桥梁加固技术及典型案例课件.ppt

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1、第一部分 桥梁病害类型与诊断第二部分 公路桥梁典型病害实例第三部分 公路桥梁加固维修的技术要求与设计原则第四部分 公路桥梁加固技术 第五部分 桥梁加固中的常用辅助技术第六部分 桥梁加固实例（拱桥加固、梁桥加固）,桥梁加固技术及典型案例,桥梁病害类型与诊断,桥梁病害类型与诊断分析,病害类型,裂缝：底板、腹板裂缝等,环境因素引起的损伤或破坏：混凝土和钢筋锈蚀,变形：下挠、基础沉降等,附属设施病害：伸缩缝破坏、桥面铺装开裂等,施工遗留病害：蜂窝、麻面、空洞、施工缝,支座病害：剪切、脱空、锁死,混凝土桥常见病害类型,桥梁病害类型与诊断分析,裂缝分类及成因,结构裂缝,设计应力超限配筋不当预应力锚固不当基

2、础沉降意外事故,钢筋锈蚀胀裂碱性骨料反应胀裂,早期水化热、温度变化冰冻、融化,非结构裂缝,支架变形混凝土收缩化学作用热量变化,一 裂缝病害分析,桥梁病害类型与诊断分析,结构裂缝病害举例,剪切裂缝,弯曲裂缝,盖梁斜向剪切裂缝,预应力锚区开裂起壳,桥梁病害类型与诊断分析,桥台基础不均匀沉降开裂,桥梁病害类型与诊断分析,非结构裂缝病害举例,蒸发,自身体积缩小,吸收水份,收缩裂缝产生机理,收缩裂缝形成,收缩裂缝,桥梁病害类型与诊断分析,温度裂缝,包括三种：截面均匀温差裂缝 截面上、下温差裂缝截面内外温差裂缝,桥梁病害类型与诊断分析,温度裂缝,桥梁病害类型与诊断分析,钢筋锈胀裂缝出现后保护层混凝土剥落,

3、钢筋锈胀裂缝,桥梁纵向,钢筋胀裂裂缝(顺筋裂缝),桥梁病害类型与诊断分析,二 环境因素引起的损伤,桥梁病害类型与诊断分析,混凝土碳化过程示意图,(1)混凝土碳化,水份,二氧化碳,桥梁病害类型与诊断分析,混凝土碳化病害,混凝土碳化测试,滴1%的酚酞溶液测试,桥梁病害类型与诊断分析,开裂处,水份,氧气，氯化物,氯离子侵蚀过程示意图,(2)氯离子侵蚀,钢筋,氯离子侵蚀混凝土,桥梁病害类型与诊断分析,桥梁病害类型与诊断分析,混凝土碱-集料反应病害,(3)碱集料反应,桥梁病害类型与诊断分析,混凝土冻融病害,(4)冻融病害,桥梁病害类型与诊断分析,(5)渗水作用,铰缝渗水,梁底和拱底渗水,桥梁病害类型与诊

4、断分析,(6)钢筋腐蚀,桥梁病害类型与诊断分析,三 桥梁非正常变形,裂缝,后期下挠,不均匀沉降基础滑移和倾斜基础冲刷基础冻害,裂缝,基础变形,1,2,刚度时变性预应力不足混凝土收缩徐变梁体开裂施工质量,桥梁病害类型与诊断分析,后期下挠,桥梁病害类型与诊断分析,基础变形,桥梁病害类型与诊断分析,四 施工遗留病害,混凝土空洞,桥梁病害类型与诊断分析,施工缝开裂,桥梁病害类型与诊断分析,五 支座病害,支座橡胶老化、剪切变形、脱空、错位,六 附属设施病害,桥梁病害类型与诊断分析,桥面铺装开裂、破损,桥面栏杆破损,伸缩缝破损,公路桥梁损伤原因分析 我国公路桥梁产生一系列病害的主要原因可归纳为两个，一是桥

5、梁设计标准低，桥梁长期处于超载工作状态而产生的力学损伤；二是因混凝土桥梁的耐久性损伤降低了材料的物理、力学性能，直接影响到构件或结构的安全性、适用性。其中，钢筋锈蚀与混凝土劣化是主要病害形式，桥梁损伤的其它因素包括环境作用、自然灾害、人为因素如非法采砂、车船撞击等。公路桥梁典型病害与垮塌工程实例,1 公路桥梁典型病害与垮塌事故分析,公路桥梁典型病害实例,照片1-1 桥底钢筋锈蚀、混凝土劣化,板底钢筋锈蚀、保护层脱落,桥板板底混凝土保护层劣化脱落,照片1-2 钢筋混凝土桥梁耐久性损伤,氯丁橡胶支座老化失效,照片1-3 钢筋混凝土桥梁耐久性损伤,墩柱保护层劣化脱落、钢筋锈蚀,照片1-4 钢筋混凝土

6、整体现浇板混凝土劣化、钢筋锈蚀,混凝土保护层剥落,钢筋锈蚀,照片1-5 钢筋混凝土空心桥板桥底裂缝-1,钢筋锈蚀膨胀产生的纵向顺筋裂缝,横向裂缝-假逢,底摸开裂漏浆,照片1-5 钢筋混凝土空心桥板桥底裂缝-2,照片1-6 桥梁立柱常水位处因冬融、腐蚀导致混凝土劣化-1,柱式桥墩常水位混凝土劣化、钢筋锈蚀,冻融循环及河水污染是主要原因,照片1-6 桥梁立柱常水位处因冬融、腐蚀导致混凝土劣化-2,柱式桥墩常水位混凝土劣化,冻融循环及河水污染是主要原因,照片1-7 因非法挖沙等因素导致灌注桩外露,近年来，非法采沙已成为威胁桥梁安全使用的重要因素之一，国内已经发生多起由此引发的公路、铁路桥梁垮塌事故。

7、,桩基础外露,原河道地面线,照片1-8 因施工误差、冲刷等因素导致灌注桩外露,桩基础向外偏移,照片1-9 重力式墩台典型病害1桥台基础底面掏空,典型的桥基掏空,照片1-9 重力式墩台典型病害2桥墩墩身冲蚀,照片1-10（刚架拱桥）典型破损形态-1,主节点联接钢板锈蚀胀裂,照片1-11（刚架拱桥）典型破损形态-2,主节点联接钢板锈蚀胀裂,常用主节点联接钢板型式,照片1-12（刚架拱桥）典型破损形态-3,横隔梁钢筋拉断,照片1-13（刚架拱桥）次拱腿接头破坏坠落-1,接头断裂坠落的次拱腿,次拱腿下铰结点,照片1-14（刚架拱桥）次拱腿接头破坏坠落-2,接头断裂坠落的次拱腿,接头断裂点,照片1-15

8、 肋板式连续梁桥开裂形态,因超载引起的弯曲裂缝分布,连续梁跨中附近,照片1-16 肋板式连续梁桥透水,主粱粱肋,板肋结合处开裂渗水腐蚀梁体,照片1-17 30m预应力T形梁桥横隔梁钢板焊接接头断裂-1,横隔梁搭接钢板拉断开裂,接头钢板,横 隔 梁,照片1-18 30m预应力T形梁桥横隔梁钢板焊接接头断裂-2,横隔梁构造,横隔梁焊接钢板接头,照片1-19 普通钢筋混凝土T形梁桥横隔梁钢板焊接接头断裂-1,接头钢板锈蚀后联结失效,主 梁,照片1-19 普通钢筋混凝土T形梁桥横隔梁钢板焊接接头断裂-2,接头钢板锈蚀后联结失效,主 梁,照片1-19 普通钢筋混凝土T形梁桥桥面纵向开裂-3,早期开裂,后

9、期开裂,照片1-20 普通钢筋混凝土T形梁桥支点附近典型斜裂缝形态-4,主梁支点截面处的斜裂缝,照片1-20 普通钢筋混凝土T形梁桥支点附近典型斜裂缝形态-5,主梁支点截面处的斜裂缝，表面封闭后再开裂。,照片1-20 普通钢筋混凝土T形梁桥支点附近典型斜裂缝形态-6,跨中截面处的竖向裂缝，表面封闭后再开裂。,照片1-21 某空心板桥火烧后混凝土爆裂形态-1（油罐车车祸导致大量柴油外泻起火）,盖梁表层混凝土严重剥落,照片1-22 某空心板桥火烧后钢筋混凝土墩柱混凝土爆裂形态-2,桩墩表层混凝土严重剥落,照片1-23 钢筋混凝土桥桩墩劣化形态,钻孔灌注桩与桥墩中心错位,桩墩混凝土劣化,照片1-24

10、 40m空腹式石拱桥U形桥台竖向裂缝-1,裂缝方向与位置,照片1-25 40m空腹式石拱桥U形桥台竖向裂缝-2,裂缝方向与位置,照片1-26 40m空腹式石拱桥全貌-3,照片1-27 某空心板桥U形桥台侧墙开裂-1,裂缝方向与位置,U形桥台,照片1-28 某空心板桥U形桥台侧墙开裂-2,裂缝形态,U形桥台,照片1-29 某空心板桥U形桥台侧墙开裂-3,裂缝形态,U形桥台,照片1-30 整体现浇板桥因横向配筋不足产生的纵向开裂形态-1,裂缝形态,照片1-31 整体现浇板桥因横向配筋不足产生的纵向开裂形态-2,裂缝形态,照片1-32 石拱桥因超载导致的纵横向开裂-1,裂缝形态,照片1-33 石拱桥

11、因超载导致的纵横向开裂-2,裂缝形态,照片1-34 石拱桥重力式桥墩的竖向开裂,竖向裂缝形态,照片1-35 盐渍地区柱式桥墩劣化形态-1,混凝土劣化形态,照片1-36 盐渍地区柱式桥墩劣化形态-2,混凝土劣化形态,照片1-37 盐渍地区柱式桥墩盖梁劣化形态,盖梁的顺筋裂缝,照片1-38 盐渍地区空心板劣化形态-1,混凝土板钢筋锈蚀,照片1-39 盐渍地区空心板劣化形态-2,混凝土板钢筋锈蚀,照片1-40 盐渍地区空心板劣化形态-3,板底泛白,照片1-41 盐渍地区空心板劣化形态-4,板底泛白、起皮、箍筋锈蚀,板底泛白,照片1-41 盐渍地区空心板劣化形态-5,照片1-42 桥面铺装劣化形态,混

12、凝土铺装开裂,照片1-43 拱桥典型病害-1石拱桥,因下沉主拱圈上纵向开裂,石拱桥拱顶下沉,照片1-44 拱桥典型病害-2石拱桥,因下沉开裂,石拱桥拱顶下沉，拱顶开裂,月牙状开裂,照片1-44 拱桥典型病害-3片石混凝土拱桥,近年来，发生数起片石混凝土拱的严重损伤、垮踏事故，如何及时发现该类拱桥的垮塌症状显得尤为重要。,照片1-44 拱桥典型病害-4片石混凝土拱桥,月牙状开裂的起点,国内桥梁跨塌事故案例：近年来，国内陆续发生了数起公路桥梁因耐久性不足或设计施工缺陷等因素导致的桥梁垮塌事故，如：广州海印大桥断索（1995）；宁波独塔预应力混凝土斜拉桥底板断裂（1998.9）；沈哈高速公路清阳河桥

13、断裂（1998.10）；四川綦江彩虹桥整体倒塌（1999.1）；四川宜宾小南门大桥吊杆断裂（2001.11）；湖北仙桃一大桥突然垮塌（2002.7）；辽宁省盘锦市田庄台大桥突然垮塌事故（2004.6）；成都温江区三渡水大桥因过度采砂垮塌（2004.9）。,照片1-45 安徽阜阳发生一起桥梁坍塌事故,桥型为桁架拱桥,桁架拱桥具有外形美观而、对地基基础要求低等优点，为江浙一带的常见桥型。,国内常见的超载车辆,照片1-46 湖北仙桃一大桥垮塌现场,石拱桥是我国底传统桥型，承载潜力潜力较大，但由于拱圈砌石劣化，其坍塌是灾难性的。该桥造成9人死亡、7人受伤,40米石拱桥,照片1-47 成温邛公路三渡水大

14、桥垮塌过程-1,大桥跨塌初期，桥墩因冲刷开始倾斜,大小节点开始松动、失效,照片1-48 成温邛公路三渡水大桥垮塌过程-2,大节点断裂破坏,大小节点是刚架拱桥的薄弱环节，我国已有标准图中均未考虑使用过程中的冲击、地震、水毁等因素的影响。,小节点断裂破坏,照片1-49 成温邛公路三渡水大桥垮塌过程-3,跨塌前，新老桥明显错动，分隔带破坏,照片1-50 成温邛公路三渡水大桥垮塌过程-4,桥型为刚架拱桥,主河道桥梁完全跨塌,照片1-51 辽宁省盘锦市境内田庄台大桥突然垮塌-1,中间断裂27 米,照片1-52 辽宁省盘锦市境内田庄台大桥突然垮塌-2,（跨塌断面）,断裂的牛腿,照片1-53 深汕高速深圳方

15、向龙岗段(距起点500米处)16m空心板桥跨塌-1(2006.4.16),跨塌的桥台,照片1-54 深汕高速深圳方向龙岗段16m空心板桥跨塌-2,跨塌的桥台,上部结构整体坠落,照片1-55 深汕高速深圳方向龙岗段16m空心板桥跨塌-3,垮塌的U形桥台,照片1-56 深汕高速深圳方向龙岗段16m空心板桥跨塌-4,照片1-57 深汕高速深圳方向龙岗段16m空心板桥跨塌-5,照片1-58 甘肃岷县洮河大桥垮塌现场-1,2006.5.16上午10时49分左右，位于甘肃岷县县城以北500米处的甘肃省省道306线北门洮河大桥突然全部垮塌。,照片1-59 甘肃岷县洮河大桥垮塌现场-2,清理垮塌大桥废墟,照片

16、1-60 甘肃岷县洮河大桥垮塌现场-3,照片1-61 甘肃岷县洮河大桥垮塌现场-4,照片1-62 四川重庆綦江彩虹桥垮塌现场（造成40人死亡）,照片1-63 白河冷水百米大桥垮塌垮塌现场-1（316国道陕西安康段冷水大桥跨塌 2006.11.25）,该桥修建于1985年，全长110米，高约60米，为混凝土双曲拱桥。这次除30米引桥没有垮塌外，其余的80米正桥全部坍塌。,照片1-64 白河冷水百米大桥垮塌垮塌现场-2,照片1-65 白河冷水百米大桥垮塌垮塌现场-3,照片1-66 白河冷水百米大桥垮塌垮塌现场-4,照片1-67 白河冷水百米大桥垮塌垮塌现场-5,钢筋混凝土双曲拱桥（凌晨突然垮塌）,

17、照片1-68 湖南省涟源市白马镇白马溢洪大桥突然垮塌,2006年4月28日20时许，湖南省涟源市白马镇白马溢洪大桥突然发生坍塌事件，造成1人死亡、2人重伤。,桥梁废墟,照片1-69 京杭大运河苏州横塘段亭子桥跨塌-1（位于苏州城西南方向的京杭大运河横塘段2004.9.1）,亭子桥于1992年年5月18日竣工，桥全长88.11米，为单孔人行桥，总跨度64.31米，桥面总宽5米,照片1-70 京杭大运河苏州横塘段亭子桥跨塌-2,照片1-71 京杭大运河苏州横塘段亭子桥跨塌-3（运河水上交通陷入停顿）,照片1-72 京杭大运河苏州横塘段亭子桥跨塌-4,照片1-73 江西上饶铅山县鹅湖镇傍罗大桥-12

18、007年5月9日中午12时50分许,2007年5月9日中午12时50分许，江西上饶铅山县鹅湖镇傍罗大桥倒塌。1988年下半年通车.桥长355.2米，宽8.5米，高7米，采用片石拱桥结构。,照片1-74 江西上饶铅山县鹅湖镇傍罗大桥-2,照片1-75 江西上饶铅山县鹅湖镇傍罗大桥-3,照片1-76 江西上饶铅山县鹅湖镇傍罗大桥-4,照片1-77 安徽淮北桥塌车翻2人死亡,2007年3月25日下午16时30分左右，安徽省淮北市濉溪县刘桥镇孟山口村一辆载满煤矸石的农用车在经过该村孟山口桥西桥头时，桥头坍塌车辆仰翻入水中，造成车内2人死亡。,照片1-78 广东佛山市南海区九江大桥船撞倒塌事故-1,20

19、07年6月15日清晨5时15分左右，九江大桥怀疑遭一艘运砂船撞击，约100米桥面堕入江中。,广东佛山市南海区九江大桥是广湛公路上一座特大型公路桥梁，全长1682m；主桥由两孔160m独塔混凝土斜拉桥与21孔50m连续箱梁组成，引桥由20孔16m先张法预应力混凝土空心板组成。,照片1-79 广东佛山市南海区九江大桥船撞倒塌事故-2,照片1-80 广东佛山市南海区九江大桥船撞倒塌事故-3,照片1-81 广东佛山市南海区九江大桥船撞倒塌事故-4,断裂后的伸缩缝,2007年5月23日下午4时30分左右，山西东观-长治干线公路武乡县境内33公里处，一辆车号为蒙L5366挂斯太尔大货车，因严重超载导致一座

20、单孔60米的刚架拱桥发生垮塌事故。,照片1-82 山西东观-长治干线公路武乡县境内桥梁垮塌-1,照片1-83 山西东观-长治干线公路武乡县境内桥梁垮塌-2,照片1-84 山西东观-长治干线公路武乡县境内桥梁垮塌-3,肇事大货车,照片1-85 山西东观-长治干线公路武乡县境内桥梁垮塌-4,照片1-86 山西东观-长治干线公路武乡县境内桥梁垮塌-5,照片1-87 山西东观-长治干线公路武乡县境内桥梁垮塌-6,该类型货车的货仓体积为15.8米长2.3米高2.3米宽，车货总重180吨左右。,照片1-88 湖南凤凰县沱江大桥施工过程中突然垮塌 1死亡60多人,2007年8月13日下午4时40分左右，湖南

21、湘西自治州凤凰县境内凤大公路堤溪段大桥突然垮塌，该桥为4跨石拱桥，每跨65米，高42米，横跨沱江，是凤大公路跨度最大的一座桥梁。,照片1-89 湖南凤凰县沱江大桥施工过程中突然垮塌 2,照片1-90 湖南凤凰县沱江大桥施工过程中突然垮塌 3,照片1-91 湖南凤凰县沱江大桥施工过程中突然垮塌 4,照片1-92 美国明尼苏达州明尼阿波利斯市位于密西西比河上某高速桥垮塌 1,2007年8月1日下午6:05突然坍塌。桥面坍塌已造成至少7人死亡，另据当地医院方面的数据目前已有至少37人受伤。据估计事故发生时桥上有50-100辆机动车辆。这座编号为I-35W的桥梁已有40年历史。,断桥地点,照片1-93

22、 美国明尼苏达州明尼阿波利斯市位于密西西比河上某高速桥垮塌 2,照片1-94 美国明尼苏达州明尼阿波利斯市位于密西西比河上某高速桥垮塌 3,照片1-95 美国明尼苏达州明尼阿波利斯市位于密西西比河上某高速桥垮塌4,照片1-96 美国明尼苏达州明尼阿波利斯市位于密西西比河上某高速桥垮塌5,照片1-97 世界范围恶性桥梁垮塌事故1加拿大魁北克大桥二度坍塌,1916年9月11日因设计缺陷，桥梁实际承载量远低于设计值，导致该桥两度坍塌。首次坍塌时间为1907年。死亡人数：95人。,照片1-98 世界范围恶性桥梁垮塌事故2美国西佛罗里达州波因特普莱森特与俄亥俄州的吊桥坍塌,1967年12月15日，历时3

23、9年的高负荷运作，使得该桥靠近俄亥俄州一侧的一个链环不堪重负而断裂。死亡人数：46人。,照片1-99 世界范围恶性桥梁垮塌事故3美国康涅狄格州格林威治镇米勒斯大桥坍塌,1983年6月28日，桥体一个铁栓发生松动造成。死亡人数：3人。,照片1-100 世界范围恶性桥梁垮塌事故4韩国首尔桑苏大桥坍塌,1994年10月21日，大桥主干的支持钢筋在上午上班高峰时间突然断裂，瞬间塌入汉江。大桥在维护过程中出现的焊接失误及大桥的设计缺陷和施工建筑期间的种种问题导致大桥坍塌。死亡人数：31人。,照片1-101 世界范围恶性桥梁垮塌事故5葡萄牙北部的Hintze-Ribeiro大桥坍塌,2001年3月4日，引

24、起该桥坍塌的原因至今仍为确定下来，然而葡萄牙法官判处该桥的设计单位在在安全设计方面存有缺陷。另可能是由于该桥年久失修而无法经受连续几日的暴雨而坍塌。死亡人数：59人。,照片1-102 世界范围恶性桥梁垮塌事故6印度达曼西部沿海区域一座大桥坍塌,2003年8月28日，坍塌，具体坍塌原因不明。死亡人数：25人。,照片1-103 世界范围恶性桥梁垮塌事故7西班牙格兰纳达某高速公路桥坍塌,2005年11月7日，跨径为180英尺的桥面突然坍塌。死亡人数：6人。,照片1-104 世界范围恶性桥梁垮塌事故8印度比哈尔邦帕戈尔布尔火车站附近一座旧桥坍塌,2006年12月2日，这座已经有着150年历史的大桥年久

25、失修，并在被拆毁过程中坍塌。死亡人数：33人。,照片1-105 江苏昆山货船撞塌桥梁-1,2007年8月 29日12时45分左右，在江苏省昆山市大洋桥水域，一艘货船因避让船只，撞上大洋桥桥墩，致使大桥部分桥面发生坍塌，船上一男子腿部被砸伤，另有两人落水失踪。,照片1-106 江苏昆山货船撞塌桥梁-2,照片1-107 江苏昆山货船撞塌桥梁-3,照片1-108 江苏常州武进区的运村公路大桥-1,2007年5月13日5时15分许，江苏常州武进区常漕公路上的运村大桥西幅发生坍塌，未有车船和人员伤亡。现场目击者反映，运村大桥西幅坍塌前，有一辆百吨的严重超载车辆驶过。,53米钢筋混凝土系杆拱桥,照片1-1

26、09 江苏常州武进区的运村公路大桥-2,照片1-110 江苏常州武进区的运村公路大桥-3,照片1-111 金塘大桥船舶撞击事故-1,2008年3月27日1时20分，浙江台州路桥船务有限公司“勤丰128”轮穿越在建的浙江宁波金塘大桥非通航桥孔时，船舶桅杆与该桥非通航桥孔的桥面发生碰撞，造成桥孔两桥面箱梁塌落，4名船员失踪。,照片1-112 金塘大桥船舶撞击事故-1,照片1-113 金塘大桥船舶撞击事故-2,金塘大桥桥长21.020km，于06年4月动工兴建，总投资77亿元，计划09年通车，是舟山大陆连岛工程五座主桥中最长的一座，也是继杭州湾跨海大桥、东海大桥之后中国在建的第三长的跨海大桥。,照片

27、 1-114 包头市某高架桥垮塌事故-1,2007年10月23日晚23时许，连接包头市民族东路至丹拉高速公路包头出口的高架桥发生倾斜，导致两辆载重汽车和一辆轿车随路面倾斜滑到桥底，造成桥下铁路专用线中断。,照片 1-115 包头市某高架桥垮塌事故-2,照片 1-116 巴基斯坦卡拉奇某公路大桥坍塌的大桥（2007年9月1日）,照片 1-117 印度南部安得拉邦的纳尔贡达地区某公路大桥坍塌的大桥（2007年9月）,新闻报道为暴雨原因，现场显示为超限运输。,照片 1-118 印控克什米尔一桥梁垮塌某公路大桥坍塌的大桥（2008年11月16日）,造成5人死亡，18人失踪,照片 1-119 广东陆丰一

28、桥梁不堪洪水冲击垮塌（2008年7月8日13时20分许）,广东陆丰市陆河往东海方向两公里处的“洗鱼溪桥”旧桥因承受不了洪水冲击，发生坍塌，有目击者称两辆途经汽车不幸跌入河中，最少有四人失踪。,照片 1-120 辽宁抚顺大桥因洪水垮塌（2007年8月13日）,辽宁浑河上游苏子河段，连接抚顺和清原的南杂木大桥由于暴雨冲刷发生坍塌。,照片 1-121-1河南省漯河市107国道澧河桥发生坍塌事故（2009年4月12日上午2时45分）,当日凌晨2时45分左右，河南省漯河市的一辆车牌号为豫L51078的重型拖挂货车由南向北行驶到位于漯河市的107国道澧河桥上时，该桥一段桥面突然发生坍塌，挂车掉入水中。,照

29、片 1-121-2河南省漯河市107国道澧河桥发生坍塌事故,照片 1-122-1 湖南省株洲市市区红旗路高架桥发生坍塌（2009年5月17日下午16时24分）,5月17日下午16时24分，株洲市红旗路待拆除高架桥发生部分桥体垮塌事故，现场坍塌的桥面大约100米长。该桥1995年建成通车，是湖南省首座高架桥，从5月上旬开始全封闭，分段拆除。,照片 1-122-2 湖南省株洲市市区红旗路高架桥发生坍塌,坍塌前照片,坍塌后现场,照片 1-121-3 湖南省株洲市市区红旗路高架桥发生坍塌,照片 1-122-3 湖南省株洲市市区红旗路高架桥发生坍塌,照片 1-122-4 湖南省株洲市市区红旗路高架桥发生

30、坍塌,照片 1-122-5 湖南省株洲市市区红旗路高架桥发生坍塌,照片 1-122-5 湖南省株洲市市区红旗路高架桥发生坍塌,照片 1-123-1 黑龙江哈伊公路铁力呼兰河大桥坍塌事故（2009年6月29日2时34分）,该桥建于1973年,桥长187.7米,桥宽15米,是6孔双幅桥。由于桥龄过长、加之连日大雨,被重车压塌该桥其中1幅的中间4孔段(长120米左右、宽7.5米)桥梁。,照片 1-123-2 黑龙江哈伊公路铁力呼兰河大桥坍塌事故,照片 1-123-3 黑龙江哈伊公路铁力呼兰河大桥坍塌事故,照片 1-123-4 黑龙江哈伊公路铁力呼兰河大桥坍塌事故,照片 1-124-1 津晋高速公路港

31、塘收费站800米外匝道桥坍塌事故（2009年7月15日1时33分）,2009年7月15日1时33分，津晋高速公路港塘收费站800米外匝道桥坍塌，5辆载货车坠落，造成6人死亡，4人受伤。,照片 1-124-2 津晋高速公路港塘收费站800米外匝道桥坍塌事故,照片 1-125-1 208国道太原市小店区段东柳林桥,2007年8月15日，一辆总重达183.2吨的货车经过208国道太原市小店区段东柳林桥。东柳林桥西半幅桥面整体垮塌。这辆六轴货车，超限运输比率为233.1%，实际载货量接近三个火车皮。,照片 1-125-2 208国道太原市小店区段东柳林桥,照片 1-126 印度某桥梁垮塌坍塌事故,20

32、09年8月8日，在距离印度艾哈迈达巴德约270公里的德拉贾镇某桥梁垮塌，事故造成至少4人死亡。,照片 1-127 大钟寺城铁事故,2010年8月2日早上，大钟寺城铁附近发生货车撞击天桥事故，导致一根梁已经彻底断裂。,2 公路桥梁加固维修的技术要求与设计原则,桥梁加固的内涵 桥梁加固是为恢复或提高桥梁结构的承载能力或抗灾能力，或为满足某种特殊需求而对桥梁的局部构造或整体结构进行加强或改善，是确保桥梁安全使用、延长桥梁使用寿命的重要手段。,桥梁加固应遵循四项基本原则：技术先进的原则。桥梁加固技术的科技含量越来越高，从加固材料与施工工艺方面已远远超过同类新建桥梁，并已呈现出明显的学科交叉现象。要求加

33、固方案应满足设计理论、加固材料、施工工艺的先进性，在确保加固效果的前提下，最大限度地降低对原结构的损伤。,安全可靠、适用耐久的原则。安全性、适用性和耐久性是工程结构可靠性设计的基本内容，它保证了工程结构在设计使用期内具有足够的承载能力、正常的使用性能和不需要过大维修而保持其自身性能的能力。该原则保证加固后的桥梁整体结构要具有能够满足使用要求的承载能力和耐久性。,经济合理的原则。同一座桥梁采用不同的加固方案时，其工程造价相差可高达十几倍，这就存在一个方案的比选问题。该原则要求加固设计人员在保证加固质量的前提下，应尽量降低工程造价。通常根据桥梁实际情况，如果加固成本接近或超过新建一座同等规模桥梁的

34、造价时，一般要考虑拆除重建方案。如果不考虑社会效益的因素，加固成本小于新建成本的50%-60%是可以接受的。,以人为本、方便交通的原则。该原则包含两层意思：一是从行车安全和长远效益的角度考虑，一旦发现桥梁病害，有关决策人应该及时计划立项、及早组织实施加固；。二是桥梁加固施工时，要制定周密的施工组织设计，既要首先保证施工质量和施工人员的安全，又要考虑尽量减少施工对正常交通的影响，同时还要避免施工污染周边环境或损害施工人员的身体健康，即要满足有利环保的原则。,旧桥加固设计加固维修中应满足的六条基本要求应按现行规范进行设计，加固后的桥梁在使用荷载作用下，原有结构构件及新增加构件应满足设计规定的功能要

35、求。桥梁在持载加固条件下，一般认为原结构承担原结构的全部恒载及新加恒载，活载则由原结构和新增构件（截面）共同承受。若原有结构构件的应力已接近或超过容许值，则应采取卸载措施后方可进行加固。此时，新旧结构可按整体受力计算。,设计时应周密考虑并采取措施保证新旧结构、新旧混凝土的整体性能并能共同工作。技术改造方案实施时应简单易行，并尽量减少对原有结构的损伤。对于某些由于因下部结构或基础的不均匀沉降而导致上部结构的加固，在加固前时应消除，防止结构继续受这些因素的破坏。,3 公路桥梁加固技术,为满足公路桥梁加固的新需要，自20世纪90年代以来，交通部门深入研究了公路桥梁的检测评定及加固维修技术，显著提高了

36、危旧桥梁的加固维修水平与科技含量。,主要的内容如下：桥梁上部结构加固技术与应用 桥梁下部结构加固技术应用实例公路拱桥加固维修技术研究与应用实例斜拉桥的换索桥梁支座的整体更换技术公路桥梁的加宽改造技术,3.1 桥梁上部结构加固技术与应用,桥梁上部结构加固方法包括广泛采用的传统加固法与自主创新的方法，传统加固方法如：桥面铺装补强层加固法增大截面和配筋加固法锚喷混凝土加固法体外张拉预应力加固法粘贴钢板加固法改变结构受力体系加固法增设纵梁或横梁加固法增加横向联系加固法,近年来桥梁技术人员通过科研、工程实践提出或完善的加固方法，如：分离式桥梁横向连接技术套拱加固技术近十年刚刚兴起的粘贴纤维布加固法。,桥

37、面补强层加固法技术介绍：将破碎桥面铺装全部凿除或凿毛，然后加铺一定厚度的补强层，以增大主梁有效高度及改善桥梁荷载横向分布能力，从而达到提高单梁承载能力或桥梁结构整体承载能力的目的。工程应用：如台儿庄运河大桥、日照杨店子大桥、东营分洪河和支脉河大桥等。,剪力键,新加铺混凝土铺装层,增大截面与配筋加固法技术介绍：通过梁底面或侧面加大尺寸，增配主筋，以提高主梁截面的有效高度，从而达到提高桥梁强度、刚度的目的。工程应用：近年来，采用该加固技术先后加固了东营市分洪河大桥(T型梁桥)、章丘赵百户桥（双曲拱桥拱肋）以及烟台清水河桥等桥梁。,横系梁植筋,扩大截面后,体外预应力加固法技术介绍：是采用预应力原理，

38、在增设的构件或原有构件中，对梁的受拉区或受剪区施加一定的初始应力，以抵消部分自重应力，减少在活载作用下的应力增量，尽量避免梁上出现裂缝。分类：它分为下撑式预应力拉杆加固法和外部预应力钢丝加固法。,工程应用：采用纵向张拉预应力技术先后对东明黄河大桥、聊城先锋河大桥、淄博岔河桥等桥梁进行了加固维修。,T梁桥体外预应力加固,体外预应力加固技术的新种类体外微预应力的加固技术(SRAP加固法),技术简介。SRAP加固法是采用镀锌软钢丝束（简称SR加固材料）对混凝土梁体施加预应力，采用多功能氧化铝聚糖树脂砂浆（简称AP树脂砂浆）对混凝土构件进行修补的综合加固技术。,技术原理。该方法属于体外微预应力加固技术

39、范畴，镀锌软钢丝束靠锚固于混凝土梁体上的角钢固定，采用螺旋扣环拉紧器进行张拉使梁体反向弯曲，在混凝土中产生预压应力。然后，喷注AP树脂砂浆，将预应力钢筋与梁体混凝土连为一体，达到提高结构承载能力的目的。,凿除劣化混凝土保护层,严重锈蚀的钢筋,东营市东港公路采用这种工艺进行过加固试验。,锚固于梁体上的角钢,软钢丝束上缠绕弹簧线圈。以增强镀锌软钢丝束与修补砂浆的粘着力。,固定角钢的膨胀螺栓,角钢与镀锌软钢丝束的连接,螺旋扣环拉紧器,喷注AP树脂砂浆,喷射后的表面修补,粘贴钢板加固法技术原理。采用粘结剂和锚栓将钢板粘贴锚固于混凝土结构受拉面或其它薄弱部位，使钢板与加固混凝土结构形成整体，以提高构件的

40、抗弯、抗剪能力、刚度、限制裂缝的开展、降低钢筋与混凝土的应力水平。技术要求。钢板的厚度一般以4.5-6.0mm为宜。,施工工艺：粘贴基面处理、钢板除锈；配置环氧胶泥（一般采用商品粘贴胶）；在混凝土表面及钢板表面分别涂刷一层均匀厚约2mm的环氧砂浆薄层，然后加压密贴并使之固定；粘贴前在混凝土上放样钻孔并安装锚固螺栓（兼作固定件和压紧件以保证粘贴钢板时有效的加压；粘贴后对粘贴钢板部位进行必要的防腐、外观处理。,技术应用：近些年来在采用该技术先后加固了临清运河大桥、东明黄河大桥、烟台清水河桥等一大批桥梁。,临清运河大桥箱形梁桥粘贴钢板加固实例,粘贴的钢带,锚固螺栓,烟台清水河桥刚架拱桥粘贴钢板加固实

41、例,枣庄台儿庄运河大桥引桥T形梁桥粘贴钢板加固实例,T形梁桥横隔板粘钢加固,刚架拱桥实腹段抗弯加固,改变结构受力体系加固法技术简介：该法是通过改变桥梁结构受力体系以达到提高结构整体承载能力的目的。技术分类：简支变连续加固法。它是将多跨简支梁的梁端连接起来，变为多跨连续梁，以提高桥梁的承载能力。加劲梁或叠合梁加固法。该技术应根据加固时结构体系转换的实际受力状态，分清主次，进行合理的补强计算。改桥为涵的加固法。对于跨径较小的桥梁，在不影响通航和排洪能力的情况下，可采用此法。,技术应用：309国道潍坊市潍河大桥采用八字斜撑加固。,水平撑梁,八字斜撑,增设主梁或横向联接加固法技术简介：当桥梁结构基本完

42、好而其承载能力不能满足要求、需要提高荷载等级以及需要改善桥梁的横向受力状态时，一般可采用增加主梁或横向联系的方法。技术分类：增加纵向承重构件，新增加的构件一般设置在原有桥梁的两侧，新安装构件的强度和刚度一般比原有构件大；增设（加强）横向连接，对于无内横梁或少内横梁的T型截面、工字型截面梁式桥或横向整体性差的桥梁，可采用在相邻主梁间增设现浇混凝土横梁或钢横梁的方法来提高横向抗弯刚度。,技术应用：德州武城大桥引桥属工字梁微弯板组合式简支梁桥，在超载作用下，横向联系明显不足，2001年采用增设工字型钢横梁加强其横向联接。,增设工字型钢横梁,增设钢横梁加固前,锚喷混凝土加固法技术简介：该技术是新奥法隧

43、道施工技术在桥梁加固中的应用，其加固机理就是通过新增加混凝土及受力钢筋与原结构紧密结合，组成喷射混凝土（内含补强钢筋网）锚杆原加固构件的整体组合结构，有干喷和湿喷两种方法。技术作用：该技术常用于提高加固桥梁的强度、刚度以及因支点截面尺寸偏小而导致的抗剪强度不足等混凝土梁的加固维修。技术工艺：锚喷混凝土通常由两部分组成，首先将锚杆锚入拟补强部位结构内，挂设补强钢筋网，然后再喷射一定厚度的混凝土，形成与原结构共同承受荷载作用的组合结构。,技术应用：2002年，采用该技术对日照杨家店子大桥等桥梁进行了加固，主要工艺流程如图片所示。,第1步凿毛,第2步植筋挂网,第4步喷射面修整,第3步喷射混凝土,粘贴

44、碳纤维布（板）加固法：技术简介:碳纤维是一种性能优良的混凝土结构加固材料，它具有耐腐蚀、高强、弹性模量与钢相近和抗疲劳性能好等优点。该技术是将高性能纤维材料应用于土木工程，利用树脂类胶把碳纤维布粘贴于混凝土结构或构件表面，形成复合材料体（CFRP），以达到对结构构件补强加固及改善受力性能的目的。研究状况:针对该技术在实际桥梁加固应用中尚存在的问题开展了相应的研究工作，在桥梁加固设计理论、施工工艺等方面取得了丰富的应用、研究成果。,设计领域的主要技术成果：建立了基于公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D62-2004）的粘贴碳纤维布加固受弯构件正截面抗弯承载能力计算方法。正截面受弯

45、承载力计算公式为：中性轴的位置按下式确定：,根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D62-2004），建立了基于碳纤维布有效应变模型的粘贴碳纤维布加固受弯构件斜截面抗剪承载能力计算方法。碳纤维布受剪承载力计算公式为：碳纤维布有效应变计算公式：,室内试验的主要技术成果：碳纤维布加固钢筋混凝土梁受弯破坏性试验（12根钢筋混凝土试验梁梁长2.7米、截面尺寸为15cm25cm）,粘贴质量对加固梁破损形态的影响剥离后发生撕裂破坏,粘结质量可靠情况下发生均匀拉断破坏,碳纤维布加固钢筋混凝土梁的受剪破坏性试验成果（19根钢筋混凝土试验梁，梁长3.1m，截面高度15cm35cm）,粘结可靠情况

46、下发生的破坏混凝土保护层被拉裂,粘结失效情况下发生的破坏碳纤维条带剥离,不同破坏模式对应的抗剪加固梁典型破坏形态,粘结可靠情况下发生的破坏类似斜压破坏,粘结失效情况下发生的破坏形成一条斜裂缝,施工技术要求:被加固构件的基面要求混凝土强度不低于C15，且保护层应平整、完好；碳纤维布宜采用薄布多层的粘贴方法，使其与粘接材料充分浸润，确保粘接效果；碳纤维布若确需搭接时，其搭接部位应避开构件应力最大区段，且搭接长度不应小于100mm,多层搭接的各层接口位置不应在同一断面，每层接口位置的净距宜大于200mm；施工时应注意气温不以低于5、无雨，环境湿度不大于70%。,工程实例:采用该技术先后加固了德州武城

47、大桥、滨州城头桥、京沪高速泰安段下水泉立交桥等12座桥梁、台儿庄运河大桥、烟台清水河桥、烟台珠岩河桥以及日照杨店子桥等桥梁。,T型主梁底面粘贴碳纤维布,台儿庄运河大桥,德州武城大桥,工程实例:采用该技术先后加固了德州武城大桥、滨州城头桥、京沪高速泰安段下水泉立交桥等12座桥梁、台儿庄运河大桥、烟台清水河桥、烟台珠岩河桥以及日照杨店子桥等桥梁。,主梁底面粘贴碳纤维布,京沪高速某立交桥,日照杨店子桥设计实例与荷载试验:工程概况：日照杨店子桥上部构造采用每联5孔16米单箱12室的钢筋混凝土薄壁箱形变截面连续梁，桥宽13米，由于横向配筋不足导致较为严重的纵向裂缝。,板底出现纵向裂缝,加固设计要点：,粘

48、贴横向纤维条带抑制纵向裂缝,粘贴纵向纤维条带抑制横向裂缝,纵向裂缝走向示意,板底碳纤维布布置图,试验验证：为验证粘贴碳纤维布对已有裂缝的抑制能力，结合该桥大修工程，采用为检验加固效果，分别进行了加固前后的对比性荷载试验。试验检测项目：纵向控制裂缝宽度、板底混凝土横向应变、挠度横向分布；加载方案与分级：按纵向最大弯矩与横向最大弯矩的荷载位置，将加载过程分为三级，即单车居中、双车居中对称、三车居中对称。,荷载试验加载方案,单车居中,双车居中对称,三车居中对称,荷载试验加载车辆,第1级荷载,第2级荷载,第3级荷载,荷载试验试验准备与数据采集,位移计,检测仪器接线,试验结果与结论：粘贴碳纤维布可有效抑

49、制已有裂缝的再扩展。本桥不可恢复的裂缝宽度为1.0mm。在相同的试验荷载作用下，加固前，最大裂缝宽度增量为0.4mm，加固后，裂缝宽度未见明显变化；加固后，桥梁荷载横向分布规律发生变化，横向整体受力性能大大提高；粘贴碳纤维布可一定程度上提高上部结构的纵向整体平均刚度，改善结构的弹性工作性能。,施工、监理与验收技术要点:一、施工工序（七道工序）1、施工准备 2、混凝土表面处理 3、配制并涂刷底层树脂（渗透胶）4、配制找平材料（环氧腻子）并修补不平整表面 5、配制并涂刷浸渍树脂或粘贴树脂 6、粘贴碳纤维布或板 7、实施表面防护措施,1 施工准备,施工单位方面：分析设计施工图纸、技术交底 拟定施工方

50、案、编制施工计划 准备进场材料与必要的机具设备工程监理方面：应审查施工方案的可行性 对进场材料的一般检查(粘结材料与施工温度是否适宜)检查进场材料的产品合格证、产品检测报告是否满足规程要求 对进场材料进行必要的试验（包括：碳纤维布强度、粘结材料的正拉粘结强度）,2 混凝土表面处理,施工单位方面：清除被加固构件粘贴表面的劣化混凝土（剥落、腐蚀、疏松等），并修复破损粘贴表面，对锈蚀钢筋进行除锈防护后方可修复保护层 对较大裂缝进行灌缝或封闭处理（亦可在底层树脂涂刷完毕后进行）打磨粘贴表面直至露出混凝土结构层（新鲜混凝土）（2mm左右），对转角粘贴处进行导角处理（半径大于2cm）用丙酮或酒精擦拭打磨后