【正文】 計(jì)要求鞍千9號橋位于遼寧省鞍山至千山公路上，原橋?yàn)榭鐝絃=12m的單跨二梁式鋼筋混凝土簡支梁橋，設(shè)計(jì)荷載為汽—15，掛—80，橋面凈空為凈—7，下部結(jié)構(gòu)為座落于巖盤上的沉井基礎(chǔ)，重力式混凝土橋臺。設(shè)計(jì)荷載為汽—15，掛—80，橋面凈空為凈—7，下部結(jié)構(gòu)為混凝土輕型橋臺，擴(kuò)大基礎(chǔ)。3．坂頭大橋設(shè)計(jì)單位：交通部第一公路工程總公司設(shè)計(jì)所[4] 廈門市公路局[5]實(shí)施時間：第一次加固1955年 第二次加固1999年（1）原橋的基本情況及承載力評估板頭大橋位于國道324線廈門段，原橋建于1953年，其結(jié)構(gòu)為四跨鋼筋混凝土變高度連續(xù)T梁，外加一跨鋼筋混凝土簡支梁，其跨度劃分及橋梁橫斷面如圖23所示。到目前使用情況良好。對受壓區(qū)加砼類構(gòu)件來說，由于考慮混凝土的塑性發(fā)展，分階段受力影響不大，其承載力可按一般鋼筋混凝土的構(gòu)件計(jì)算。設(shè)計(jì)時切不可不加分析的盲目加大后鋼筋（或其他加固材料）截面面積，無限制的提高梁的承載力。綜合修正系數(shù)反映將按開裂的鋼筋混凝土彈性體計(jì)算的后加補(bǔ)強(qiáng)鋼板的彈性抗剪能力，推廣用于斜截面抗剪承載力極限狀態(tài)計(jì)算時的受力差異。（一）原橋的基本情況原橋?yàn)榭鐝?0m的鋼筋混凝土T梁橋，設(shè)計(jì)荷載為汽20，掛100。將以上數(shù)值代入后得=10－3240+10－3330sin45176。（1）一期荷載作用下原梁的應(yīng)變與方案一相同，（2）二期荷載作用后，紡綸纖維的應(yīng)力計(jì)算二期荷載作用后原梁鋼筋及受壓邊緣混凝土的應(yīng)變增量與方案一相同，芳綸纖維的應(yīng)變?yōu)槭街校簽榉季]纖維的合力點(diǎn)至梁受壓邊緣的距離，假設(shè)。由公式（41）重新求。（2）距支點(diǎn)h/2截面的斜截面抗剪承載力檢算按城—A級荷載計(jì)算，取支點(diǎn)h/2處的剪力組合設(shè)計(jì)值為KN原梁h/2截面處的配筋情況如圖43所示。且不可不加分析的用盲目增加粘貼鋼板（或其它纖維復(fù)合材料）截面面積的方法，無限制地提高斜截面的抗剪承載力，這樣將發(fā)生脆性斜壓破壞，設(shè)計(jì)是不安全的。混凝土抗剪承載力修正系數(shù)與加固前的裂縫有關(guān)：加固前未出現(xiàn)斜裂縫者，取，取；，取，若采用混凝土與箍筋綜合抗剪承載力表達(dá)方式，則應(yīng)將系數(shù)轉(zhuǎn)換為，、。3．根據(jù)加固后應(yīng)承擔(dān)的彎矩組合設(shè)計(jì)值，由式（42）、（45）和（44）求得混凝土受壓區(qū)高度和后加鋼筋的應(yīng)變和應(yīng)力。橋梁加固薄弱受彎構(gòu)件正截面補(bǔ)強(qiáng)加固方法很多，基本可劃分為加筋類和加砼類兩種情況：①加筋類：采用加焊鋼筋、粘貼鋼板或其他纖維復(fù)合材料，對構(gòu)件的受拉區(qū)進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。文獻(xiàn)[5]認(rèn)為施工中采用的錨具選型不當(dāng)，游動錨板固定差，鋼絞線防護(hù)鋼套筒空隙過大是造成鋼絞線束下垂和斷裂的原因。圖16 洪河1號橋加固方案示意圖(圖中尺寸單位為cm)（4）方案評述與改進(jìn)意見①采用調(diào)換梁位的方法，合理利用原板的承載潛力，最大限度的發(fā)揮新加板的作用。②采用加大新建邊梁剛度，調(diào)整荷載橫向分布系數(shù)，減輕原梁負(fù)擔(dān)和橋梁鋪裝層參與主梁工作，增加梁的有效高度等綜合措施，使原梁在不增加配筋的情況下，滿足汽—20，掛—100的承載要求。圖11 矩形截面原始相對受壓區(qū)高度與最大理論可加固空間，圖12 T形截面原始相對受壓區(qū)高度與最大理論可加固空間，鑒于T形截面最大可加固空間受截面形狀因素的影響較大，圖和圖分別針對不同的和形狀參數(shù)分析其截面原始相對受壓區(qū)高度與最大可加固空間之間的關(guān)系，其中圖中不同的系列代表不同的，參數(shù)＝；圖中不同的系列代表不同的，參數(shù)＝5。3. ACI440F規(guī)范ACI440F參照ACI318附錄B中的有關(guān)規(guī)定，定義承載能力折減系數(shù)如下： ——最外層鋼筋極限狀態(tài)時應(yīng)變；——鋼筋屈服應(yīng)變；4. CHBDC第16章和Dat Duthinh（2004）加拿大公路設(shè)計(jì)規(guī)范將FRP材料的應(yīng)用作為其公路設(shè)計(jì)規(guī)范中的一個章節(jié)——第16章，其中對采用FRP加勁材料的受彎結(jié)構(gòu)給出了新的規(guī)定：極限狀態(tài)時（）～，同時根據(jù)Jaeger的研究成果，提出了一個新的綜合性指標(biāo)J以限制FRP的最大用量，并規(guī)定對矩形截面J指標(biāo)不得小于4，T形截面J則不得小于6。（5）對原人行道、欄桿進(jìn)行全面的檢查、查明病害情況，對有問題的進(jìn)行維修整治。采用體外預(yù)應(yīng)力補(bǔ)強(qiáng)時，應(yīng)重視各著力點(diǎn)的設(shè)置，保證其牢固可靠、過渡圓順，并采用嚴(yán)格的防銹措施；充分考慮預(yù)應(yīng)力損失注漿法各類混凝土梁橋的裂縫修補(bǔ)。4． 外部粘貼加固法 外部粘貼加固法是用粘結(jié)劑將鋼板或纖維增強(qiáng)復(fù)合材料等粘貼到構(gòu)件需要加固的部位上，以提高構(gòu)件的承載力和剛度的一種加固方法。耐久性加固是指對結(jié)構(gòu)損傷部位進(jìn)行修復(fù)和補(bǔ)強(qiáng)，以阻止結(jié)構(gòu)損傷部分的性能繼續(xù)惡化，消除損傷隱患，提高結(jié)構(gòu)的可靠性，提高結(jié)構(gòu)的使用功能，延長結(jié)構(gòu)使用壽命。例如：加斜撐減少梁的跨度、簡支梁改為連續(xù)結(jié)構(gòu)、增加縱梁數(shù)目、調(diào)換梁位、加大新建邊梁，調(diào)整橫向分布系數(shù)，減輕原梁負(fù)擔(dān)等。使用其進(jìn)行加固的優(yōu)點(diǎn)是：它具有很高的抗化學(xué)腐蝕能力和支被加固結(jié)構(gòu)的保護(hù)能力，提高了結(jié)構(gòu)耐久性；材料強(qiáng)度高，外貼加固用量少(厚度小) 等。上部構(gòu)造為16孔預(yù)應(yīng)力T型剛構(gòu)，+14x71+，鋼筋混凝土掛梁跨徑為21m，T構(gòu)箱梁采用單箱雙室變截面設(shè)計(jì)；下部結(jié)構(gòu)采用柱式橋墩，沉井基礎(chǔ)。圖7 箱梁一室體外預(yù)應(yīng)力束布置示意圖（2）橋臺的加固采用動態(tài)設(shè)計(jì)的原則，再澆筑承臺與原承臺連接。并且，與其他各規(guī)范不同的是，該指標(biāo)對矩形截面和T形截面給出了不同的限值要求；我國規(guī)范《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范》JTG D622004以界限受壓區(qū)高度為配筋限值；中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)《碳纖維布加固修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》CECS146:2003采用＝。鞍千公路擴(kuò)建為二級路，路基寬度為12m，行車道寬度為9m，在橋位處道路雙側(cè)加寬，橋面凈空為凈－9+2，橋梁的設(shè)計(jì)荷載提高為汽—20，掛—100。二撫公路擴(kuò)建為二級公路，路基寬度為12m，行車道寬度為9m，在橋位處道路雙側(cè)加寬，橋面凈空為凈9+2，橋梁的設(shè)計(jì)荷載提高為汽—20，掛—100。圖17 坂頭大橋的一般構(gòu)造圖原橋的設(shè)計(jì)荷載為汽—13級。（3）方案評述與改進(jìn)建議①該加固設(shè)計(jì)巧妙地利用了原橋?yàn)樽兏叨冗B續(xù)梁的縱向布置特點(diǎn)和只需對跨中截面抗彎承載力加固的設(shè)計(jì)要求，采用靠近跨中截面下邊緣通常布置的直線型體外預(yù)應(yīng)力筋加固補(bǔ)強(qiáng)的原設(shè)計(jì)方案基本上是合理的。橋梁加固薄弱受彎構(gòu)件斜截面一般采用粘貼鋼板（或其它纖維復(fù)合材料）增加斜筋或箍筋截面面積進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。因?yàn)檫@樣的構(gòu)件將發(fā)生脆性破壞，設(shè)計(jì)是不安全的。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，偏于安全地取=。計(jì)算跨徑Lj=，橋面凈梁為凈13+21m。= γ0Vd=計(jì)算結(jié)果表明，斜截面抗剪承載力有較大富余，可以滿足城A級荷載的要求。（3）后加補(bǔ)強(qiáng)芳綸纖維截面面積確定由公式（41）求得選6層芳綸纖維布，提供的。（4）承載力復(fù)核按最后選定的鋼板尺寸，重新計(jì)算鋼板及原梁鋼筋合力作用點(diǎn)原梁上邊緣的距離和混凝土受壓區(qū)高度?？箯澇休d力計(jì)算的基本方程為 （416）≤ （417）由（416）求得mmm=將x=（417）得 ===計(jì)算結(jié)果表明，跨中截面正截面抗彎承載力不滿足承受城A級荷載的要求（%），需進(jìn)行加固補(bǔ)強(qiáng)。設(shè)計(jì)時，首先應(yīng)按公式（415）進(jìn)行截面尺寸復(fù)核，只有在滿足以式（415）要求的前提下，采用粘貼鋼板（或纖維復(fù)合材料）進(jìn)行斜截面加固才是有效的。試驗(yàn)研究表明，分階段受力對箍筋和彎起鋼筋抗剪承力影響不大，即取和等于1。2．由式（49）和（48）計(jì)算恒載作用下原梁上翼緣頂面混凝土的壓應(yīng)變和鋼筋拉應(yīng)變。橋梁加固薄弱受彎構(gòu)件承載力計(jì)算，應(yīng)考慮分階段受力的特點(diǎn)，按兩階段受力構(gòu)件計(jì)算。實(shí)際實(shí)施時，體外預(yù)應(yīng)力筋束張拉改為采用自行設(shè)計(jì)的游動錨板在中間張拉的方案，鋼絞線束在橋梁的端部用墩頭錨固。為了加強(qiáng)橋臺臺身新舊混凝土之間的連接，在原橋臺臺身插入錨固短筋。圖15 鞍千9號橋加固方案示意圖（4）方案評述①該方案充分利用了原橋沉井基礎(chǔ)的承載潛力，采用插入鋼筋接長墩臺蓋梁懸臂，節(jié)省了大量的下部結(jié)構(gòu)工量費(fèi)用。T形截面與矩形截面相比，對應(yīng)相同的加固前截面相對受壓區(qū)高度，其最大可加固空間要遠(yuǎn)小于矩形截面工況，此外，對T形截面不同加固工況所建議的不同值也對最大可加固空間存在影響。圖8 凈應(yīng)變示意圖圖9 折減系數(shù)與凈應(yīng)變=螺旋箍筋===受壓控制受拉控制過渡區(qū)=。（4）對箱梁預(yù)應(yīng)力錨頭進(jìn)行防銹處理：在錨頭上掛鋼筋網(wǎng)，再澆筑15cm環(huán)氧樹脂混凝土封錨。在張拉時