桥梁加固误区解读分析--对《再造重生--我国公路桥梁维修加固技术市场纵览》若干问题评述分析.pdfVIP

桥梁加固误区解读分析 ——对 《再造与重生——我国公路桥梁维修加固技术与市场纵览》 若干问题的评述分析 哈尔滨工业大学 张树仁 2011年7月中国公路学会编辑出版了 《再造与重生——我国公路桥梁维修加固技术与市场纵览》专刋 （以下简称《专刋》），发表了多位工作在桥梁养护管理、检测、维修加固和设计单位第一线的中青年专 家的访谈文章，介绍了他行对我国公路桥梁维修加固技术与市场的看法，分析了存在的问题，提出了一 些解决问题的建议。这些意见客观地反映了我国公路桥梁维修加固技术与市场的现状，代表了我国公路 桥梁维修加固技术发展的主流方向，对推动我国公路桥梁维修加固技术的健康发展具有指导意义。 笔者对 《专刋》中涉及的几个带有普遍性的技术问题进行了提炼总结和口充分析，愿与广大中青年 同行专家一起，为促进我国公路桥梁维修加固技术的健康发展尽点微搏之力。 增加， 两者共同承担两40％左右的内力。在加固构件中原梁钢筋和后加补强材料的应力增长的起点不 同， 原梁钢筋的应变(或应力)超前，后加补强材料应变(或应力)滞后，这必将对结构破坏状态和 承载力产生影响，其影响程度与一期荷载效应占总荷载效应(或原钢筋初应变占总应变)的百分比有 关，一期荷载效应(或初应变)占的比重越大，分阶段受力对对结构破坏状态和承载力产生影响越大。 一般认为， 一期荷载效应(或初应变)占的比重小于15％时，可忽略分阶段受力的影响。常用的中等 跨径的桥梁一期荷载效应(或初应变)占的比重己达60％左右，随着桥梁跨径的加大，结构自重和恒载 引起的内力所占的比重还会加大，分阶段受力对结构破坏状态和承载力的影响是绝不能忽略。 1．2桥梁加固构件的设计忽略分阶受力影响的危害是过高估计了后加补强材料的作用，设计是不安 全的。 许宏元总经理指出。对大部分桥梁来说，加固时并不可能完全卸载，加固设计按一阶段受力就欠合 理，有可能导致加固后的桥梁产生新的危险”【l】_43页。 笔者理解许总是从‘公路桥梁加固设计规范》 这一问题的．对桥梁加固构件而言，后加补强材料只承担活载(车辆荷载)及后加恒载产生的内力，与 原梁钢筋相比，其应变(应力)相对滞后，一般情况下，在极限状态时其应力达不到抗拉强度设计值。 极限状态下，后加补强材料的应力发挥程度受原梁的变形限制，与原梁的配筋率有关。计算结果表明， 采用直接粘结高强复合纤维的被动加固方案，由于受分阶段受力的影响，后加补强材料应变(应力)滞 后，后加补强材料的高抗拉性能是很难发挥作用。若在设计忽略分阶段受力的影响， 即相当于“取极 限状态下后加口强材料的应力取其抗拉强度设计值”，由此求得承载力显然是不安全的。 重庆交通大学周建庭教授以“桥梁结构评定和力学分析型研究现状与展望”为题，对忽略分阶受力 影响的危害作了分析，“由于加固增强结构的二次受力特性，原结构在加固前应力水平很高，变形很大 的情况下，很有可能在加固施工完成后所有荷载作用下，加固层应力和应变始终处于一个较低的水平， 材料强度不能充分发挥；如加固层自重较大，消耗了桥梁原有己剩不多的承载力，则加固后的原结构可 能处于一种以加固前更不利的状态，从而威胁加固后桥梁使用的安全性”【l】．68页 北京公科固桥梁技术有限公司副总经理李承昌以“新技术、新材料滥用”为题谈到“碳纤维布、不 锈钢丝网功能被夸大”的问题时指出：碳纤维、不锈钢丝网虽然强度很高，但截面积很小，构件粘贴碳 纤维布、不锈钢丝网时， 贴碳纤维布、不锈钢丝网折算为钢筋的面积并不大，…．．增加的抗弯承载能力 相对鞍小一【l】．54页 笔者理解李总是从弹性理论允许应力法角度分析这一问题的。众所周知，按弹性理论允许应力法计 算桥梁加固构件分阶段受力概念清晰，其基本原理是【4】：一期荷载(构件白重及恒载)由原梁承担，截 面应力(或应变)应根据按开裂截面计算的原梁换算截面几何特征值，由材料力学公式计算；二期荷载 (活载)由加固后的组合截面承担，截面应力(或应变)应根据按开裂截面计算的加固后组合截面的换 算截面几何特征值，由材料力学公式计算。最后，将对应的应力直接叠加，并控制其小于规定的容许值。 10 计算结果表明， 按弹性理论允许应力法计算桥梁加固构件，通常是原梁钢筋应力控制设计，后加补强 材的应力很小，一般情况下不控制设计。换句话说，后加高度补强材料(碳纤维布、不锈钢丝网等)的 高抗拉性能根本无法充分发挥，对提高承载力的作用是有限的． 1．3加深对桥梁加固构件分阶受力特