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1、梁式桥上部结构的维修加固技术梁式桥上部结构的维修加固技术 第五章第五章 梁式桥上部结构常见梁式桥上部结构常见 缺陷及其原因缺陷及其原因 n n 5.4.1.1 5.4.1.1 梁式桥上部结构常见的主要缺陷梁式桥上部结构常见的主要缺陷 n n 一一 混凝土梁式桥上部结构的缺陷混凝土梁式桥上部结构的缺陷 n n （1 1）在混凝土梁式桥上部结构中产生的主要）在混凝土梁式桥上部结构中产生的主要 缺陷，根据其结构类型、构造形式、使用构件、建缺陷，根据其结构类型、构造形式、使用构件、建 桥处地理气候条件以及使用情况等的不同，其产生桥处地理气候条件以及使用情况等的不同，其产生 的部位、种类和程度也不同。的
2、部位、种类和程度也不同。 n n （）混凝土梁式桥中的主要缺陷往往从表层（）混凝土梁式桥中的主要缺陷往往从表层 发生的各种异常现象中反映出来，如裂缝、磨损、发生的各种异常现象中反映出来，如裂缝、磨损、 剥落、掉角、露筋、锈蚀、蜂窝麻面等等。剥落、掉角、露筋、锈蚀、蜂窝麻面等等。 n n （）混凝土桥由于暴露在自然界中，（）混凝土桥由于暴露在自然界中， 缺陷长年累月地受到自然界各种因素的影缺陷长年累月地受到自然界各种因素的影 响，缺陷会响，缺陷会扩大、发展、加深扩大、发展、加深。 n n (4)(4)在混凝土桥中，许多缺陷和原因不是一在混凝土桥中，许多缺陷和原因不是一 一对应的，不少情况是由一个
3、因素引起，一对应的，不少情况是由一个因素引起， 而其他因素则多为促进缺陷发展的原因。而其他因素则多为促进缺陷发展的原因。 n n 二桥梁车辆荷载设计标准偏低，承载能力二桥梁车辆荷载设计标准偏低，承载能力 不足不足 n n （）正常使用桥梁的承载能力是由其（）正常使用桥梁的承载能力是由其 设计荷载标准所确定的，但为了适应道路运设计荷载标准所确定的，但为了适应道路运 输对桥梁载重要求的发展，设计规范在不断输对桥梁载重要求的发展，设计规范在不断 的修订，设计用的汽车荷载也在不断的增大的修订，设计用的汽车荷载也在不断的增大 。 n n （）很多根据（）很多根据“ “旧规范旧规范” ”设计的桥梁仍设计的
4、桥梁仍 在使用，这些桥梁上部结构承载能力要比现在使用，这些桥梁上部结构承载能力要比现 行规范要求的荷载设计标准为小，这样就出行规范要求的荷载设计标准为小，这样就出 现了各种承载能力桥梁并存的情况。现了各种承载能力桥梁并存的情况。 n n （）从现实的交通情况来看（）从现实的交通情况来看, ,实际行驶实际行驶 的车辆的车辆, ,其载重往往超过桥梁的承载能力。因其载重往往超过桥梁的承载能力。因 此，许多旧桥由于荷载等级偏低，承载能力此，许多旧桥由于荷载等级偏低，承载能力 不足使桥梁结构受到损害。不足使桥梁结构受到损害。 n n 三桥面净宽偏小，影响桥梁的通过能力三桥面净宽偏小，影响桥梁的通过能力
5、n n 由于道路交通的不断发展，显得许多旧由于道路交通的不断发展，显得许多旧 桥修建标准偏低，桥面窄小，致使车辆不能桥修建标准偏低，桥面窄小，致使车辆不能 顺利流畅通过。为此，往往必须采取拓宽加顺利流畅通过。为此，往往必须采取拓宽加 固的措施，从而达到增加桥面净宽，提高桥固的措施，从而达到增加桥面净宽，提高桥 面车辆通过能力的目的。面车辆通过能力的目的。 n n 5.4.1.25.4.1.2梁式桥主要缺陷的种类及原梁式桥主要缺陷的种类及原 因分析因分析 n n 一梁式桥主要缺陷的种类一梁式桥主要缺陷的种类 n n 混凝土梁式桥主要缺陷中，除设计荷载混凝土梁式桥主要缺陷中，除设计荷载 偏小，承载
6、能力和通过能力不足是由于人为偏小，承载能力和通过能力不足是由于人为 与客观的原因造成的外，其他主要由于设计与客观的原因造成的外，其他主要由于设计 、施工和外界因素等原因造成的，分类如下、施工和外界因素等原因造成的，分类如下 图图3-4-13-4-1 ： n n 二梁式桥上部结构主要缺陷的原因分析二梁式桥上部结构主要缺陷的原因分析 n n 1.1.设计方面的原因：设计上引起的缺陷设计方面的原因：设计上引起的缺陷 主要有结构不合理、计算上的错误以及设计主要有结构不合理、计算上的错误以及设计 施工图不完善等三方面。施工图不完善等三方面。 n n （）（）结构不合理结构不合理：在桥梁设计方案的：在桥梁
7、设计方案的 选择过程中，一般由桥梁地质条件、施工方选择过程中，一般由桥梁地质条件、施工方 法、经济指标、使用要求等多方面的因素来法、经济指标、使用要求等多方面的因素来 决定所选用桥梁的结构形式。如果结构选择决定所选用桥梁的结构形式。如果结构选择 确定不合理，将会使桥梁建成后有可能发生确定不合理，将会使桥梁建成后有可能发生 缺陷。缺陷。 n n n n （）（）设计计算方面的错误：设计计算方面的错误：在桥梁设计计在桥梁设计计 算过程中，由于计算错误和取值差错等原因算过程中，由于计算错误和取值差错等原因 可能使桥梁建成后就出现问题。可能使桥梁建成后就出现问题。 n n （）（）在构件的一些特殊部位
8、的设计错误在构件的一些特殊部位的设计错误 ：如构件的角隅处，预应力钢筋的锚固处。如构件的角隅处，预应力钢筋的锚固处。 n n （）（）设计施工图纸不完善：设计施工图纸不完善：在设计图纸在设计图纸 中，钢筋和预应力钢筋的布置往往存在一些中，钢筋和预应力钢筋的布置往往存在一些 问题。问题。 n n 2.2.施工方面的原因：施工方面的原因： n n （1 1）材料性质不好：材料性质不好：施工中所采用的施工中所采用的 混凝土、钢筋、预应力刚才等材料，如质量混凝土、钢筋、预应力刚才等材料，如质量 不好，不符合规范要求，常常是导致桥梁结不好，不符合规范要求，常常是导致桥梁结 构产生各中缺陷的内在因素。构产
9、生各中缺陷的内在因素。 n n （2 2）施工质量不好：施工质量不好：在混凝土结构物在混凝土结构物 产生破坏的原因，最多的是由于施工质量不产生破坏的原因，最多的是由于施工质量不 好引起的。好引起的。 n n （3 3）施工操作人员的技术熟练程度与）施工操作人员的技术熟练程度与 素质，也对施工质量起着重要作用。素质，也对施工质量起着重要作用。 n n （4 4）以下就容易产生缺陷的主要工种作）以下就容易产生缺陷的主要工种作 一概略说明：一概略说明： n n 钢筋安装：钢筋网和钢筋骨架在安装中钢筋安装：钢筋网和钢筋骨架在安装中 最容易出现的是安装后钢筋混凝土的保护最容易出现的是安装后钢筋混凝土的保
10、护 层太厚或太薄的问题。层太厚或太薄的问题。 n n 混凝土的浇注和养生：混凝土浇注不慎混凝土的浇注和养生：混凝土浇注不慎 会导致结构出现空洞、蜂窝麻面等缺陷；会导致结构出现空洞、蜂窝麻面等缺陷； 养生不足又会使结构出现裂缝。养生不足又会使结构出现裂缝。 n n 预制构件的安装：预制构件安装不好预制构件的安装：预制构件安装不好 ，如尺寸出现偏差，断面尺寸有可能不足，如尺寸出现偏差，断面尺寸有可能不足， 从而使结构强度存在问题。从而使结构强度存在问题。 n n 模板等临时工程的设置：模板设计不模板等临时工程的设置：模板设计不 好，或拆除过早，也都能导致结构出现缺陷好，或拆除过早，也都能导致结构出
11、现缺陷 。 n n 3. 3.外界因素：外界因素指行驶于桥梁上的外界因素：外界因素指行驶于桥梁上的 车辆流量的不断增加，车辆载重的加大；突车辆流量的不断增加，车辆载重的加大；突 发事故的发生；自然界的特大灾害；周围恶发事故的发生；自然界的特大灾害；周围恶 劣的环境以及桥梁基础产生破坏，出现不均劣的环境以及桥梁基础产生破坏，出现不均 匀沉陷等等。匀沉陷等等。 5.4.2 5.4.2 桥梁维修加固的主要方法桥梁维修加固的主要方法 n n 5.4.2.1 5.4.2.1 桥梁维修加固的一般原则桥梁维修加固的一般原则 n n 一一 桥梁需要加固的现状桥梁需要加固的现状 n n 1 .1 .桥梁承载能力
12、不足，按照现行需要通桥梁承载能力不足，按照现行需要通 行的车辆进行验算不能满足强度要求。行的车辆进行验算不能满足强度要求。 n n 评定旧桥承载力可采用理论分析计算或评定旧桥承载力可采用理论分析计算或 实际荷载试验的方法。采用理论分析计算法实际荷载试验的方法。采用理论分析计算法 评定校核旧桥承载力，并确定是否需要加固评定校核旧桥承载力，并确定是否需要加固 时，又可采用以下两种做法：时，又可采用以下两种做法： n n n n （1 1）采用实际计算应力与容许应力进行大小）采用实际计算应力与容许应力进行大小 比较的方法。即实际荷载作用下构件所产生比较的方法。即实际荷载作用下构件所产生 的计算应力大
13、于材料实测容许应力则需加固的计算应力大于材料实测容许应力则需加固 ；反之，采用维修养护即可。；反之，采用维修养护即可。 n n （2 2）采用实际计算内力（主要是弯矩）与构）采用实际计算内力（主要是弯矩）与构 件容许内力比较分析法。即若实际荷载作用件容许内力比较分析法。即若实际荷载作用 下，构件必须承受的最大内力大于构件可能下，构件必须承受的最大内力大于构件可能 承受的内力时，则需加固，反之，不需加固承受的内力时，则需加固，反之，不需加固 。 2 .2 .桥梁局部产生破损，如裂缝、剥落等桥梁局部产生破损，如裂缝、剥落等 ，若破损严重，已不能满足强度要求时，应，若破损严重，已不能满足强度要求时，
14、应 尽快对个别构件进行加固，若破损不严重，尽快对个别构件进行加固，若破损不严重， 对强度要求没有影响时，可不需加固。对强度要求没有影响时，可不需加固。 n n 3 .3 .桥面宽度不足，影响车辆通过能力时桥面宽度不足，影响车辆通过能力时 ，应进行拓宽加固。，应进行拓宽加固。 n n 4 .4 .桥梁局部或整体刚度不足，已影响正常使桥梁局部或整体刚度不足，已影响正常使 用时，为提高其刚度，需进行加固。用时，为提高其刚度，需进行加固。 n n 5.5.因战争或遭受特大自然灾害，桥梁受因战争或遭受特大自然灾害，桥梁受 损需进行抢修工作，以及为保证重车临时通损需进行抢修工作，以及为保证重车临时通 过桥
15、梁时的安全，需对桥梁进行临时加固。过桥梁时的安全，需对桥梁进行临时加固。 n n 二二 桥梁加固方法的选用原则桥梁加固方法的选用原则 n n 1.1.桥梁加固一般以不更改原建筑形式为桥梁加固一般以不更改原建筑形式为 原则，只有在复杂的情况下，才更改其结构原则，只有在复杂的情况下，才更改其结构 。 n n 2.2.桥梁加固视旧桥的情况、承载能力的桥梁加固视旧桥的情况、承载能力的 减弱程度以及今后的任务有以下几种加固方减弱程度以及今后的任务有以下几种加固方 法：法： n n 扩大或增加原结构构件截面，以提高扩大或增加原结构构件截面，以提高 原结构的强度和刚度。原结构的强度和刚度。 n n 以新的结
16、构代替旧的应力不够的结构。以新的结构代替旧的应力不够的结构。 n n 改变原结构的受力体系，使原结构减少受改变原结构的受力体系，使原结构减少受 力。力。 n n 对原结构施加外应力（如预应力），以改对原结构施加外应力（如预应力），以改 变原结构的受力图形，达到提高桥梁刚度和变原结构的受力图形，达到提高桥梁刚度和 强度的目的。强度的目的。 3. 3.采用扩大或增加桥梁构件截面的方法进行加固采用扩大或增加桥梁构件截面的方法进行加固 时，应注意新加部分和原有部分的结合。时，应注意新加部分和原有部分的结合。 4 . 4 .不管采用何种加固方案，应考虑投资少、工效不管采用何种加固方案，应考虑投资少、工效 快、不中断交通快、不中断交通 、技术上可行、有较好的耐久性、技术上可行、有较好的耐久性 等方面的要求。等方面的要求。 5.4.2.2 5.4.2.2 桥梁维修加固的主要方法桥梁维修加固的主要方法 1.1.扩大或增加构件截面法，包括以下几种扩大或增加构件截面法，包括以下几种 形式：形式： 桥面补强层加固法。桥面补强层加固法。 增加梁截面和配筋加固法。增加梁截面和配筋加固法。 钢板粘贴或增设其他钢梁
