桥梁各类加固方法计算.docx

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1、桥梁各类加固方法计算改变受力体系加固法1改变受力体系加固计算改变受力体系加固法的一般计算步骤如下：1）计算并绘制加固时原构件在剩余的那部分荷载作用下的内力图；2）若施加预顶力，根据所设时的加固后的内力图，确定预顶力的大小，按原结构的计算绘制在支点预顶力作用下梁的内力图；3）按加固后的计算简图，计算并绘制在新增荷载及加固时卸除荷载作用下的内力图；4）将上述三项内力迭加，绘制梁各截面的内力包络图；5）计算梁各截面的实际承载力，并绘制梁的材料图；6）调节预顶力值，使梁的内力图小于梁的材料图；7）根据支点的最大支承反力，设计支撑构件，其多为轴心受力构件，可按钢筋混凝土规范与钢结构规范进行设计；8）计算

2、预应力撑杆的顶撑控制量。当用纵向压缩法对预应力撑杆系统施加预升力时，其预升量L=L+a(2-l)式中,L一撑杆长度；Ea-撑杆端部与被加固构件混凝土间的压缩量,可取24mm0一撑杆在预应力作用下引起的应变；I增大截面加固法1增大截面加固计算采用增大截面加固桥梁,其承载力计算受到原构件应力应变的影响,不能简单地作为整体截面用有关公式计算。在加固计算中,首先应确定加固前构件的实际应力应变水平,并考虑新混凝土与原结构协同工作的程度,然后进行合理的计算。(1)受弯构件加固计算要点受弯构件外包混凝土加固设计,应根据现场结构的实际情况,分别采用受压区或受拉区两种不同的加固形式。1)受压区外包混凝土加固一般

3、用刚架拱、桁架拱等拱桥的斜腿、斜撑或弦杆的加固。采用受压区加固的受弯构件,其承载力、抗裂度、钢筋应力、裂缝宽度及变形计算和演算可按现行国家标准混凝土结构设计规范(GBJIO-89)中关于叠合构件的规定进行。实验研究表明,在相同弯矩作用下,二次受力叠合梁的受拉筋应力、挠度和曲率都比相同截面和配筋的一次受力整浇梁的相应值大得多。其次,二次受力叠合梁在第一次受力时是由叠合前的原混凝土承受压力。而在二次受力时,主要由后浇混凝土承受压力。这使后浇混凝土受压应变比相应整浇梁小,因此,加固计算必须考虑叠合梁二次受力的特点进行较复杂的计算。2）受拉区外包混凝土加固受拉区外包混凝土加固方法,一般用于梁式桥跨中部

4、位、拱式桥的拱顶底面和拱脚顶面等受拉区。对于在受拉区采用外包混凝土,增加钢筋加固的受弯构件,其截面受力可按规范中一般受弯构件的规定计算。但应考虑以下不同新加部分承载力应乘以共同工作系数进行折减,对于正弯矩截面受弯构件=09;对于斜截面受剪构件=070.9;加固结构截面受压区高度与一般受弯构件是不同的；当新加钢筋与原钢筋相距较远时,受拉区混凝土可能会出现较大裂缝,应采取适当措施,满足使用要求。(2)偏心受压构件加固计算要点当用外包混凝土法加固钢筋混凝土偏心受压构件时,应按整体截面以现行国家标准中有关公式进行其正截面承载力计算。其中,新增混凝土和纵向钢筋的强度设计值应按下列规定予以折减。受压区新增

5、混凝土和纵向钢筋的抗压强度设计值乘以0.9的系数；受拉区新增纵向钢筋的抗拉强度设计值乘以09的系数。I碳纤维布加固法1）采用碳纤维布加固桥梁，目前一般的计算方法是将碳纤维布按照一定的标准（例如强度或容许应力）近似换算成一定用量的钢筋，然后按照传统的钢筋混凝土受力分析模型进行理论分析。虽然是近似计算方法，但理论分析结果与实验数据吻合得很好，因此在一般情况下是适用的。2）碳纤维布加固用量，可按式（2-3）估算。Acf=As(RyRcf)(2-3)式中，Acf一一碳纤维布用量（面积）；As为抵抗不足弯矩所需的钢筋面积；Ry钢筋的抗拉设计强度;Rcf碳纤维布抗拉设计强度。3）除按上式估算的碳纤维布加固

6、用量（面积）外，还必须考虑必要的锚固长度和搭接长度所需面积，以及必要的边、角废料等裁减损耗等。I粘贴钢板加固法1.粘贴钢板法计算理论（1）受弯构件的计算受弯构件截面强度不足时在受拉区加固，可采取在受拉区表面粘贴钢板的方法。此时，按截面受弯承载力计算，可按照现行国家标准混凝土结构设计规范规定进行，其受压区高度和截面受弯承载力。式中，fy0-原结构纵向钢筋抗拉强度设计值;ASO-原结构纵向受拉钢筋截面面积;fay加固钢板抗拉强度设计值；Aa-加固钢板截面面积;一原结构纵向受压钢筋抗拉强度设计值；As0原结构纵向受压钢筋截面面积；fcmO原结构混凝土弯曲抗压强度设计值；X-混；疑土受压区局1度；bO

7、-原构件的宽度;hO-原构件的有效高度;一原构件的受压区保护层厚度；0.9考虑加固钢板的应力滞后、以及撕脱力影响等强度折减系数.(2)钢板锚固长度计算1)受拉钢板在其加固点外的锚固粘结长度LL按式(2-6)确定。1.l2faytafcv(2-6)式中，Ta-受拉加固钢板厚度;fcv被粘混凝土抗剪强度设计值Il公式中数值2为锚固区剪应力分布不均匀系数,近似按三角形考虑。2)若钢板粘结长度无法满足上述要求,可在钢板的端部锚固区粘结U型箍板，此时，锚固区的长度应满足下列规定：当fvbl2fcvLu时f0.5f(2-7)cvblLl+0.7nfvbbbIayAa当fvbl2fcvLu时fayAa(0.5blLl+nbuLu)fcv(2-8)式中，n-每端箍板数量;bu-箍板宽度;LU一箍板单肢的梁侧混凝土的粘结长度;fv一钢与钢粘结抗剪强度设计值。(3)斜截面粘结钢板加固计算当构件斜截面受剪承载力不足时,按下图所示方法粘结并联U型箍板进行加固。此时斜截面受剪承载力VVo+2fayAalLuS(2-9)同时，必须满足以下条件：1.(2-10)1.5uS式中，V-斜截面剪力设计值;VO-原构件斜截面受剪承载力设计值;Aal-单肢箍板截面面积;S-箍板轴线间距。