力加固體係體外預應力加固是采用布置在梁體外部(或箱內)的具有防腐保護的預應力筋,對梁體施加預加力。其關鍵技術是體外預應力筋的錨固、轉向和防腐保護問題。體外預應力加固是目前橋梁加固采用較多的方法之一,特別適用於大跨徑預應力混凝土連續箱梁和連續T構箱梁橋的加固。

  2、wuzhanjieyuyinglijiagutixiwuzhanjieyuyinglijishushijiangjuyoufangfubaohudeyuyinglijinbuzhizailiangtideneibu,daihunningtuyinghuahouzhanglayuyinglijin,duiliangtishijiayujiali。jiangwuzhanjieyuyinglijishutuiguangyongyuqiaoliangjiagudehexinwentishijiejueweimaoguwuzhanjieyuyinglijinerzengshedehunningtuzhichengbaohucengyubeijiaguliangtidekekaozhanjie。wuzhanjieyuyinglijiagu,shiyongyuzhong、小跨徑鋼筋混凝土T形梁的加固,構造簡單,施工方便。

  3、高強纖維預應力加固體係高強纖維預應力加固是采用錨固、粘貼在梁體外部(或箱內)的高強纖維布條(或板條)對梁體施加預加力。這種加固體係目前尚處於試驗研究階段,其關鍵技術是解決適應於橋梁加固現場施工的預應力纖維布條(或板條)的張拉、錨固和張拉後纖維布條(或板條)與被加固梁體的可靠粘結問題。

  4、有粘結預應力加固體係有粘結預應力加固是采用錨固於被加固梁體上的高強鋼絲,2~3股(gu)鋼(gang)絞(jiao)線(xian)或(huo)小(xiao)直(zhi)徑(jing)粗(cu)鋼(gang)筋(jin),對(dui)梁(liang)體(ti)施(shi)加(jia)預(yu)加(jia)力(li),然(ran)後(hou)噴(pen)注(zhu)具(ju)有(you)較(jiao)高(gao)抗(kang)拉(la)強(qiang)度(du)的(de)複(fu)合(he)砂(sha)漿(jiang),將(jiang)預(yu)應(ying)力(li)筋(jin)與(yu)被(bei)加(jia)固(gu)梁(liang)體(ti)粘(zhan)結(jie)為(wei)一(yi)體(ti),構(gou)成(cheng)有(you)粘(zhan)結(jie)預(yu)應(ying)力(li)加(jia)固(gu)體(ti)係(xi)。

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