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公路橋梁加固設計規范
2014-06-06 15:37:55 來源: 作者:張征征 【 】 瀏覽:1193次 評論:0

 

1 總則

  1.0.1 為了提高公路橋梁的加固設計水平,指導橋梁加固設計,滿足安全適用、技術可靠、經久耐用、經濟合理、環境保護的要求,制定本規范。

  1.0.2 本規范適用于各類公路橋梁以恢復使用功能、提高承載能力、增強安全性和耐久性為目的的加固設計。一般養護工程可參照使用。

  1.0.3 橋梁加固前,應按照有關要求及相關規范對其技術狀況、承載能力進行檢測、評定,并對建設方案進行社會、經濟、技術比較。

 1.0.4 有特殊使用要求的橋梁,其荷載標準、加固設計基準期、功能要求通過專門研究確定。

 1.0.5 公路橋梁的加固設計除應滿足本規范有關規定外,尚應符合國家、行業相關標準、規范的規定。

2基本規定

  2.1  加固設計計算基本假定:

  2.2.1 橋梁加固時,應考慮分階段受力,在新加材料與原結構(構件)未有效結合前,其恒載(含新加材料重量)應由原結構截面承擔;有效結合后施加的荷載(恒載、活載、附加載)由加固后的組合截面承擔。

  2.2.2 在不同受力階段,截面變形符合平截面假定。

  2.2.3 在極限狀態下,原結構受壓區邊緣混凝土的應變達到極限值,截面受壓區應力可以簡化為矩形計算,混凝土取抗壓強度設計值。

  2.2.4 在極限狀態下,原結構受拉區鋼筋仍為理想彈塑性材料,鋼筋取抗拉強度設計值。

  2.2.5 混凝土結構加固后的極限承載力,應以原結構截面中混凝土或鋼筋強度設計值控制。

  2.2 加固基本原則與設計程序:

  2.2.1 加固設計應依據原橋梁竣工圖和設計圖及檢測評估報告進行,并經現場核對。

  2.2.2 加固設計計算,應考慮結構病害影響、材料劣化、新舊材料的結合性能及材性差異。材料、幾何等參數的取值,應采用橋梁現狀的檢測結果。

  2.2.3 加固設計應進行各施工階段構件的強度、穩定性及結構變形驗算。

  2.2.4 加固后的結構驗算應考慮附加荷載(溫度變化、混凝土收縮及徐變、預加應力、墩臺位移、安裝應力等)的影響。

  2.2.5 改變結構體系加固時,結構構件任一截面上的應力不宜超過材料強度的設計值。

  2.2.6 加固驗算時,應根據橋梁建設年代的設計荷載、材料性能進行相應計算。

  2.2.7 橋梁加固設計可按下列程序進行:加固工程可行性研究(含估算→加固方案初步設計(含概算)→加固施工圖設計(含預算)。

3加固用材料

  3.2.1 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C30;當采用預應力混凝土進行加固時,其強度等級不得低于C40。

  3.5.3 在材料性能檢驗和橋梁加固設計中,纖維復合材料截面面積的計算應符合以下規定:

    1 對纖維布材,應按纖維的凈截面積計算,即取纖維布材的計算厚度乘以寬度,纖維布材的計算厚度應按其單位面積質量除以纖維密度確定。

    2 對單向纖維板材,應按不扣除樹脂體積的板截面面積計算,即應按實測的板厚乘以寬度計算。

4.5.4 纖維復合材料的單位面積纖維質量和纖維體積應符合下列規定:

   1 單層碳纖維布材的單位面積纖維質量,不應低于200g/㎡歲耐,不宜高于300g/㎡。單向碳纖維板材的厚度不應小于1.0mm,不宜大于2.0mm;板的寬度不宜大于150 mm ;碳纖維體積含量不應低于60%。

   2 單層芳綸纖維布材的單位面積纖維質量,不應低于280 g/㎡,不宜高 于830g/㎡。

   3 玻璃纖維布材的單位面積纖維質量,不應低于300 g/㎡,不宜高于600 g/㎡。

4.6  膠粘劑

4.6.1 橋梁加固用膠粘劑,根據所加固結構的重要程度分為A級膠與B級膠;其中A級膠用于重要結構或構件的加固,B級膠用于一般結構或構件的加固。

    4.6.8 橋梁加固用膠粘劑應進行毒性檢驗,對完全固化的膠粘劑,其檢驗結果應符合實際無毒衛生等級的規定。

4.6.9 在橋梁加固用的膠粘劑中,不得使用乙二胺作為改性環氧樹脂的固化劑;不得在其中摻人揮發性有害溶劑和非反應性稀釋劑。

5 增大截面加固法

5.1  一般規定

5.1.1 本方法適用于鋼筋混凝土和預應力混凝土受彎構件、鋼筋混凝土受壓構件的加固,以提高受彎構件的抗彎承載力、抗剪承載力和剛度;提高受壓構件的正截面承載力和剛度。

5.1.2 按現場檢測結果確定的原結構構件混凝土強度應滿足下列要求:

 1 鋼筋混凝土受彎構件不應低于C20,受壓構件不應低于C15 。

 2 預應力混凝土構件不應低于C30。

 5.1.4 增大截面加固橋梁構件的作用(或荷載)效應,按下列兩個階段進行計算:

1 第一階段:新澆混凝土層達到強度標準值之前,構件按原構件截面計算,荷載應考慮加固時包括原構件自重在內的恒載、現澆混凝土層自重及施工荷載。

2 第二階段:新澆混凝土層達到強度標準值后,構件按加固后整體截面計算,作用(或荷載)應考慮包括加固后構件自重在內的恒載、二期作用的恒載及使用階段的可變作用。作用效應組合系數取值:恒載的荷載效應分項系數取1.2;使用階段的可變作用效應分項系數按現行((公路橋涵設計通用規范》(JTG-D60)取用。

5.2 受彎構件加固計算

5.2.1 采用增大正截面的加固可分為在截面受壓區或受拉區增設現澆混凝土加厚層兩種方法。

5.2.2 僅在受壓區增設現澆混凝土加厚層的鋼筋混凝土和預應力混凝土受彎構件,在加固施工中以原構件為支撐,在其上澆筑混凝土加厚層并與原構件組合,構件的計算應按《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范》(JTG D62-2004)第8.1節的規定進行:

1 受彎構件截面增大后的相對界限受壓區高度ξb,可根據原構件混凝土強度等級和截面受拉區鋼筋種類,按照《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范》(JTGD62-2004)表5.2.1取用。

2 計算現澆混凝土加厚層與原構件之間混凝土收縮差效應時,應考慮混凝土徐變的影響。無可靠技術資料作依據時,對整體澆筑的混凝土加厚層,可按相應于溫度降低15℃一20℃考慮;對分段澆筑的混凝土加厚層,可按相應于溫度降低10℃~15℃考慮。

3 若計算結果表明增設現澆混凝土加厚層即可滿足要求,也應按構造要求配置加厚層內的鋼筋。

5.2.3 在受拉區加固受彎構件時的承載力計算,除應符合現行《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范》(JTG D62)對受彎構件正截面承載力計算的基本假定外,尚應滿足下列要求:

1  在受彎承載能力極限狀態下,截面受壓邊緣混凝土應變達到極限壓應變εcu。截面受壓區混凝上應力按等效矩形應力圖形,混凝土抗壓強度取原構件混凝土軸心抗壓強度設計值.fcd1。

2  構件達到受彎承載能力極限狀態時,新增普通鋼筋的拉應變εs2按平截面假定確定。新增普通鋼筋的拉應力σs2應為鋼筋的彈性模量Es2與其拉應變εs2的乘積。

5.2.4 在矩形截面或翼緣位于受拉邊的T形截面鋼筋混凝土受彎構件的受拉區進行抗彎加固時,其正截面受彎承載力應按下列公式計算:

5.5.1  新澆混凝土應符合下列規定:
  1 新澆混凝土強度級別宜比原構件混凝土強度提高一級,且不低于C25。
  2 新澆混凝土層的最小厚度,對板不宜小于100 mm,對梁和受壓構件不宜小于150mm。
  3 當新澆混凝土層厚度小于100mm時,可采用小石子混凝土或噴射高性能抗拉復合砂漿。在結構尺寸復雜和新澆混凝土施工條件差的情況下,可采用微膨脹或自密實混凝土。

5.5.2  加固用受力鋼筋直徑不小于12mm,不宜大于25mm ;構造鋼筋直徑不小于10mm;箍筋直徑不宜小于8mm。
5.5.3  新增鋼筋應按現行《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范》( JTG D62)要求進行設置,并應符合下列規定:
   1當新增縱向鋼筋與原構件受力鋼筋采用短筋焊接時,短筋的直徑不宜小于12mm,各短筋的中距不應大于500mm。
   2 當用單側或雙側加固時,應設置U形箍筋或封閉式箍筋并與原構件牢固連接。

5.5.4 在受拉區增設混凝土加固的受彎構件,新增縱向鋼筋需截斷時,應從計算截斷點外至少增加一個錨固長度。受壓構件新增縱向受力鋼筋應伸人原結構中并滿足錨固要求。
5.5.5 新老混凝土結合面處,原構件的表面應鑿成凹凸差不小于6mm的粗糙面。
5.5.6 為滿足式(5.4.1)和式(5.4.2-2)要求,需要在原構件混凝土中植抗剪鋼筋時,數量應根據受力及構造要求確定,植筋設計見本規范附錄A。 

6  粘貼鋼板加固法

6.1一般規定
6.1.1本方法適用于鋼筋混凝土受彎、受拉和受壓構件的加固。
6.1.6粘貼鋼板加固橋梁構件的作用效應宜分別按下列兩個階段進行計算:
    1 第一階段:粘貼鋼板加固施工前,作用(或荷載)應考慮加固時包括原構件自重在內的實際恒載及施工時的其他荷載。
    2 第二階段:粘貼鋼板加固后,作用(或荷載)應考慮包括構件自重在內的恒載、二期恒載作用及使用階段的可變作用。作用效應組合系數取值:恒載的荷載效應分項系數1.2;使用階段的可變作用效應分項系數按現行《公路橋涵設計通用規范》(JTG D60)取用。

6.5 構造要求
6.5.1 采用直接涂膠粘貼的鋼板厚度不應大于5mm;鋼板厚度大于5mm時,應采用壓力注膠粘結。
6.5.2 對鋼筋混凝土受彎構件進行正截面加固時,鋼板宜采用條帶粘貼,鋼板的寬厚比不應大于50。
   6.5.3 當粘貼的鋼板延伸至支座邊緣仍不滿足本規范第6.2.5 條延伸長度的要求時,應采取下列錨固措施:

6.5.7直接涂膠粘貼鋼板宜使用錨固螺栓,錨固深度不應小于6.5倍螺栓直徑。螺栓布置的間距應滿足下列要求:
1 螺栓中心最大間距為24倍鋼板厚度;最小間距為3倍螺栓孔徑。
2 螺栓中心距鋼板邊緣最大距離為8倍鋼板厚度或120mm中的較小者。最小距離為2倍螺栓孔徑。
如果螺栓只用于鋼板定位或粘貼加壓時,不受上述限制。

 

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