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1、公路舊橋加固技術(shù)長安大學公路學院2.5增大截面和配筋加固法2.5.1特點及適用條件該加固方法是在構(gòu)件表面加大混凝土尺寸,增加受力鋼筋,使其與原結(jié)構(gòu)形成整體,從而增大構(gòu)件有效高度和受力鋼筋面積,增加構(gòu)件的剛度,提高橋梁整體承載能力。2.5.2附加影響加大構(gòu)件截面時,會使上部結(jié)構(gòu)恒載增加,對原結(jié)構(gòu)及基礎(chǔ)承載能力有一定影響。增大截面加固法示意2.5.3材料要求(1)優(yōu)先選用早強砂漿和早強混凝土或膨脹混凝土。(2)配制混凝土用的石子宜用堅硬耐久的卵石或碎石,其最大粒徑不宜大于20mm。(3)當采用鋼筋補強時,縱向受力鋼筋的直徑不宜小于12mm;封閉式箍筋直徑不
2、宜小于8mm。U形箍筋直徑宜與原有箍筋直徑相同。(4)當采用型鋼和鋼板補強時,應(yīng)將其和原結(jié)構(gòu)的鋼筋進行聯(lián)結(jié),或采用錨栓與原結(jié)構(gòu)聯(lián)系。2.5.4力學特點(1)增大主梁混凝土截面和增加配筋后,使主梁成為二次受力的疊合構(gòu)件,原主梁的混凝土和鋼筋除了已有的應(yīng)力外,還需要承受后期恒載和活載產(chǎn)生的應(yīng)力。因此,需按二次受力的疊合梁進行承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)的驗算。(2)如果橋面鋪裝部分得到加固,可適當考慮部分鋪裝層參與受力。2.5.5設(shè)計計算2.5.5.1受彎構(gòu)件(1)構(gòu)件的承載能力極限狀態(tài)計算①正截面承載能力計算采用現(xiàn)行《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋
3、涵設(shè)計規(guī)范》(JTGD62-2004)中鋼筋混凝土或預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的正截面強度計算公式計算。②斜截面承載力計算二次受力疊合梁的斜截面抗剪強度仍然考慮混凝土、箍筋和斜筋三部分。其中,混凝土和箍筋的抗力取用構(gòu)件中較低的混凝土強度等級進行計算;斜筋的抗力仍取斜截面范圍內(nèi)的斜筋計算。(2)構(gòu)件的正常使用極限狀態(tài)計算①鋼筋混凝土疊合受彎構(gòu)件在荷載的短期效應(yīng)組合下,縱向鋼筋的應(yīng)力應(yīng)符合下列要求:P39(2-42)②裂縫寬度計算裂縫寬度按現(xiàn)行《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》(JTGD62-2004)規(guī)范中,鋼筋混凝土構(gòu)件的裂縫寬度公式計算,并滿足限制值
4、要求。在計算鋼筋應(yīng)力時,采用上述鋼筋混凝土疊合受彎構(gòu)件在荷載的短期效應(yīng)組合下,縱向鋼筋的應(yīng)力結(jié)果。③變形計算可將疊合受彎構(gòu)件作為整體構(gòu)件進行計算,但疊合截面的結(jié)構(gòu)剛度是在原結(jié)構(gòu)剛度的基礎(chǔ)上乘以折減系數(shù)0.9,具體表達如下。如短期荷載效應(yīng)組合下,構(gòu)件的剛度按下式計算:P39(2-43)2.5.5.2其他對于在受拉區(qū)采用增加混凝土、鋼筋加固的受彎構(gòu)件,可按照上述一般計算原則計算。2.5.5.3偏心受壓構(gòu)件當用增大混凝土截面法加固鋼筋混凝土偏心受壓構(gòu)件時,應(yīng)按整體截面以現(xiàn)行國家標準中有關(guān)公式進行其正截面承載力計算。其中,新增混凝土和縱向鋼筋的強度設(shè)計值應(yīng)按下
5、列規(guī)定予以折減:(1)受壓區(qū)新增混凝土和縱向鋼筋的抗壓強度設(shè)計值乘以0.9的系數(shù);(2)受拉區(qū)新增縱向鋼筋的抗拉強度設(shè)計值乘以0.9的系數(shù)。2.5.6施工工序(1)為了加強新、舊混凝土的結(jié)合,應(yīng)對原構(gòu)件混凝土存在的缺陷清理至密實部位,并將構(gòu)件表面鑿毛。(2)當采用三面或四面外包方法加固舊橋構(gòu)件時,應(yīng)將構(gòu)件的棱角敲掉,同時應(yīng)除去浮碴、塵土。(3)原有混凝土表面應(yīng)沖洗干凈,澆筑混凝土前,原混凝土表面應(yīng)以水泥漿等界面劑進行處理。(4)對原有和新設(shè)受力鋼筋應(yīng)進行除銹處理。(5)增大截面和配筋加固法施工不如整澆混凝土構(gòu)件方便,必須采取措施,以達到混凝土的密實要求
6、。2.5.6施工工序(續(xù))(6)當結(jié)構(gòu)因主筋應(yīng)力超過容許范圍而又受到橋下凈空限制不宜加大截面高度時,可采用只增焊鋼筋的方法進行加固,主要如下:①增焊主筋②增設(shè)箍筋③卸除部分恒載④恢復(fù)保證層鋼筋焊接好并接長箍筋后,應(yīng)重新做好保護層。通常有三種可供選擇使用的方法:涂抹法、壓力灌注法、噴護法。2.5.7構(gòu)造要求(1)采用增大截面法加固橋梁時,新澆混凝土的最小厚度不小于40mm,用噴射混凝土施工時不應(yīng)小于50mm。(2)加固的受力鋼筋與原結(jié)構(gòu)的受力鋼筋間的凈距不應(yīng)大于20mm;箍筋應(yīng)采用封閉式或U形箍筋。(3)當加固的受力鋼筋與原結(jié)構(gòu)的受力鋼筋采用短筋焊接時,
7、短筋的直徑不應(yīng)小于20mm,長度不小于5d。(4)當用單側(cè)或雙側(cè)加固時,應(yīng)設(shè)置U型箍筋。U型箍筋應(yīng)焊在原有箍筋上,單面焊縫長度為10d,雙面焊縫為5d。U型箍筋還可焊在增設(shè)的錨釘上,或直接伸入錨孔內(nèi)錨固,錨釘直徑d不小于10mm。錨釘錨固深度不小于10d。2.5.8質(zhì)量控制與加固工程質(zhì)量檢驗評定方法2.5.8.1工序質(zhì)量控制嚴格按照施工工序及構(gòu)造措施要求來保證施工質(zhì)量,結(jié)合《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》(JTJ041-2000)重點檢查和控制結(jié)合面處理、鋼筋焊接、混凝土澆筑及養(yǎng)生等。2.5.8.2加固工程質(zhì)量檢驗評定方法(1)基本要求①加固所用材料應(yīng)符合有關(guān)
8、規(guī)范及設(shè)計要求;②按設(shè)計要求的程序施工,并應(yīng)符合設(shè)計要求;③按設(shè)計要求對缺陷進行修補。(2)實