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公路橋梁加固設計規範
2014-06-06 15:37:55 來源: 作者:張征征 【连连红彩票】 浏览:1193次 評論:0

 

1 總則

  1.0.1 爲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,制定本規範。

  1.0.2 本規範適用于各類公路橋梁以恢複使用功能、提高承載能力、增強安全性和耐久性爲目的的加固設計。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範對其技術狀況、承載能力進行檢測、評定,並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,其荷載標准、加固設計基准期、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範有關規定外,尚應符合國家、行業相關標准、規範的規定。

2基本規定

  2.1  加固設計計算基本假定:

  2.2.1 桥梁加固时,应考虑分阶段受力,在新加材料与原结构(构件)未有效结合前,其恒载(含新加材料重量)应由原结构截面承担;有效结合后施加的荷载(恒载、活载、附加载)由加固后的组合截面承担。

  2.2.2 在不同受力阶段,截面变形符合平截面假定。

  2.2.3 在极限状态下,原结构受压区边缘混凝土的应变达到极限值,截面受压区应力可以简化为矩形计算,混凝土取抗压强度设计值。

  2.2.4 在极限状态下,原结构受拉区钢筋仍为理想弹塑性材料,钢筋取抗拉强度设计值。

  2.2.5 混凝土结构加固后的极限承载力,应以原结构截面中混凝土或钢筋强度设计值控制。

  2.2 加固基本原則與設計程序:

  2.2.1 加固设计应依据原桥梁竣工图和设计图及检测评估报告进行,并经现场核对。

  2.2.2 加固设计计算,应考虑结构病害影响、材料劣化、新旧材料的结合性能及材性差异。材料、几何等参数的取值,应采用桥梁现状的检测结果。

  2.2.3 加固设计应进行各施工阶段构件的强度、稳定性及结构变形验算。

  2.2.4 加固后的结构验算应考虑附加荷载(温度变化、混凝土收缩及徐变、预加应力、墩台位移、安装应力等)的影响。

  2.2.5 改变结构体系加固时,结构构件任一截面上的应力不宜超过材料强度的设计值。

  2.2.6 加固验算时,应根据桥梁建设年代的设计荷载、材料性能进行相应计算。

  2.2.7 桥梁加固设计可按下列程序进行:加固工程可行性研究(含估算→加固方案初步设计(含概算)→加固施工图设计(含预算)。

3加固用材料

  3.2.1 桥梁结构加固用混凝土的强度等级应比原结构构件提高一级,且不得低于C30;当采用预应力混凝土进行加固时,其强度等级不得低于C40。

  3.5.3 在材料性能检验和桥梁加固设计中,纤维复合材料截面面积的计算应符合以下规定:

    1 對纖維布材,應按纖維的淨截面積計算,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 纖維複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爲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,不得使用乙二胺作爲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准值之前,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准值後,構件按加固後整體截面計算,作用(或荷載)應考慮包括加固後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範》(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爲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爲支撐,在其上澆築混凝土加厚層並與原構件組合,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範》(JTG D62-2004)第8.1節的規定進行:

1 受彎構件截面增大後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範》(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,對整體澆築的混凝土加厚層,可按相應于溫度降低15℃一20℃考慮;對分段澆築的混凝土加厚層,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範》(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應爲鋼筋的彈性模量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  新浇混凝土应符合下列规定:
  1 新浇混凝土强度级别宜比原构件混凝土强度提高一级,且不低于C25。
  2 新浇混凝土层的最小厚度,对板不宜小于100 mm,对梁和受压构件不宜小于150mm。
  3 当新浇混凝土层厚度小于100mm时,可采用小石子混凝土或喷射高性能抗拉复合砂浆。在结构尺寸复杂和新浇混凝土施工條件差的情况下,可采用微膨胀或自密实混凝土。

5.5.2  加固用受力钢筋直径不小于12mm,不宜大于25mm ;构造钢筋直径不小于10mm;箍筋直径不宜小于8mm。
5.5.3  新增钢筋应按现行《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》( JTG D62)要求进行设置,并应符合下列规定:
   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 当用单侧或双侧加固时,应设置U形箍筋或封闭式箍筋并与原构件牢固连接。

5.5.4 在受拉区增设混凝土加固的受弯构件,新增纵向钢筋需截断时,应从计算截断点外至少增加一个锚固长度。受压构件新增纵向受力钢筋应伸人原结构中并满足锚固要求。
5.5.5 新老混凝土结合面处,原构件的表面应凿成凹凸差不小于6mm的粗糙面。
5.5.6 为满足式(5.4.1)和式(5.4.2-2)要求,需要在原构件混凝土中植抗剪钢筋时,数量应根据受力及构造要求确定,植筋设计见本规范附录A。 

6  粘贴钢板加固法

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 第一阶段:粘贴钢板加固施工前,作用(或荷载)应考虑加固时包括原构件自重在内的实际恒载及施工时的其他荷载。
    2 第二阶段:粘贴钢板加固后,作用(或荷载)应考虑包括构件自重在内的恒载、二期恒载作用及使用阶段的可变作用。作用效应组合系数取值:恒载的荷载效应分项系数1.2;使用阶段的可变作用效应分项系数按现行《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60)取用。

6.5 构造要求
6.5.1 采用直接涂胶粘贴的钢板厚度不应大于5mm;钢板厚度大于5mm时,应采用压力注胶粘结。
6.5.2 对钢筋混凝土受弯构件进行正截面加固时,钢板宜采用條带粘贴,钢板的宽厚比不应大于50。
   6.5.3 当粘贴的钢板延伸至支座边缘仍不满足本规范第6.2.5 條延伸长度的要求时,应采取下列锚固措施:

6.5.7直接塗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 螺栓中心最大间距为24倍钢板厚度;最小间距为3倍螺栓孔径。
2 螺栓中心距钢板边缘最大距离为8倍钢板厚度或120mm中的较小者。最小距离为2倍螺栓孔径。
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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