公路桥梁加固设计规范宣贯及技术培训讲座课件.ppt

1、12345总则及基本规定总则及基本规定 增大截面加固法增大截面加固法 体外预应力加固法体外预应力加固法 粘贴钢板加固法粘贴钢板加固法 6改变结构体系加固法改变结构体系加固法 7桥梁加固桥梁加固 、桥梁维修、桥梁维修粘贴纤维复合材料加固法粘贴纤维复合材料加固法 一一1 1 总则：总则：原原 则则安全适用；技术可靠，经久耐用；安全适用；技术可靠，经久耐用；经济合理；保护环境。经济合理；保护环境。目目 的的恢复使用功能；提高承载力；恢复使用功能；提高承载力；增强安全耐久性；适应地震性能。增强安全耐久性；适应地震性能。决决 策策依病害程度及使用功能要求，在检测，依病害程度及使用功能要求，在检测，评定的

2、基础上，进行社会、经济、技术比较。评定的基础上，进行社会、经济、技术比较。社会性：具有时代标志，列入文物、社会性：具有时代标志，列入文物、地域象征等；地域象征等；经济性：加固投入资金经济性：加固投入资金/加固后使用年限；加固后使用年限；技术性：加固设计及施工的可靠性，技术性：加固设计及施工的可靠性，技术难度及实现的程度；技术难度及实现的程度；设设计计内内容容 二二.3.3 基本规定基本规定 3.2 3.2 基本假定：基本假定：3.2.1 3.2.1 分阶段受力分阶段受力 加固时结构的载荷仍由原结构承担。加固后的组合加固时结构的载荷仍由原结构承担。加固后的组合截面承担后续载荷截面承担后续载荷 1

3、 1）原构件验算荷载：自重、恒载（未卸除的桥梁原构件验算荷载：自重、恒载（未卸除的桥梁恒重）、新增构件恒重（由原构件承担的恒重）称为一恒重）、新增构件恒重（由原构件承担的恒重）称为一期荷载。进行施工验算时还应计入施工荷载及施工中的期荷载。进行施工验算时还应计入施工荷载及施工中的温度效应及混凝土收缩、徐变等；温度效应及混凝土收缩、徐变等；2 2）原构件截面验算：应计入荷载安全系数，考虑原构件截面验算：应计入荷载安全系数，考虑原构件的损伤折减，依次进行施工阶段验算；原构件的损伤折减，依次进行施工阶段验算；设设计计内内容容 3 3）组合截验算荷载：）组合截验算荷载：含自重在内的恒载（扣除一期荷载），

4、作用在桥上含自重在内的恒载（扣除一期荷载），作用在桥上的可变荷载称为二期荷载，并计入附加荷载的组合值。的可变荷载称为二期荷载，并计入附加荷载的组合值。4 4）组合截面验算：）组合截面验算：截面几何性质按不同材料的组合截面计。受损的原截面几何性质按不同材料的组合截面计。受损的原构件应适当弱化处理。构件应适当弱化处理。因而，原构件承担一期及二期荷载的分配值，组合因而，原构件承担一期及二期荷载的分配值，组合构件的新增材料只承担二期荷载的分配值。构件的新增材料只承担二期荷载的分配值。3.2.2 3.2.2 应变值符合平截面假定应变值符合平截面假定 结构处于材料的弹性阶段，截面应变应符合虎克定结构处于材

5、料的弹性阶段，截面应变应符合虎克定理，视弹性模量理，视弹性模量E E为常量。如果承载力达到极限状态时，为常量。如果承载力达到极限状态时，材料则进入弹塑性阶段，材料的弹性模量材料则进入弹塑性阶段，材料的弹性模量E E成为变量，平成为变量，平截面假定失效。截面假定失效。3.2.3 3.2.3与与3.2.43.2.4 是以原结构的混凝土或钢筋强度达到其设计强度值是以原结构的混凝土或钢筋强度达到其设计强度值 、来控制其极限承载能力。此时混凝土的极限应变来控制其极限承载能力。此时混凝土的极限应变值可以取到值可以取到 =0.0033=0.0033。即受压区应力图式成矩形。如。即受压区应力图式成矩形。如果原

6、结构材料的应力使用过高，会使原结构遭达到破坏果原结构材料的应力使用过高，会使原结构遭达到破坏，由组合截面新增材料需承受全部外载时，则有必要考，由组合截面新增材料需承受全部外载时，则有必要考虑加固的经济性。虑加固的经济性。cdfsdfcdfsdf cu 3.2.5 3.2.5 加固后的承载能力是依原构件中混凝土或钢筋加固后的承载能力是依原构件中混凝土或钢筋达到其设计值控制使用。达到其设计值控制使用。受拉区增大截面、贴钢板、贴碳纤维等，其材料的受拉区增大截面、贴钢板、贴碳纤维等，其材料的使用率一般受原构件受拉钢筋的使用率一般受原构件受拉钢筋的 控制，不可能充分控制，不可能充分发挥其能力。因而，多贴

7、只会降低其使用率，对承载发挥其能力。因而，多贴只会降低其使用率，对承载力的提高无益。力的提高无益。在受压区增高混凝土加固时，则考虑到混凝土的塑在受压区增高混凝土加固时，则考虑到混凝土的塑性发展，中性轴的上移，新增混凝土的抗压能力的提性发展，中性轴的上移，新增混凝土的抗压能力的提高，按分阶段受力计算承载力影响不会太大。高，按分阶段受力计算承载力影响不会太大。抗剪加固新增材料后，设计亦应考虑分阶段受力的抗剪加固新增材料后，设计亦应考虑分阶段受力的特点。特点。sdf构构件件加加固固方方法法5 5 增大截面加固法增大截面加固法6 6 粘贴钢板加固法粘贴钢板加固法7 7 粘贴纤维复合材料加固法粘贴纤维复

8、合材料加固法8 8 体外预应力加固法体外预应力加固法9 9 改变体系加固法改变体系加固法 设设计计内内容容 构件加固方法构件加固方法 一一5 5 增大截面加固法增大截面加固法 5.2.1 5.2.1 必须采用当前结构现场实测强度。在承载力必须采用当前结构现场实测强度。在承载力检测时给以确定。检测时给以确定。实测结构混凝土标准强度不宜过低。因为加实测结构混凝土标准强度不宜过低。因为加固后的构件承载力是依原构件混凝土及钢筋达到设计值固后的构件承载力是依原构件混凝土及钢筋达到设计值确定，该值过低时，加固后的承载力难以提高而满足要确定，该值过低时，加固后的承载力难以提高而满足要求，加固则失去了意义。求

9、，加固则失去了意义。5.1.3 5.1.3 核心是结合面必须牢靠而无相对错动。否则不核心是结合面必须牢靠而无相对错动。否则不可能共同受力，使计算模式变异，不能正确反映受力特可能共同受力，使计算模式变异，不能正确反映受力特征。征。增增大大截截面面加加固固法法 5.2.2 5.2.2 仅在受压区加厚混凝土加固时，原构件即是受压仅在受压区加厚混凝土加固时，原构件即是受压区进入塑性阶段，由于混凝土应变发展很快，其压应力区进入塑性阶段，由于混凝土应变发展很快，其压应力会迅速由新加混凝土承担，加上中性轴的移动，原构件会迅速由新加混凝土承担，加上中性轴的移动，原构件受压边处于卸载状态。因而可以按受压边处于卸

10、载状态。因而可以按JTG D62-2004JTG D62-2004第第8.18.1节进行。节进行。但是，考虑结合面的混凝土收缩差时，应计入混凝但是，考虑结合面的混凝土收缩差时，应计入混凝土的徐变影响，加厚层内按构造应配置钢筋，特别注意土的徐变影响，加厚层内按构造应配置钢筋，特别注意配置结合面上的抗剪钢筋。配置结合面上的抗剪钢筋。增增大大截截面面加加固固法法 5.2.3 5.2.3 受弯构件承载力极限状态，是指材料的应力用受弯构件承载力极限状态，是指材料的应力用到设计强度到设计强度 或或 值。此时的应变提升很快，应力增幅值。此时的应变提升很快，应力增幅停滞或缓慢，因而受压区混凝土应力可以等效为矩

11、形。停滞或缓慢，因而受压区混凝土应力可以等效为矩形。此时的结构截面应力不再成直线分布，也不符合平此时的结构截面应力不再成直线分布，也不符合平截面假定。因而截面假定。因而 不能按平截而假定求得！不能按平截而假定求得！因为钢筋混凝土结构按平衡设计或低筋设计时，承因为钢筋混凝土结构按平衡设计或低筋设计时，承载能力均由钢筋控制。因而，载能力均由钢筋控制。因而，的求得采用原结构受拉的求得采用原结构受拉钢筋达到设计值钢筋达到设计值 来控制，即：来控制，即：2222111112()2hossdshvsxEsfxEcdfsdf2s2s1sdf增增大大截截面面加加固固法法 新增钢筋比原构件钢筋滞后一期载荷新增钢

12、筋比原构件钢筋滞后一期载荷 ，同步增，同步增长使原构件钢筋应力先达到设计值。如果原构件钢筋长使原构件钢筋应力先达到设计值。如果原构件钢筋应变继续增加，虽然其应力停止增大，但存在着拉断应变继续增加，虽然其应力停止增大，但存在着拉断的可能。的可能。新增钢筋的应力虽则有所放大新增钢筋的应力虽则有所放大 ，但随着，但随着 的值增大在减小，一般很难达到设计值的值增大在减小，一般很难达到设计值 。2222111112()2hossdshvsxEsfxE1s0102hh1s2sdf增增大大截截面面加加固固法法 增大增大 ，即新增钢筋离开中性轴较远，即新增钢筋离开中性轴较远 ；减小减小 ，卸载加固（，卸载加固

13、（减小）；减小）；加大新增钢筋面积，在应变一定的情况下提加大新增钢筋面积，在应变一定的情况下提高承拉力高承拉力 ；给新增钢筋施加预拉应力给新增钢筋施加预拉应力 ，使其与原钢筋同时达到设计值使其与原钢筋同时达到设计值 。如果要提高加固构件承载力如果要提高加固构件承载力 02h02h02h02h1s1dM22ssdsyf增增大大截截面面加加固固法法 增增大大截截面面加加固固法法 增增大大截截面面加加固固法法 5.2.6 5.2.6 受弯构件达到受弯承载能力极限状态时，新增受弯构件达到受弯承载能力极限状态时，新增纵向普通钢筋的拉应变纵向普通钢筋的拉应变 11021022)()(xxhxxhccus（

14、5.2.6-1）是由图是由图5.2.65.2.6所示的几何关系求得。但是，依截面所示的几何关系求得。但是，依截面应变值应变值 求求 时，截面应变并非线性分布，其求法值时，截面应变并非线性分布，其求法值得讨论。得讨论。2scu2s增增大大截截面面加加固固法法 讨论讨论：1 1）结构承载能力达到极限状态时，材料已进入弹塑性）结构承载能力达到极限状态时，材料已进入弹塑性阶段，平截面假定只适用于弹性阶段，在弹塑性或塑性阶段，平截面假定只适用于弹性阶段，在弹塑性或塑性阶段不能依平截面假定的几何关系推求新加材料应变。阶段不能依平截面假定的几何关系推求新加材料应变。以混凝土以混凝土 设计强度及标准强度相应的

15、应变为例设计强度及标准强度相应的应变为例00065.01045.3/4.22/4codEf00094.01045.3/4.32/4cckEf 材料在标准强度以内时，基本上能处于弹性阶段，材料在标准强度以内时，基本上能处于弹性阶段，可以利用平截面假定。可以利用平截面假定。采用采用 极限压应变时，材料已进入塑极限压应变时，材料已进入塑性阶段，其应力虽不再增长，但时，弹性模量性阶段，其应力虽不再增长，但时，弹性模量 值值的下降，的下降，增长很快，呈曲线变化！增长很快，呈曲线变化！50C0033.0cucEc增增大大截截面面加加固固法法 2 2）在弹性阶段，截面的应力、应变呈直线变化时，）在弹性阶段，

16、截面的应力、应变呈直线变化时，其压应力呈三角形，并非矩形应力图式。结构进入塑性其压应力呈三角形，并非矩形应力图式。结构进入塑性阶段后，受压区应力图式近似成为矩形，采用阶段后，受压区应力图式近似成为矩形，采用的折算的折算办法求合力可行。求中性轴位置显然不合理，其所得非办法求合力可行。求中性轴位置显然不合理，其所得非线性变化的中性轴位置。线性变化的中性轴位置。增增大大截截面面加加固固法法 3 3）依）依JTG D62-2004JTG D62-2004第第3.1.43.1.4、3.1.53.1.5条混凝土的设条混凝土的设计强度计强度 及弹性模量及弹性模量 求相应的应变值求相应的应变值 ：式中受压区边

17、缘采用式中受压区边缘采用 ，依直线推求，依直线推求 ，显然扩大了显然扩大了10.510.54.54.5倍。倍。cdfEcc0.0033cu2s增增大大截截面面加加固固法法 4 4）按平截面假定计算）按平截面假定计算 ，必须限制，必须限制 在线性范围在线性范围内。混凝土的应变图如下：（见结构设计原理图）内。混凝土的应变图如下：（见结构设计原理图）2sc增增大大截截面面加加固固法法 由图可知，由图可知，在在0 00.00060.0006的范围内，基本上的范围内，基本上成线性变化，大于成线性变化，大于0.00060.0006时，成曲线变化。显然，时，成曲线变化。显然，采用采用 推求推求 是不合理的。

18、是不合理的。5 5）原结构一般都是按平衡设计或低筋设计，因而）原结构一般都是按平衡设计或低筋设计，因而 依依325325条限制，原结构受拉钢筋会首先到达条限制，原结构受拉钢筋会首先到达 而控制设计。而控制设计。以以 （第一阶段弯矩的组合值）求滞后应力（第一阶段弯矩的组合值）求滞后应力 时，无需采用组合值，并且不能含施工荷载值。时，无需采用组合值，并且不能含施工荷载值。c0.0033cu2s1sdf1dM1c增增大大截截面面加加固固法法 建议建议：求求 时，宜采用容许应力法计算。依原结构上下时，宜采用容许应力法计算。依原结构上下缘应力为缘应力为 、控制。若原构件截面有效高为控制。若原构件截面有效

19、高为 ，受，受压区高度为压区高度为 ，钢筋弹模为，钢筋弹模为 ，而增加材料后的组合，而增加材料后的组合截面，相应值为截面，相应值为 、时。时。则：则：202221110112()2sssdssEhxfEhx2s1cdf1sdf1ho1X1sE2oh2X2sE增增大大截截面面加加固固法法 式中：式中：/为两种钢筋的折算系数，为两种钢筋的折算系数，为原构件构件受拉钢筋的后期贡献值。为原构件构件受拉钢筋的后期贡献值。为钢筋位为钢筋位置的影响系数。置的影响系数。202221110112()2sssdssEhxfEhx2sE1sE11()sdsf112222xhoxho 531 531 公式（公式（53

20、1-1531-1）中）中 、的求值的求值 在（在（6.3.1-26.3.1-2），（），（6.3.1-36.3.1-3）中依应变不超过）中依应变不超过 ，扣除一期荷载应变后的剩余值作为新增，扣除一期荷载应变后的剩余值作为新增混凝土及新增钢筋的贡献值。混凝土及新增钢筋的贡献值。讨论讨论：控制量采用应变控制量采用应变 时，结构的材料已进时，结构的材料已进入弹塑性阶段。因为混凝土应变能保持线性变化的入弹塑性阶段。因为混凝土应变能保持线性变化的范围大约在范围大约在 左右。左右。2c2s0.002cu0.002cu0.0006c增增大大截截面面加加固固法法 建议：依混凝土应力达到设计值作为极限承载力求

21、、。即 22111()cccdccEfE22111()cscdccEfE2c2s增增大大截截面面加加固固法法 533 533 在两侧加厚偏心受压构件增大截面中，在两侧加厚偏心受压构件增大截面中，公式（公式（533-1533-1）、（）、（533-2533-2）、（）、（533-533-3 3）、（）、（533-8533-8）及（）及（533-7533-7）中新增材料恢复应）中新增材料恢复应力：力：讨论讨论：受压较大边的新增混凝土参与受力后，当其达到受压较大边的新增混凝土参与受力后，当其达到 时，原结构混凝土应力是否超过时，原结构混凝土应力是否超过 值，一期载荷较大时值，一期载荷较大时，新加混凝

22、土的应力滞后如何考虑？，新加混凝土的应力滞后如何考虑？式中受压区为式中受压区为X X，未区分新、老混凝土的差异。，未区分新、老混凝土的差异。当新增钢筋达到当新增钢筋达到 时，原配筋应力不会滞留在时，原配筋应力不会滞留在 值不变。值不变。特别是新增钢筋强度低时，原配钢筋有可能断裂特别是新增钢筋强度低时，原配钢筋有可能断裂！新增混凝土强度低时，原构件混凝土实际强度增长新增混凝土强度低时，原构件混凝土实际强度增长较快将两者统一在一起计算，取较快将两者统一在一起计算，取 控制是否合理？控制是否合理？2cdf1cdf2sdf 1sdf 1sdf 增增大大截截面面加加固固法法 建议建议：第一期的轴力应由原

23、构件承担，并产生一期应力第一期的轴力应由原构件承担，并产生一期应力 、;第二期轴力由加固后的组合截面承担，按变形协第二期轴力由加固后的组合截面承担，按变形协调条件，分别计算原构件新增材料的二期应力。调条件，分别计算原构件新增材料的二期应力。1c1s增增大大截截面面加加固固法法 以原结构的控制截面的材料应力达到其设计强度作以原结构的控制截面的材料应力达到其设计强度作为加固结构承载力的极限值。为加固结构承载力的极限值。亦即：亦即：第二期受压构件容许的应变值为：第二期受压构件容许的应变值为：1112cccdcEf或或1112sssdsEf （受拉）（受拉）222222cccscsEE222sssE2

24、22sssE则则或或（受拉受拉）增增大大截截面面加加固固法法 对于偏心受压构件，再计入所求应力点在截面中的位置对于偏心受压构件，再计入所求应力点在截面中的位置影响系数。影响系数。534 534 式式 （534-1534-1）535 535 式式 （534-2534-2）0111(1)scashExhc222()oscushxxh c增增大大截截面面加加固固法法 依受压较大边应变依受压较大边应变 为控制，由平截面变形为控制，由平截面变形的直线关系求未知量。的直线关系求未知量。当截面应变进入塑性状当截面应变进入塑性状态后，截面变形不再保态后，截面变形不再保持平截面变形，因而本持平截面变形，因而本身

25、几何关系不成立；身几何关系不成立；在材料进入弹塑性或塑性之后在材料进入弹塑性或塑性之后，受压区应力图形从三角形趋向，受压区应力图形从三角形趋向于矩形。而中性轴到受压侧边缘于矩形。而中性轴到受压侧边缘高度的折算为受压区高度采用系高度的折算为受压区高度采用系数：数：取取 0.50.5时为三角形应力图时为三角形应力图式（线性分布）；取式（线性分布）；取1.01.0时全部时全部为矩形应力图式（全塑性分布）为矩形应力图式（全塑性分布）；采用；采用=0.8=0.8，则表明为弹塑性，则表明为弹塑性阶段（非线性分布），依此求得阶段（非线性分布），依此求得的中性轴位置（的中性轴位置（x/x/）为非线性）为非线性

26、时的位置。时的位置。讨论讨论 534534536536条在条文说明中图条在条文说明中图5-15-1、图、图5-25-2是是按直线应变图式求按直线应变图式求 、是否妥当可以考虑是否妥当可以考虑？2s2s增增大大截截面面加加固固法法 骨料咬合作用力。即界面上凹凸不平的部分产生和咬合力骨料咬合作用力。即界面上凹凸不平的部分产生和咬合力；摩擦作用力。即结合面滑动时，界面上产生磨擦作用力；摩擦作用力。即结合面滑动时，界面上产生磨擦作用力；钢筋的暗销作用力。钢筋的暗销作用力。123542 542 在受压区增加混凝土增大截面加固时，新老混凝土在受压区增加混凝土增大截面加固时，新老混凝土共同工作是靠结合面的抗

27、剪来保证的。共同工作是靠结合面的抗剪来保证的。增增大大截截面面加加固固法法 对于不设锚固钢筋的结合面，剪力主要由咬合作用对于不设锚固钢筋的结合面，剪力主要由咬合作用力和摩擦作用力传递。依力和摩擦作用力传递。依JTG D62-2004JTG D62-2004及参照及参照美美国公路桥梁设计规范国公路桥梁设计规范（AASHTO14AASHTO14版）规定，结合面抗版）规定，结合面抗剪承载力应符合：剪承载力应符合：222sssE 00.45 aaV VMPbho（542-1）对于结合面设置暗销锚固钢筋时，同一竖向截面配置对于结合面设置暗销锚固钢筋时，同一竖向截面配置不少于不少于 的结合钢筋时，结合面抗

28、剪承载力的结合钢筋时，结合面抗剪承载力应符合：应符合：02 aaV VMPbho（542-2）)(3.02mmfbSsav增增大大截截面面加加固固法法 二二.6.6 粘贴钢板加固法粘贴钢板加固法 6.2.3 6.2.3 加固钢板的拉应变加固钢板的拉应变 值：值：111()()cucsphxhxxx（6.2.3-1）是按平截面假定确定钢板的拉应变是按平截面假定确定钢板的拉应变 。spsp粘粘贴贴钢钢板板加加固固法法 讨论讨论：当受压边缘混凝土应变达到当受压边缘混凝土应变达到 时，截面还能时，截面还能保持平截面应变吗？且中性轴位置保持平截面应变吗？且中性轴位置 的折算也为的折算也为非线形应力图式的

29、截面状态；非线形应力图式的截面状态；一般情况结构承载力是由受拉区钢筋控制，因承载一般情况结构承载力是由受拉区钢筋控制，因承载力不足才进行外贴钢板加固。力不足才进行外贴钢板加固。如果以受压区边缘混凝土应变达到极限值推求钢板应如果以受压区边缘混凝土应变达到极限值推求钢板应力，是否受拉钢筋力，是否受拉钢筋 的应力已超过其设计强度的应力已超过其设计强度 。0033.0cu8.0/xxsA1sdf粘粘贴贴钢钢板板加加固固法法 建议建议：采用受拉区原结构钢筋应力达到设计值采用受拉区原结构钢筋应力达到设计值 来控来控制求制求 ，即：即：复核受压区边缘应力复核受压区边缘应力11102()2spdspsdocr

30、ciEMhxfhxIEhx1sdfsp11cdcf粘粘贴贴钢钢板板加加固固法法 如果受压区边缘应力首先达到如果受压区边缘应力首先达到 ，推求，推求 时（略时（略去钢板厚度的影响）则：去钢板厚度的影响）则：在混凝土强度不超过设计强度时，截面仍处于弹性在混凝土强度不超过设计强度时，截面仍处于弹性范围内，平截面假定还可成立。范围内，平截面假定还可成立。若若 时，则：时，则：复核受拉区钢筋应力复核受拉区钢筋应力 ：1011sdcdsfxxhfxxhfccdsp)(111111spcdchxhxfxxcdfsp1xx 1s粘粘贴贴钢钢板板加加固固法法 6.3.1 6.3.1 两侧贴钢板的偏心受压钢筋混凝

31、土构件，正截面承两侧贴钢板的偏心受压钢筋混凝土构件，正截面承载力计算公式（载力计算公式（6.3.1-16.3.1-1）(6.3.1-2)(6.3.1-2)（6.3.1-36.3.1-3）中）中 讨论讨论：承受第一阶段压应力的原构件混凝土和钢筋的应力承受第一阶段压应力的原构件混凝土和钢筋的应力达到设计强度达到设计强度 、时，外贴钢板的应力状态是什么时，外贴钢板的应力状态是什么？原构件应力滞留在原构件应力滞留在 、不再上升时，表示已进不再上升时，表示已进入塑性阶段，这时应变加大，弹模下降，入塑性阶段，这时应变加大，弹模下降，应力停滞。应力停滞。当混凝土的应变达到当混凝土的应变达到 之前，外贴钢板的

32、应变之前，外贴钢板的应变 同步增长，其应力能够达到同步增长，其应力能够达到 值。值。1cdfsdf 1cdfsdf 0033.0cuspf 粘粘贴贴钢钢板板加加固固法法 因为因为 R235:R235:HRB335:HRB335:均先于均先于 达到其设计值达到其设计值51950.000932.1 10sdsfE52800.00142.1 10sdsfEcu粘粘贴贴钢钢板板加加固固法法 6.3.2 6.3.2 当为小偏心时当为小偏心时 （6.3.2-16.3.2-1）受压较大区边缘应变达到受压较大区边缘应变达到 时，截面应变已不为线时，截面应变已不为线性变化，所以受拉区钢筋应力性变化，所以受拉区钢

33、筋应力 的值能否这样求得需要的值能否这样求得需要研究。研究。)1(0 xEhscuscus粘粘贴贴钢钢板板加加固固法法 6.3.3 6.3.3 式式 （6.3.3-26.3.3-2）是以一平截面线性比例关系求是以一平截面线性比例关系求 。应变达到极限值应变达到极限值 时，截面的应力、应变已不成时，截面的应力、应变已不成直线分布！直线分布！1pxxcuhspspcu粘粘贴贴钢钢板板加加固固法法 6.3.5 6.3.5 计算式：计算式：（6.3.5-16.3.5-1）对受压较大边普通钢筋合力点取矩，图示：对受压较大边普通钢筋合力点取矩，图示：111220()()()2odcdosdssdsssps

34、pshN efbh hfAfAhaf A a粘粘贴贴钢钢板板加加固固法法 对受压较大边普通钢筋合力点取矩，图示对受压较大边普通钢筋合力点取矩，图示 粘粘贴贴钢钢板板加加固固法法 计算式应为计算式应为 式中式中 、随随 的变化在变化。的变化在变化。中应计入第中应计入第一阶段的荷载应力。在极限状态一阶段的荷载应力。在极限状态 式（式（6.3.5-16.3.5-1）中，多出中，多出 项，缺少项，缺少 项！项！0102200()()2acdsssspspspsp shNef bh hA haA hf A a 2ssp,e2s22sdsf11ssdAf 0hAspsp粘粘贴贴钢钢板板加加固固法法 6.4

35、.1 6.4.1 （6.4.1-26.4.1-2）中，）中，第一阶段轴向力第一阶段轴向力 组合设计值组合设计值。采用轴向力值即可，无需再加安全度，因为采用轴向力值即可，无需再加安全度，因为 已为组合设计值。已为组合设计值。11assNA E1aNaN粘粘贴贴钢钢板板加加固固法法 6.4.3 6.4.3 大偏心受拉构件大偏心受拉构件 式式 （6.4.3-26.4.3-2）讨论讨论：大偏心受拉构件，求外贴钢板应变时，以混凝土大偏心受拉构件，求外贴钢板应变时，以混凝土的极限压变的极限压变 作为控制条件妥当否？作为控制条件妥当否？式中采用式中采用 恢复中性轴位置可否？恢复中性轴位置可否？使用在截使用在

36、截面应力近似于矩形的弹塑性阶段，此时截面应力、应变面应力近似于矩形的弹塑性阶段，此时截面应力、应变并非直线分布状态。并非直线分布状态。spspccuspEfxxhxxh111)()(cu粘粘贴贴钢钢板板加加固固法法 建议建议：采用采用 即从原构件受拉钢筋设计强度中扣除第一阶段的消即从原构件受拉钢筋设计强度中扣除第一阶段的消 耗值，将剩余值作为后期应变，折算求得应力。耗值，将剩余值作为后期应变，折算求得应力。1010()spaspsdcxENe xhxfIEshx粘粘贴贴钢钢板板加加固固法法 三三7 7 粘贴纤维复合材料加固法粘贴纤维复合材料加固法 （一）采用这一方法加固构件时，应充分注意以下特

37、点（一）采用这一方法加固构件时，应充分注意以下特点 加固后原构件的刚度基本上不发生变化。变形过加固后原构件的刚度基本上不发生变化。变形过 大而产生的病害需要加固时，应慎用。大而产生的病害需要加固时，应慎用。被加固构件的材料已达到承载力极限时，如果不被加固构件的材料已达到承载力极限时，如果不 可能大幅度卸载加固时慎用。可能大幅度卸载加固时慎用。这时纤维材料粘贴后发挥的作用并不大。因为加固这时纤维材料粘贴后发挥的作用并不大。因为加固 后的构件依变形协调条件分配后续荷载，纤维材料面积后的构件依变形协调条件分配后续荷载，纤维材料面积 小，如果弹模不高时，其刚度就更低，难以承担后加荷小，如果弹模不高时，

38、其刚度就更低，难以承担后加荷载。载。粘粘贴贴纤纤维维复复合合加加固固法法 不可使纤维材料承受剪切力。因而，即是承拉，也不可使纤维材料承受剪切力。因而，即是承拉，也要防止转角凸起，尖楞等使其局部受剪。要防止转角凸起，尖楞等使其局部受剪。纤维材料是依靠黏结材料粘结于构件上共同受力。纤维材料是依靠黏结材料粘结于构件上共同受力。因而黏结材料应具有更重要的可靠性要求。因而黏结材料应具有更重要的可靠性要求。纤维材料具有良好地抗拉性能。用于加固承拉构件纤维材料具有良好地抗拉性能。用于加固承拉构件或承压柱体的环向围束加固，有其不可替代的优势。或承压柱体的环向围束加固，有其不可替代的优势。环向围束加固承压柱体，

39、以约束柱体横向变形来提环向围束加固承压柱体，以约束柱体横向变形来提高其承压能力，并且又提高了受压柱体的延性，对结构高其承压能力，并且又提高了受压柱体的延性，对结构抗震大有好处。抗震大有好处。粘粘贴贴纤纤维维复复合合加加固固法法 使用廉价纤维材料封闭结构裂缝的维修方法具有使用廉价纤维材料封闭结构裂缝的维修方法具有其优势。其优势。其施工简单、操作方便、使用机具少；效果好、耐其施工简单、操作方便、使用机具少；效果好、耐久。因而广为使用。久。因而广为使用。采用纤维材料加固时，应防止产生脱空、气泡，采用纤维材料加固时，应防止产生脱空、气泡，要求两端锚固必须可靠。要求两端锚固必须可靠。粘粘贴贴纤纤维维复复

40、合合加加固固法法 （二）二）值的求解值的求解 按极限状态计算结构承载力时，混凝土的极限压应变按极限状态计算结构承载力时，混凝土的极限压应变可用取可用取 ，钢筋的极限拉应变取用，钢筋的极限拉应变取用0.010.01。显然，在这一应变状态下，截面不再为平截面应力、显然，在这一应变状态下，截面不再为平截面应力、应变状态，因而无法用平截面假定以极限应变值推求新加应变状态，因而无法用平截面假定以极限应变值推求新加材料的应变。材料的应变。依依3.23.2加固设计算基本假定加固设计算基本假定的的3.2.53.2.5条，加固后，条，加固后，结构的极限承载力是以原结构中混凝土或钢筋强度达到设结构的极限承载力是以

41、原结构中混凝土或钢筋强度达到设计值来控制。因而，我们利用原结构混凝土或钢筋达到设计值来控制。因而，我们利用原结构混凝土或钢筋达到设计强度时的相应应变值来控制。并且在设计强度范围以内计强度时的相应应变值来控制。并且在设计强度范围以内材料的弹性模量近似直线，应力、应变关系成线性变化。材料的弹性模量近似直线，应力、应变关系成线性变化。f0033.0cu粘粘贴贴纤纤维维复复合合加加固固法法 由于一期载荷已在原结构中产生了一定的应变由于一期载荷已在原结构中产生了一定的应变 或或 ，将此作为新加材料的滞后值计入。故：，将此作为新加材料的滞后值计入。故：式中：式中：弯曲变形时，新、旧拉伸材料形心到截面弯曲变

42、形时，新、旧拉伸材料形心到截面中性轴的距离比值，中性轴的距离比值，即：即：当外贴材料与受拉钢筋很近时，（即当外贴材料与受拉钢筋很近时，（即 ）取）取 =1 =1。因而：因而：)(1sssdfEfnnxhxh0sfsssdfffEEEfE)(11c1shas05.0粘粘贴贴纤纤维维复复合合加加固固法法 如果原结构截面受压区混凝土先于受拉区钢筋达到设如果原结构截面受压区混凝土先于受拉区钢筋达到设 计强度时，加固时混凝土应变为计强度时，加固时混凝土应变为 ，则：则：（加固后受压区高度）加固后受压区高度）式中式中 1snncdfxxhEcf11011xxhcsfffE （加固前受压区高度）加固前受压区

43、高度）1cnx1x粘粘贴贴纤纤维维复复合合加加固固法法 四四.8.8 体外预应力加固法体外预应力加固法 (一一)基本概念基本概念 体外施加预应力加固结构，是一种人为主动加固的方体外施加预应力加固结构，是一种人为主动加固的方法。由于预加力的作用，改善了原结构的应力状态，提高法。由于预加力的作用，改善了原结构的应力状态，提高了原梁的承载能力和抗裂性。了原梁的承载能力和抗裂性。在外荷载作用下，体外预应力筋的伸长取决于两个锚在外荷载作用下，体外预应力筋的伸长取决于两个锚固点间梁体的总变形。体外预应力筋的应力，取决于梁体固点间梁体的总变形。体外预应力筋的应力，取决于梁体 变形的发挥程度。在一般情况下，极

44、限状态时体外预应变形的发挥程度。在一般情况下，极限状态时体外预应 力筋达不到材料强度设计值。力筋达不到材料强度设计值。体体外外预预应应力力加加固固法法 表现特点有：表现特点有：张拉体外预应力钢筋后，会使原结构中的预应力产张拉体外预应力钢筋后，会使原结构中的预应力产生二次拉损失。生二次拉损失。张拉体外预应力钢筋后，原结构混凝土产生弹塑性张拉体外预应力钢筋后，原结构混凝土产生弹塑性变形及发生混凝土收缩、徐变，导致预应力损失。变形及发生混凝土收缩、徐变，导致预应力损失。体外预应力筋的应力取决于混凝土变形发挥的程度，体外预应力筋的应力取决于混凝土变形发挥的程度，低标号混凝土的变形值大，在一般情况下，极

45、限状态时低标号混凝土的变形值大，在一般情况下，极限状态时体外预应力筋的应力值达不到材料的设计强度。其应力体外预应力筋的应力值达不到材料的设计强度。其应力与梁的高跨比，混凝土的等级，梁的配筋率（预应力筋与梁的高跨比，混凝土的等级，梁的配筋率（预应力筋和非预应力筋）有关。和非预应力筋）有关。体体外外预预应应力力加加固固法法 我国颁布的我国颁布的无粘结预应力混凝土结构技术规程无粘结预应力混凝土结构技术规程 （JGJ-2004JGJ-2004）中规定：）中规定：体外预应力筋的受弯构件，在进行正截面受弯承载体外预应力筋的受弯构件，在进行正截面受弯承载力计算时，体外预应力筋和应力设计值力计算时，体外预应力

46、筋和应力设计值 为：为：（）且且 式中：式中：有效预应力值；有效预应力值；抗性标准设计值；抗性标准设计值；100pepupypufpuMPapepyf体体外外预预应应力力加加固固法法 （二）计算内容（二）计算内容 需要计算持久状况下的承载能力极限状态；正常使用需要计算持久状况下的承载能力极限状态；正常使用极限状态；持久和短暂状态下的应力。极限状态；持久和短暂状态下的应力。计算转向构造的承载力和抗裂性；锚固区的承载能力计算转向构造的承载力和抗裂性；锚固区的承载能力和抗裂性；持久状况下其他局部构件的承载能力。和抗裂性；持久状况下其他局部构件的承载能力。体体外外预预应应力力加加固固法法 8.2.3

47、8.2.3 持久状况承载能力极状态计算持久状况承载能力极状态计算 1.1.正截面抗弯承载力计算：正截面抗弯承载力计算：（8.2.3-28.2.3-2）式中漏掉受压区钢筋矩一项，应为式中漏掉受压区钢筋矩一项，应为00()2dcdxr Mfb x h0()sdssf A ha体体外外预预应应力力加加固固法法 00()2dcdxr Mf b x h 2.2.斜截面抗剪承载力计算斜截面抗剪承载力计算 与与JTG D62-2004JTG D62-2004相关内容相同，只是加入了体外相关内容相同，只是加入了体外预应力的作用。（预应力的作用。（）3.3.转向装置计算转向装置计算 抗剪承载力、抗拉承载力、局部

48、承压承载力计算抗剪承载力、抗拉承载力、局部承压承载力计算pbAepube体体外外预预应应力力加加固固法法 8.2.4 8.2.4 持久状况正常使用极限状态计算持久状况正常使用极限状态计算 1 1）受弯构件按全预应力，）受弯构件按全预应力，A A类、类、B B类分别计算类分别计算;2 2）预应力损失考虑：）预应力损失考虑：转向块和锚固构造管道的磨擦损失转向块和锚固构造管道的磨擦损失 ;锚具变形，筋（束）回缩和接缝压缩损失锚具变形，筋（束）回缩和接缝压缩损失 ;分批张拉引起的混凝土弹压损失分批张拉引起的混凝土弹压损失 ;钢筋板驰损失钢筋板驰损失 .1c2c4c5c体体外外预预应应力力加加固固法法

49、体体外外预预应应力力加加固固法法 3 3）抗裂性验算）抗裂性验算 1 1）正截面抗裂性验算）正截面抗裂性验算 2 2）斜截面抗裂性验算）斜截面抗裂性验算 3 3）转向装置与原结构结合面的裂缝宽度验算）转向装置与原结构结合面的裂缝宽度验算 4 4）B B类构件，正常使用极限状态下的裂缝宽度验算类构件，正常使用极限状态下的裂缝宽度验算 4 4）正常使用极限状态下的挠度计算）正常使用极限状态下的挠度计算 8.2.5 8.2.5 应力计算应力计算 需要计算使用阶段正截面混凝土的法向应力、斜截需要计算使用阶段正截面混凝土的法向应力、斜截面混凝土的主压应力；原梁受拉区的预应力钢筋的拉应面混凝土的主压应力；

50、原梁受拉区的预应力钢筋的拉应力，体外预应力筋的拉应力。力，体外预应力筋的拉应力。不同预应力类型，按不同截面几何性质，考虑不同不同预应力类型，按不同截面几何性质，考虑不同的预应力作用值（损失不相同）分别进行计算。并使应的预应力作用值（损失不相同）分别进行计算。并使应力满足不同限制要求。力满足不同限制要求。(三）构造要求三）构造要求 为了满足受力分析要求，便于施工，弥补意外荷载为了满足受力分析要求，便于施工，弥补意外荷载发生，以已往积累的经验在构造上作出诸多要求。发生，以已往积累的经验在构造上作出诸多要求。体体外外预预应应力力加加固固法法 五五9 9 改变结构体系加固法改变结构体系加固法 （一）目