[PPT]特大桥加固方案详解及桥梁耐久性设计实例分析63页(图文并茂)_secret
某特大桥加固分析
某特大桥加固分析摘要：国内很多预应力混凝土连续梁（刚构）桥合拢段底板出现纵向裂缝，现已成为比较常见的桥梁病害。
本文对底板裂缝发生的原因进行综述，并以某特大桥合拢段箱梁底板纵向裂缝为研究对象，采用桥梁博士软件建立合拢段横向模型，考虑自重、预应力荷载、车辆荷载和温度等因素，分析了三种荷载组合下的横向应力分布情况。
根据箱梁底板拉应力的计算结果，讨论了导致底板横向裂缝形成的主要原因。
为避免箱梁底板横向裂缝的产生，提出设计和施工时应注意的问题，以供类似桥梁参考借鉴。
关键词：连续箱梁；底板；纵向裂缝；应力分析中图分类号：u445.7 文献标识码：a 文章编号：1006-4311（2013）15-0063-030 引言我国上个世纪70年代开始兴建大跨径预应力混凝土连续箱梁，由于设计理论不完善、超载、施工质量缺陷以及养护工作不到位等方面的原因，这类桥已经出现了一系列的病害，不仅影响了行车的舒适性和平稳性，还存在一定的安全隐患。
近年来，由于各种原因造成了梁底边在施工和运营过程中出现了一些纵向裂缝，针对这些问题国内的有关专家和学者都进行了分析和研究。
该特大桥是1999年建成开始运营的，运营后发现合拢段和与之相邻节段的底板存在纵向裂缝。
为了全面的分析该桥合拢段底板纵向裂缝的原因，本文结合了类似桥梁的裂缝情况并建立了合拢段的横向模型，同时针对这个问题提出了防止此类裂缝出现的建议。
1 工程概况该特大桥是广州市内的一座特大桥，主桥为四跨106m+2×160m+106m预应力混凝土连续刚构桥，分左右两幅，桥面宽2×15.75m，双向6车道，设计荷载为：汽超-20级，挂车-120。
箱梁截面为单箱单室，箱梁顶板宽为15.75m，底板宽8.0m，如图1所示；箱梁根部段梁高8.0m，腹板厚0.9m，顶板厚0.5m，底板厚1.2m；跨中及支点梁高3.0m，腹板厚0.4m；顶板厚0.25m，梁高按二次抛物线变化。
箱梁采用三向预应力体系，顶板纵向预应力钢束每束为27φ15.24mm钢铰线，底板纵向束每束为19φ15.24mm钢铰线，合拢段底板共有16束，顶板横向预应力钢束沿桥轴方向按100cm间距布置，为4φ15.24mm钢铰线，钢绞线标准设计强度为1860mpa，预应力张拉控制应力均为1395mpa。
桥梁加固的主要方法和实例讲解
桥梁加固的主要方法和实例讲解桥梁加固是指通过针对现有桥梁的结构和材料进行修复、改造和加固，以提高桥梁的载荷能力和安全性能。
桥梁加固是保障桥梁的长期使用和延长使用寿命的重要手段。
以下是桥梁加固的主要方法和实例的详细介绍。
一、主要方法：1.紧固加固法：该方法将螺栓、角铁或钢板等紧固材料与桥梁的构件相连，增加其受力面积和刚度，提高桥梁的承载能力。
常见的加固方式有紧固剪力钢板、紧固拉力筋和紧固压力板等。
2.补强加固法：该方法通过在桥梁的弱点或破损部位增加新的结构材料，以增加其强度和韧性，提高桥梁的抗压、抗弯和抗震能力。
常见的加固方式有钢板加固、混凝土粘贴加固和预应力加固等。
3.增加承载能力：该方法通过增加桥梁的梁底面积或改变桥梁的受力形式，以提高桥梁的承载能力。
常见的加固方式有在桥梁下方增加钢桁架或预应力混凝土夹层板等。
4.荷载改造：该方法通过在桥梁上增设新的结构构件或改变原有构件的受力形式，以适应新的荷载要求。
常见的加固方式有增加主梁、增设支座和取消支座等。
5.防腐加固：该方法通过在桥梁的结构表面涂覆或喷涂特殊防腐材料，以防止桥梁受到腐蚀而减弱其结构强度。
常见的加固方式有涂覆防腐漆和喷涂防腐涂料等。
二、实例讲解：1.金福桥加固工程：该工程位于重庆市黔江区，因原设计荷载小于实际通行荷载，桥梁出现严重龟裂和下沉变形。
工程采用了紧固加固法和补强加固法相结合的方法进行加固。
首先，在桥面上增加了角铁，用螺栓将其与原有桥面板紧固，增加了桥面板的刚度和受力面积。
然后，在桥墩和墩台的受力位置增加了钢板，将其与原有桥墩和墩台的桩基相连，提高了整个桥梁结构的抗压能力。
最后，对桥梁的破损部位进行了混凝土粘贴加固，保证了桥梁的使用安全性。
2.长江三峡大桥加固工程：该工程位于湖北宜昌市，是一座以预应力混凝土桥梁为主体的大型桥梁。
由于长期受到风、水和恶劣天气的侵蚀，桥梁的结构和材料出现了严重的腐蚀和老化现象。
工程采用了防腐加固和荷载改造相结合的方法进行加固。
桥梁病害及加固设计方法超强图文详解
桥梁病害及加固设计方法超强图文详解
原有主体结构，改变功能配置、改善空间质量、扩大功能空间等，可以减少开发商的初期投资费用(包括拆迁费、土建费等)、缩短建设周期，体现较高的经济价值。
目前桥梁加固设计与计算方面的研究还相对滞后，有些方面甚至连公认的算法都没有，使设计者感到难于动手。
桥梁加固设计师除了有扎实的专业知识外，最好既有相当的设计经验，又有相当的施工经验，所完成的设计施工图才较合理、可靠、现实、施工质量容易保证、修改变更少、造价合理、加固效果好，不仅能治标，能治本的尽量治本。
如果只有施工经验，所出加固方案及施工图，可能缺乏对结构系统地受力分析及病害成因及趋势分析，往往该加固的部位加固不够或太多，不需要加固的地方也加固，造成多花了钱，加固效果还不好。
很多设计者在加固材料的用量上比较随意，凭经验、凭感觉用材料的人不少，是否浪费材料或是达不到最好的加固效果，自己不清楚，业主更不知道，大多没有作加固计算，有的高资质设计单位也只对加固前的结构作些复核性计算，最多作加固后的承载力计算。
但大家知道构件的病害往往在正常使用阶段中表现出来，承载能力主要说明构件是否安全，能安全使用的构件并非就没有病害，因此还要作截面上各材料的应力强度计算，才能反映出构件是否有病害、程度如何及发展趋势。
大桥维修加固(实施方案)
大桥维修加固(实施方案)实施方案：大桥维修加固1. 问题分析：首先，对大桥进行全面的问题分析，包括结构状况、损伤程度、使用年限等方面的评估。
通过现场勘察和实地检测，确定大桥所存在的主要问题和风险点。
2. 方案设计：根据问题分析的结果，设计相应的维修加固方案。
包括但不限于以下几个方面：- 结构加固：根据大桥的结构特点和问题，采取适当的加固措施，如钢筋加固、拆除重建、补强梁柱等方式，提升大桥的承载能力和抗震能力。
- 损伤修复：对大桥存在的损伤进行修复，包括裂缝修复、伸缩缝维修、混凝土修补等工作，确保大桥的结构完整性和使用寿命。
- 防腐防蚀：针对大桥的防腐防蚀问题，采取相应的措施，如喷涂防腐涂层、加装防腐设施等，延长大桥的使用寿命。
- 增强监测：安装合适的监测设备，如应变计、位移计等，对大桥的变形和破坏进行实时监测，及时发现和处理问题。
3. 施工方案：在制定施工方案时，需要充分考虑以下因素：- 安全性：确保施工过程中的安全，避免对施工人员和交通的影响。
- 成本效益：合理评估维修加固方案的成本效益，选择经济合理的施工材料和工艺。
- 进度控制：制定合理的施工计划，确保施工工期的控制，尽快完成维修加固工作。
4. 施工实施：根据施工方案，组织施工队伍，配备必要的施工设备和材料，进行维修加固工作。
在施工过程中，需要严格按照设计要求和施工方案进行作业，确保施工质量和安全。
5. 质量检验：在施工完成后，进行质量检验，包括对加固结构的承载能力和稳定性进行测试，以确保维修加固的效果满足设计要求和使用标准。
6. 监测和维护：在维修加固完成后，需要建立健全的监测系统，对大桥的使用情况进行实时监测，及时发现和处理任何新的问题。
同时，建立定期的维护计划，对大桥进行定期检修和保养，确保大桥的长期使用安全。
桥梁加固维修技术总结 ppt课件
3）植筋胶采用高质量的植筋胶，注胶时，应从孔的底部开始注射 直至填满孔的2/3。
4）插入钢筋时，应有小部分的植筋胶溢出，以保证植入的钢筋完 全粘上了胶。
5）植筋后，在固化前不可对钢筋施加任何荷载，固化时间为2～3 个小时。
1.6 施工时应注意的事项 1）钻孔时应保证孔的直径符合要求，钻孔直径和要植的钢筋直径
3）封缝：在裂缝两侧（宽20～30mm）涂一层环氧树脂基 液，后抹一层厚1mm左右、宽20～30mm的环氧树脂胶泥。抹 胶泥时应防止产生小孔和气泡，要刮平整，保证封闭可靠。
4）裂缝封闭后应进行压气试漏，检查密闭效果，试漏须待封 缝胶泥或砂浆有一定强度时进行。试漏前沿裂缝涂一层肥皂水， 从灌浆嘴通入压缩空气，凡漏气处，应予以修补密封至不漏为 止。
吹风机等电动工具。调胶用的称、容器（塑料盆）拌和棒等。裁剪 碳纤维用的卷尺（或钢尺）、剪刀、美工刀等。涂胶用的短毛滚、 胶带、消泡滚等。防护用具胶手套、布手套、防尘口罩、防尘眼镜 等。 3.4 施工工艺 3.4.1 表面处理
1）应清除被加固构件表面的剥落、松散、蜂窝、腐蚀等劣化混 凝土，露出混凝土结构层，并用修复材料将表面修复平整。
土梁板，桥面，涵洞裂缝修补，隧道拱体的裂缝修补。 2.3裂缝封闭施工流程及施工工艺 2.3.1 裂缝封闭施工流程 裂缝表面处理→选择注浆口→裂缝封闭→安置底座→试漏→
配置胶并注胶→表面清理
桥梁加固维修技术总结
2.3.2 裂缝封闭施工工艺
封闭前裂缝处理 封缝
裂缝封闭后应检查密闭效果
1）封闭前裂缝处理：对于混凝土构件上较细（小于0.2mm） 裂缝，可用钢丝刷等工具，清除裂缝表面的灰尘、白灰、浮渣
一、植筋（栓）锚固技术
桥梁加固设计方案
桥梁加固设计方案桥梁加固设计方案一、方案概述该设计方案旨在对现有桥梁进行加固，提高桥梁的承载能力和安全性能。
主要措施包括加固桥墩、加固桥面和加固桥拱。
二、加固桥墩1. 加固桥墩基础：对桥墩基础进行加固，采用混凝土加固和增加桩基的方式。
在原有桥墩基础上增加混凝土墩身，重新浇筑桩基，以增加桥墩的稳定性和承载能力。
2. 增加桥墩支撑列数：根据实际情况，在原有的桥墩上增加支撑列数，以增加桥墩的承重能力和稳定性。
三、加固桥面1. 桥面铺设原有铺装表面：对现有桥面进行修复，铺设原有的铺装表面，确保桥面的平整度和承载能力。
2. 加固桥面梁：在桥梁梁上增加钢筋加固板，以增加桥梁的承重能力和抗震能力。
四、加固桥拱1. 增加桥拱支撑：在原有的桥拱上增加支撑柱，以增加桥拱的承重能力和稳定性。
2. 加固桥拱表面：对桥拱表面进行钢筋加固和混凝土修复，以提高桥拱的受力性能和耐久性。
五、其他措施1. 加强桥梁的检测和监控：增加桥梁的监测设备，定期对桥梁的结构和承载能力进行检测和评估，及时发现问题并采取相应措施保障桥梁的安全使用。
2. 加固桥梁的支撑结构：对桥梁的支撑结构进行维护和加固，确保桥梁的稳定性和承载能力。
六、施工安全措施在施工过程中需注意施工安全，确保人员的安全和施工顺利进行。
此外，在施工前需制定详细的施工方案和施工组织设计，确保施工的合理性和安全性。
七、经济效益分析加固桥梁的设计方案能够提高桥梁的承载能力和安全性能，延长桥梁的使用寿命。
虽然加固桥梁需要一定的投资，但可以避免桥梁的断裂和损坏，减少因桥梁故障带来的交通事故和交通拥堵，提高交通运输的效率，进而带来经济效益。
总结：通过对现有桥梁进行加固设计，可以提高桥梁的承载能力和安全性能，延长桥梁的使用寿命。
加固桥墩、桥面和桥拱是加固设计的主要措施。
此外，需要加强桥梁的检测和监控，加固桥梁的支撑结构，并采取相应的施工安全措施。
加固桥梁的设计方案能够带来经济效益，提高交通运输的效率。
桥梁加固施工方案(含图和文案)
桥梁加固桥梁加固，就是通过一定的措施使构件乃至整个结构的承载能力及其使用性能得到提高，以满足新的要求。
也就是要针对桥梁所发生的不能满足继续使用的状况进行处理。
加固的原因有桥梁耐久性差和年久老化、设计失当或施工质量差等。
通过桥梁加固后，可以延长桥梁的使用寿命，用少量的资金投入，使桥梁能满足交通量的需求，还可以缓和桥梁投资的集中性，预防和避免桥梁坍塌造成的人员和财产的损失。
加固的方法主要分为上部结构加固、下部结构加固。
（注：桥梁加固施工图）一、加固原因1、随着经济的发展，交通量增大，载重等级发生变化。
2、早年设计的指导思想注重于材料的节省，安全度低，一般来说造成断面单薄、安全储备低，其中最典型的是双拱桥。
3、桥梁耐久性差和年久老化，如砖拱桥。
4、修建的桥梁，因设计失当或施工质量差，也存在加固的问题。
二、施工难度大1、已通车的桥梁，有现实的交通需要，因为要在不中断交通的情况下加固，所以加固时有交通干扰。
2、结构形式的限制，加固的原则一般必须利用原有结构进行，所以受到局限。
3、新老结构的结合是个难题，包含新老结构体系的变化和过渡，还包括新老桥体的接合面。
4、风险大，凡是要加固的桥梁，多半是危桥，结构已处在不利状态，对旧桥有的缺乏原有的设计资料和施工记录，结构内部情况不详，现有受力情况不一样，很难确定其受力极限，给旧桥加固带来了风险。
三、现状据统计，截至2006年年底，我国公路总里程达345.7万公里，有公路桥53.36万座，203.99万延米。
近20年来大量修建的预应力混凝土连续刚构桥，普遍出现在收缩徐变完成后，跨中仍然持续下挠，腹板底板开裂；近10多年发展起来的钢管混凝土拱桥，以其优异的施工性、经济性、造型美风靡全国，但实践的真实反映这一组合结构的计算方法并不成熟，管节点焊缝疲劳没能很好解决，吊杆寿命难于估计；近30年大量修建的钢筋混凝土箱型拱桥，桥道系病害多；诞生于20世纪60年代初的双曲拱桥，以其耗钢材少、造价低、施工方便的优点而风靡全国。
桥梁加固的主要方法和实例讲解
病害处置措施
2、更换行车道板和桥面铺装
在行车道板上浇筑均厚10.6cm的桥面铺装， 桥面横坡为1.5%，混凝土强度为C40。为增加其 防水效果，铺装层还需掺入杜拉纤维、减水剂、 微膨胀剂，以防止混凝土微裂纹。杜拉纤维的掺 入量1.5kg/m3；微膨胀剂掺入量30kg/m3；减水剂 掺入量适当即可。
病害处置措施
4、改变纵梁结构形式减少伸缩缝
在维修整治中，为增加桥梁整体性，将桥面 铺装尽可能连续，现有全桥纵梁的变形缝减少4道。 同时将现有伸缩缝也需进行拆除更换。行车道板 和桥面铺装更换后，全桥共设5道伸缩缝，分别设 置于墩、台交界处。伸缩缝规格为SSFB40型伸缩 缝，伸缩缝回填区混凝土强度为C40。
加固措施
2、桥墩盖梁加固
凿除表面混凝土，凿除深度为3cm，误差小于 5mm，对受损截面深度大于3cm处，应增加0.5～ 1cm，保证新鲜混凝土强度达到C30。在侧面和底 面植筋，挂设2525cmφ6钢筋网，喷射C30混凝土， 喷射分两次完成，第一次喷射应保证厚度修复到 原结构尺寸，第二次保证3cm，平均厚度为6cm。
1. T型梁病害
为什么会这样？
怎么办？
2. 支座破损
怎么办？
更换
3. 盖梁、墩柱开裂
3. 盖梁、墩柱开裂
对吗？
A
A 粘贴碳纤维布
粘贴钢板
粘贴钢板（300mmX6mm） A-A
碳纤维布
4. 连续刚构桥箱梁斜裂缝
4. 连续刚构桥箱梁斜裂缝
4. 连续刚构桥箱梁斜裂缝
5. 连续刚构桥箱梁纵向裂缝
局部粘贴钢板 裂缝灌浇、封闭
1
2
1
2
11. 预应力混凝土T梁加固
缺陷
T梁马蹄开裂
桥梁加固幻灯片PPT教案
1—保护罩 2—防松装置 3—锚 板 4—锚垫板 5—密封管组件6—螺旋筋7—密封装置 8—压盖
9—预埋钢管10—减振环 11—挡板
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体外索安装工艺流程
1、永久式体外索
拉索下料及剥除钢绞线两端PE护层——用去脂 剂清除钢绞线表面油脂——穿索及安装锚具——张 拉——灌注水泥沙浆防护.
⑸ 在新增的桥面混凝土结构层中，掺入FORTA® 纤维（美国福塔公司生产的聚丙烯纤维网），减少 混凝土内部早期原生裂隙的数量和塑性裂缝的发展， 提高桥面抗冲击、抗疲劳能力及其抗渗性能。
⑹ 采用日本环氧胶泥封缝和低压灌缝技术，对混 凝土裂缝进行修复。
⑺ 更换伸缩缝，修复人行道板和栏杆。
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取决与高跨比和体外钢筋的布置情况，如图2
钢筋束应力增量（MPa）
120 110 100
；
跨预应力布置 2跨预应力布置 3跨预应力布置
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
跨高比
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⑶美国
《美国公路桥梁设计规范》（AASHTO 1994）
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3 体外预应力加固钢筋混凝土受弯构件 正截面应力验算。
体外预应力加固桥梁构件一般均采用带 载加固，其正截面应力应按两阶段受力迭合 梁计算。
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3.1预施应力阶段的应力验算
上边缘混凝土的压应力为
c1
M Gk J 01
加固改造方法PPT课件
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注浆加固法
适用于砂土、粉土、粘性土 和人工填土等地基加固
分渗透注浆、劈裂注浆和压密注浆
对软弱土处理，可选用以水泥为主 剂的浆液，也可选用水泥和水玻璃 的双液型混合浆液，有地下水流动 时不应采用单液水泥浆液
渗透注浆：浆液将土中的自由水和气体排挤出去,通过充填裂隙或
空隙,胶结周围土体,形成较密实的固化体,从而提高土层的抗压强
原柔性基础加高改 为刚性基础 柱加大时好用
15
设置加宽底板的钢 筋混凝土护套
柔性钢筋混
凝土基础加
宽，原钢筋
是否满足
16
锚筋式连接
嵌入式连接
17
加深基础法 适用于既有建筑地基浅层有较好的涂层作为持力层且地下水位较
低的情况。 fa fak b b 3d m d 0.5
公路旧桥加固技术PPT课件
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3.1.6 构造要求（续）
当拱桥拱脚有一定的填土时，可在台前加建新的扩大基础，并将改建为变 截面的拱肋支承到新基础上。新老基础之间用钢销进行联结，有条件时在台 前新基础下设法增加短桩，以提高承载力，如图3-3所示。P80
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3.1.7 质量控制与加固工程质量检验评定方法
浆液应具备以下特征： （1）有良好的可喷性
施工中水灰比一般采用1:1～2:1就能保证较好的喷射 效果。 （2）有足够的稳定性
浆液的稳定性可用浆液的析水率来评定。
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3.3.3 材料要求（续）
（3）气泡少。不能用起泡剂，必须用非加气型外加剂。 （4）调剂浆液的胶凝时间可调。 （5）有良好的力学性能。 要求具有一定的力学强度。 （6）浆液不污染环境，无毒、无臭。 （7）结石率高
（1）单桩容许承载力的确定 采用增补桩基加固法加固旧桥，上部荷载和扩大的承台（或盖梁）自重将有
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2.1 工程特点及设计原则
工程特点： （1）车流量大，只能夜间封闭8小时； （2）必须按更换吊杆-加固横梁-增设纵梁-桥面铺装的
顺序进行，不能平行作业。 （3）每片大纵梁的尺寸都不同，须按现场测量的数据
锚头生锈
锚头渗水
XX大桥原吊杆防水措施
原吊杆防水系统为：预留管内填充发泡聚氨酯，外加防护密封罩。
渗水
渗水
原有吊杆检测情况
拆换并解剖，检查内部锈蚀情况。 外包PE段状态较好，但锚头有锈蚀。
螺母锈蚀 黄油劣化
原有吊杆检测情况
实测吊杆应力幅
在采取限载措施后，实测活载应 力幅仍高达187Mpa！
吊杆设计思路
-221 261 -23
加固后应力(Mpa) 04规范设计荷载 上缘 下缘 砼板
-183 117 -11
-27 40 -4
-210 157 -15
钢横梁加固效果试验
结论：加厚钢板同原结构协同工作 状况良好，结构应变加固前后降低 幅度与理论计算值接近， 加固达到 预期目的。
增设大纵梁
大纵梁布置图 纵横梁布置图
• 系杆是系杆拱桥的生命线，吊杆则是 桥面系的生命线； • 由于吊杆锚头的一部分在预埋管道内 ，难以进行检测和及时更换，往往容 易导致出现事故。
近年来吊杆失效，导致桥面垮塌的事件
福建省武夷山公馆大桥垮塌
新疆孔雀河大桥垮塌 四川宜宾小南门桥
吊杆设计和更换关键技术
1、系杆失效的原因： 2、原有吊杆检测情况； 3、吊杆设计考虑的因素； 4、更换方案。
荷载
恒载 活载 恒+活
加固前后横梁应力对比表
加固前应力(Mpa) 85规范设计荷载
加固前应力(Mpa) 考虑汽车超载
上缘 下缘 砼板 上缘 下缘 砼板
-182.4 116.6 -10.4 -182.4 116.6 -10.4
-22.8 88.6 -8.2 -39 145 -12
-205.2 205.2 -18.6
红色所示为增设大纵梁位置
加固前
增设大纵梁
加固后
更换图片
增设大纵梁
大纵梁与横梁连接处应力分析
经过计算分析，在最不利活载作用下，大纵梁与横梁连接处应力幅 63.1Mpa，远小于原小纵梁与横梁连接处应力，抗疲劳性能大大提 高。
钢构件连接处理
技术难点： 1、新旧钢板间摩擦面处理：保留原有热喷锌层 （打掉聚氨酯面漆 ），抗滑移系数应满足规范要 求。 2、钻孔：工厂预钻孔位与现场横梁孔位须精确 对孔，允许误差1mm； 3、高强螺栓施工要求：施拧必须在无汽车荷载 下进行；在夜间（22:00－6:00）封闭交通，一 个晚上完成一片横梁上的全部高强螺栓（2000 颗）初拧、终拧；
实例三 伸缩缝改进
三年大修
使用五年 破坏情况
伸缩缝破坏重要原因之一：应力幅过大，疲劳破坏。
影响应力幅的因素:(1)超载车辆；(2)支撑箱间距；(3)型钢尺寸。
焊缝加强后
改进前
焊缝
1500
1500
1500
80
120
改进后
改进措施： (1)支撑箱间距1.5m改为1.2m； (2)型钢尺寸80x120mm改为90x130mm。 (3)加强支撑梁与中横梁的焊缝。
东南西环是连接XX高速公路、广州东西部的交通 要道，日均车流量为11万辆，其中55t以上的占10%，即使在 限载15吨期间，拦截的超载车的重量高达180t。 1.3 检测情况
2008年检查对大桥进行检查，发现主要受力构件钢横梁 出现裂纹,由于发展较快，随后采取了压缩车道、限载等措施, 并开展了检测、试验、设计等工作。
加工； （4）全桥共18万套高强螺栓，现场配钻和安装精度要 求高、难度大。
设计原则： （1）安全性：适当增大安全系数和提高抗风险能力； （2）耐久性：控制应力幅及加强防腐设计。
2.2 纵横梁加固思路及关键技术
加固思路：
1、横梁加固设计：除对裂纹处理外，增设下翼缘钢板， 降低应力和应力幅；
2、增设大纵梁： 1）原桥面系刚度小，在车辆行驶作用下振动较大，通过 加固改造提高桥面系的整体刚度，改善桥梁的车振性能；
南沙港快速路240型伸缩缝
经过计算分析，改进后， 型钢疲劳应力幅从210MPa 降至148MPa，GB 500172003《钢结构设计规范》 中对应限值176Mpa,大大 改善型钢的抗疲劳性能。
05年通车至今，大交通量下，状态基本完好。
实例四 钢箱梁设计
钢箱梁横隔板间距由4m 调整为2m后，桥面板U肋 顶缘最大压应力-75MPa ，远小于横隔板间距2m 时的-182MPa，钢箱梁抗 疲劳性能大大提高。
钢结构匹配难度大 原桥的三维测量工作量大
原桥既有构件测量
• 测量内容
1）横梁平整度测量 2）横梁旁弯测量 3）横梁扭转测量 4）横梁和腹板的转角 5）大纵梁连接段上下翼缘高度 6）大纵梁连接面的平整度 7）大纵梁两个连接面的高差 ……
原桥既有构件空间位置测量
大纵梁测量
测量现场
2.3 吊杆设计和更换关键技术
主要内容
一. 工程概况 二. 加固设计思路及关键技术 三.桥梁结构耐久性问题的思考及实例 四. 问题探讨
问题探讨
1、在缺乏车辆荷载谱时，在疲劳强度取 值？参考照铁路规范或英国BS5400是否 合理？
2、营运过程中如何有效评估吊杆的安全 性？(200Mpa/200万次)
1.3 检测结果：横梁病害情况
小纵梁
纵横梁连接处 横梁加劲肋
裂纹发展迅速
大横梁 裂纹端部打止裂孔
1.3 检测结果：其他病害情况
减震体挤 压变形
吊杆
下锚头
主拱
支座锈蚀
横梁
水迹
主要内容
一. 工程概况 二. 加固设计思路及关键技术 三.桥梁结构耐久性问题的思考及实例 四. 问题与讨论
加固思路及关键技术
加固至今，无明显病害发展。
横隔板加固前
实例二 横隔板改进设计
广州新化快速路的T梁横隔板设计：调整钢 筋规格，应力幅从208.7Mpa降低到130Mpa左 右。
优化调整后
实例三 伸缩缝
伸缩缝破环的原因很多，按照超载车计算时，伸缩缝 强度、刚度均满足规范要求，但疲劳应力在超载车情况下 不能满足规范要求，这里主要针对超载车作用下结构的疲 劳破坏而进行的伸缩缝的构造改进。 伸缩缝改进思路：适度考虑超载车辆(按轴重30T)，减 小支撑箱间距，加大型钢尺寸，加强支撑梁与中横梁焊缝， 改善型钢应力幅，提高伸缩缝钢构件的耐久性。
1、加固后增加的恒载增加，安全系数降低,小于 规范要求安全系数2.5的允许值，需要提高安全 系数； 2、实测应力幅较大，需要降低吊杆的应力幅。 同时车流量较大，但由于缺乏有效的数据，无法 准确判断吊杆的剩余寿命，存在安全隐患； 3、吊杆的锚具有部分锈蚀，但由于程度不同， 且目前缺乏可靠的技术手段对每根吊杆内部进行 检测和评估。新吊杆应提高防水、防腐性能。
吊杆失效的原因：
1、锈蚀：锚具防水措施过于简陋，无 法防止水渗透和冷凝水出现； 2、HDPE护套耐老化性能差； 3、疲劳损伤：要求安全系数不小于2.5 ，应力幅200MPa/200万次。在车流量 大、重车多时，疲劳破坏。
斜拉索锚头防腐失效 目前尚无可靠的技术手段 对每根吊杆和锚具的锈蚀 情况进行检测和评估？
旧吊杆 平钢丝外挤双层HDPE
新吊杆
环氧涂层钢绞线+双层HDPE，且 HDPE材料均选择耐侯性能更好
新吊杆采用全密封多重防水系统
改进吊杆防腐设计，提高防腐能力
新锚头设计：表面进行锌加防腐，增设油脂防腐，填充性 能更优的密封材料，改进密封构造，增加密封性能。
应用：新化快速路斜拉桥拉索锚固端加强型防水设计
3.1 结构耐久性问题对策
结
砼保护层厚度
构 耐
物理防护
混凝土
混凝土配合比 防化学物质侵蚀
久 性
问
钢构件
防腐涂层 隔离措施
题
对
策
混凝土 钢筋应力幅
力学角度
钢构件 控制应力幅
3.3 控制应力幅提高耐久性及工程应用 铁路桥规关于钢筋应力幅的规定
实例一 T梁横隔板加固
广州北环高速公路车流量大，高峰达24万辆/日， 全线以T梁为主，横隔板病害严重，实测应力幅超 过200Mpa，加固设计参照铁路规范，加固后实测 低于100Mpa，主梁协同受力状态得到改善，06年
套
10088
套
132/120.5 根/t
64
个
主要内容
一. 工程概况 二. 加固设计思路及关键技术 三.桥梁结构耐久性问题的思考及实例 四. 问题与讨论
桥梁结构耐久性问题的思考及实例
1、XX大桥加固工程把安全性和耐久性 作为设计的原则，是多年来在桥梁建设和 加固过程的体会。在重交通地区，由于疲 劳损伤导致结构破坏的问题应引起重视； 2、提高结构耐久性方面，对钢结构防腐设 计考虑不足；容易忽略的措施，是控制构 件的应力幅。
特大桥加固工程 浅谈桥梁耐久性设计
主要内容
一. 工程概况 二. 加固设计思路及关键技术 三.桥梁结构耐久性问题的思考及实例 四. 问题与讨论
工程概况
1.1 桥梁概况 XX大桥是广州东南西环快速路的一座特大桥,主桥为
76m+360m+76m三跨连续中承式刚架系杆钢管混凝土拱桥, 施工采用平转和竖转的方法。 1.2 营运环境
静载试验主要结论： (1)结构整体处于弹性工作状态 ; (2)结构实测刚度满足设计规范要求； …………..
…………….
(7)边拱应力和挠度校验系数均满足 《评定规程》的要求，结构受力状态 正常 。
主拱整体质量良好