公路桥梁加固设计规范-向中富
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公路桥梁加固设计规范
向中富
桥梁维护加固的重要性
即使是设计、施工质量均好的桥梁，其使用价值（特别是安全性）随着 桥梁的使用时间增加而不断降低，当使用价值降至安全限值时，必须通 过维修加固，维持、提高其使用价值，该过程在设计期限内持续发生。
为了确保桥梁健康、安全，养护不容忽视。如果养护到位，使用价值维 持过程发生频度就会低得多；假如桥梁设计、施工质量均好，养护就相 对容易。遗憾的是：材料仍然会有缺陷、许多构件的寿命有限，支座和 伸缩缝需要保健、更换。。。 ； 例如，斜拉索的寿命至少50 年，要能 达到该寿命，定时的检测和养护是不可或缺的！
≥3400 ≥3000 ≥2400 ≥2000 ≥2200 ≥1500
弹性模量 （MPa）
≥2.4×105 ≥2.1×105 ≥1.6×105 ≥1.4×105 ≥1.0×105 ≥7.2×104
弯曲 纤维复合材料－ 伸长率
强度 混凝土正拉粘结 （%） （MPa） 强度（MPa）
层间剪切 强度
桥梁加固设计规范颁布的意义
树立桥梁维护加固意识 统一桥梁维护加固认识 规范桥梁维护加固行为 提高桥梁维护加固质量 保证桥梁维护加固效益
桥梁加固设计规范体系
总则
一般规定
通用材料
各种构件加固方法、构造、计算
各种桥梁加固方法、构造、计算
桥梁加固设计规范主要内容
桥梁加固设计原则、程序与基本要求 梁桥加固 桥梁加固材料 常用构建加固 各类桥梁加固 桥梁下部结构及基础加固 桥梁抗震加固 混凝土裂缝处理；支座、伸缩缝更换
养护的程序和时程都应该在设计时予以充分考虑。养护和更换部分构件 的成本也应该考虑。如果设计未考虑，管养部门应予以补充。
桥梁维护加固的重要性
对于设计寿命一百年（有的要求达到150年。。。）的桥梁， 因为设计、施工、养护质量的不到位，致使桥梁寿命 降低，提前重建，例如仅30年就重建，就相当于损失 了70%的经济效益。 如此大的损失，社会是难以负担 的，这实际上是把维修，重建，甚至危害遗留给我们 的下一代。极不公平！ 应当引起大家的重视。
■特殊要求：有特殊要求的桥梁荷载标准、 加固设 计基准期、功能要求由委托方提出。
■特别提示：除满足本规范外， 加固设计尚应符合 国家、行业现行标准、规范。
桥梁加固设计规范——基本规定
一般规定
■桥梁的可加固性 ■委托方的要求 ■不损伤原结构，不造成新的损伤 ■加固设计得针对性 ■抗震等专门验算 ■加固实施应充分考虑结构倾斜、失稳、坍塌等可能性 ■加固方案的论证及技术、经济比选
桥梁维护加固的重要性
建设速度快，设计、施工、 监理难免不到位，桥梁工程先 天性质量值得高度重视。桥梁 设计3—5月，施工1—3年，管 养则需100年，可见， 桥梁能 否100年安全使用的关键就落到 维护与加固上。
搞好桥梁维护加固的对策
●作好十到位： 认识到位、组织到位、人才到位、经费到位、技术到位、 专业到位、条件到位、规范到位、信息到位、监管到位 ●完善管养（监测、检测、评估、加固）规范化 ●严格监测、检测、评估、加固设计与实施管理 ●提高从业人员素质，确保管养专业力量 ●保证投入，改善条件，积极引进新的理念、技术、工艺 ●管理工程学的研究与兴起
设计计算基本假定
■分阶段受力原则 ■平截面假定 ■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，抗压强度取混凝土设计强度。
■在极限状态下，原结构受拉区钢筋仍为理想弹塑性材料，抗拉强度
取抗拉设计强度。
■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
设计强度值控制。
桥梁加固设计规范——基本规定
基本原则与程序
■ 依据原桥梁竣工图或设计图及检测评估报告、必要的现场核对 ■ 应考虑病害影响、材料劣化、新旧材料的结合性能及材性差异 ■ 加固设计应进行各施工阶段构件的强度、稳定及结构变形验算 ■ 加固后的结构验算应考虑附加荷载（温度变化等）的影响 ■ 改变结构体系加固时不宜出现超越材料允许的应力值 ■ 加固验算应根据桥梁建设年代的设计荷载、材料性能进行相应计算 ■ 加固可研（含估算）→初步设计（含概算）→施工图设计（含预算）
桥梁加固设计规范——总则
■背景：贯彻国家有关政策法规，规范、提高加固 及设计水平；
■目的：满足安全适用、技术可靠、经久耐用、经 济合理、环境保护的要求。
■范围：各类公路桥梁恢复使用功能、提高承载能 力、增强安全性和耐久性的加固设计。
桥梁加固设计规范——总则
■前提： 桥梁技术状况、承载能力评定，建设方案 的社会、经济、技术比较。
螺栓均应满足国家、行业现行相关规范及设计要求
2、体外预应力索：
应采用防腐性能可靠的产品，宜采用成品索
若采用环氧涂层预应力 钢材，应检测涂层的质量和 主要性能指标
桥梁维类别
抗拉强度 标准值 （MPa）
Ⅰ级
碳
布材 Ⅱ级
纤
维
Ⅰ级 板材
Ⅱ级
玻璃 S型（高强） 纤维 E型（无碱）
桥梁加固设计规范——基本规定
■综合经济性 优秀的设计强调全寿命成本最底。
桥梁维护加固也存在投入与效果的关系问题。维护
加固本身就比新建难度大，方案制定应充分考虑维
护加固后的使用效果与寿命。
美国钢筋混凝土维护费用的五倍定律：
少投入
1美圆
开始出现锈蚀
5美圆
顺钢筋开裂
25美圆
钢筋严重锈蚀 125美圆
桥梁加固设计规范——基本规定
桥梁加固材料——选用原则
1.桥梁加固用材料的品种、规格及使用性能，应符合国家、 行业相关标准的规定，并满足设计要求; 2.采用纤维复合材料加固桥梁结构时，应采用与此纤维材 料相配套的树脂类找平、粘结和表面防护材料。
3.桥梁加固用新材料必须通过相 关管理部门组织的技术鉴定。
桥梁加固材料——混凝土
1、等级要求：
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 采用普通混凝土加固时：不得小于C30 采用预应力混凝土加固时：不得小于C40
2、其他要求：
水泥的品种、性能和质量； 骨料的品种和质量； 拌和用水质量； 掺加粉煤灰质量； 外加剂质量
桥梁加固材料——钢材
1、基本要求：
普通钢筋、钢板、型钢、扁钢、钢管、预应力钢材、焊接材料、
向中富
桥梁维护加固的重要性
即使是设计、施工质量均好的桥梁，其使用价值（特别是安全性）随着 桥梁的使用时间增加而不断降低，当使用价值降至安全限值时，必须通 过维修加固，维持、提高其使用价值，该过程在设计期限内持续发生。
为了确保桥梁健康、安全，养护不容忽视。如果养护到位，使用价值维 持过程发生频度就会低得多；假如桥梁设计、施工质量均好，养护就相 对容易。遗憾的是：材料仍然会有缺陷、许多构件的寿命有限，支座和 伸缩缝需要保健、更换。。。 ； 例如，斜拉索的寿命至少50 年，要能 达到该寿命，定时的检测和养护是不可或缺的！
≥3400 ≥3000 ≥2400 ≥2000 ≥2200 ≥1500
弹性模量 （MPa）
≥2.4×105 ≥2.1×105 ≥1.6×105 ≥1.4×105 ≥1.0×105 ≥7.2×104
弯曲 纤维复合材料－ 伸长率
强度 混凝土正拉粘结 （%） （MPa） 强度（MPa）
层间剪切 强度
桥梁加固设计规范颁布的意义
树立桥梁维护加固意识 统一桥梁维护加固认识 规范桥梁维护加固行为 提高桥梁维护加固质量 保证桥梁维护加固效益
桥梁加固设计规范体系
总则
一般规定
通用材料
各种构件加固方法、构造、计算
各种桥梁加固方法、构造、计算
桥梁加固设计规范主要内容
桥梁加固设计原则、程序与基本要求 梁桥加固 桥梁加固材料 常用构建加固 各类桥梁加固 桥梁下部结构及基础加固 桥梁抗震加固 混凝土裂缝处理；支座、伸缩缝更换
养护的程序和时程都应该在设计时予以充分考虑。养护和更换部分构件 的成本也应该考虑。如果设计未考虑，管养部门应予以补充。
桥梁维护加固的重要性
对于设计寿命一百年（有的要求达到150年。。。）的桥梁， 因为设计、施工、养护质量的不到位，致使桥梁寿命 降低，提前重建，例如仅30年就重建，就相当于损失 了70%的经济效益。 如此大的损失，社会是难以负担 的，这实际上是把维修，重建，甚至危害遗留给我们 的下一代。极不公平！ 应当引起大家的重视。
■特殊要求：有特殊要求的桥梁荷载标准、 加固设 计基准期、功能要求由委托方提出。
■特别提示：除满足本规范外， 加固设计尚应符合 国家、行业现行标准、规范。
桥梁加固设计规范——基本规定
一般规定
■桥梁的可加固性 ■委托方的要求 ■不损伤原结构，不造成新的损伤 ■加固设计得针对性 ■抗震等专门验算 ■加固实施应充分考虑结构倾斜、失稳、坍塌等可能性 ■加固方案的论证及技术、经济比选
桥梁维护加固的重要性
建设速度快，设计、施工、 监理难免不到位，桥梁工程先 天性质量值得高度重视。桥梁 设计3—5月，施工1—3年，管 养则需100年，可见， 桥梁能 否100年安全使用的关键就落到 维护与加固上。
搞好桥梁维护加固的对策
●作好十到位： 认识到位、组织到位、人才到位、经费到位、技术到位、 专业到位、条件到位、规范到位、信息到位、监管到位 ●完善管养（监测、检测、评估、加固）规范化 ●严格监测、检测、评估、加固设计与实施管理 ●提高从业人员素质，确保管养专业力量 ●保证投入，改善条件，积极引进新的理念、技术、工艺 ●管理工程学的研究与兴起
设计计算基本假定
■分阶段受力原则 ■平截面假定 ■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，抗压强度取混凝土设计强度。
■在极限状态下，原结构受拉区钢筋仍为理想弹塑性材料，抗拉强度
取抗拉设计强度。
■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
设计强度值控制。
桥梁加固设计规范——基本规定
基本原则与程序
■ 依据原桥梁竣工图或设计图及检测评估报告、必要的现场核对 ■ 应考虑病害影响、材料劣化、新旧材料的结合性能及材性差异 ■ 加固设计应进行各施工阶段构件的强度、稳定及结构变形验算 ■ 加固后的结构验算应考虑附加荷载（温度变化等）的影响 ■ 改变结构体系加固时不宜出现超越材料允许的应力值 ■ 加固验算应根据桥梁建设年代的设计荷载、材料性能进行相应计算 ■ 加固可研（含估算）→初步设计（含概算）→施工图设计（含预算）
桥梁加固设计规范——总则
■背景：贯彻国家有关政策法规，规范、提高加固 及设计水平；
■目的：满足安全适用、技术可靠、经久耐用、经 济合理、环境保护的要求。
■范围：各类公路桥梁恢复使用功能、提高承载能 力、增强安全性和耐久性的加固设计。
桥梁加固设计规范——总则
■前提： 桥梁技术状况、承载能力评定，建设方案 的社会、经济、技术比较。
螺栓均应满足国家、行业现行相关规范及设计要求
2、体外预应力索：
应采用防腐性能可靠的产品，宜采用成品索
若采用环氧涂层预应力 钢材，应检测涂层的质量和 主要性能指标
桥梁维类别
抗拉强度 标准值 （MPa）
Ⅰ级
碳
布材 Ⅱ级
纤
维
Ⅰ级 板材
Ⅱ级
玻璃 S型（高强） 纤维 E型（无碱）
桥梁加固设计规范——基本规定
■综合经济性 优秀的设计强调全寿命成本最底。
桥梁维护加固也存在投入与效果的关系问题。维护
加固本身就比新建难度大，方案制定应充分考虑维
护加固后的使用效果与寿命。
美国钢筋混凝土维护费用的五倍定律：
少投入
1美圆
开始出现锈蚀
5美圆
顺钢筋开裂
25美圆
钢筋严重锈蚀 125美圆
桥梁加固设计规范——基本规定
桥梁加固材料——选用原则
1.桥梁加固用材料的品种、规格及使用性能，应符合国家、 行业相关标准的规定，并满足设计要求; 2.采用纤维复合材料加固桥梁结构时，应采用与此纤维材 料相配套的树脂类找平、粘结和表面防护材料。
3.桥梁加固用新材料必须通过相 关管理部门组织的技术鉴定。
桥梁加固材料——混凝土
1、等级要求：
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 采用普通混凝土加固时：不得小于C30 采用预应力混凝土加固时：不得小于C40
2、其他要求：
水泥的品种、性能和质量； 骨料的品种和质量； 拌和用水质量； 掺加粉煤灰质量； 外加剂质量
桥梁加固材料——钢材
1、基本要求：
普通钢筋、钢板、型钢、扁钢、钢管、预应力钢材、焊接材料、