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既有桥梁状态评估与复合加固技术研究

项目名称：	既有桥梁状态评估与复合加固技术研究
摘要：	根据福建省1999年的桥梁普查结果，专养公路桥梁总数和危害数量分别为7169/139座，危桥已占公路桥梁总数的 2.6%；2002最新普查表明：危桥梁总数已达186座，比1999年增长了 33.8%。一些桥梁如福州洪塘大桥、漳州郭坑大桥、福州闽江二桥、三明下洋桥、连江解放大桥等国省道桥梁的病害就曾经比较严重地影响了当地交通和经济的发展。大量的旧桥，有的接近使用年限，有的设计荷载早已经不能满足现行车辆荷载的使用要求，使用过程中经常超载运营，损伤严重，有的在洪水、台风等自然灾害作用下或者损坏、或者功能残缺，成为危桥、限载使用等，需要加固、处理，使得每年用于危、旧桥梁改造加固的费用在飞快增长。由于资金有限，不可能一次性全部进行加固改造，需要区分轻重缓急；对危，旧桥梁进行定期的和经常性的检查、检测、分析和评估，真正了解状态桥梁的实际装袋，科学地进行技术改造决策、合理地设计进行加固改造设计，适应国民经济和交通发展的要求，满足桥梁的使用功能，具有重大的社会经济意义和工程实用价值。 “既有桥梁状态评估与复合加固技术研究”课题的主要研究内容包括如下几个方面： 1、实桥的现场环境振动试验和实验模态分析； 2、基于动力的大跨度钢筋混凝土桥梁拱桥承载力评估和超载评估；探索高强钢丝网聚合物砂浆和粘贴钢板法加固钢筋混凝土结构的施工工艺； 3、用高强钢丝网聚合物砂浆加固钢筋混凝土板的抗弯试验研究和抗弯承载力简化计算方法研究； 4、进行了8片普通钢筋混凝土（RC）梁和8片预应力混凝土（PRC）梁的抗弯加固试验，分析比较高强钢丝网聚合物砂浆加固普通钢筋混凝土梁与预应力钢筋混凝土梁的基本功能； 5、分析比较高强钢丝网聚合物砂浆和粘贴钢板法加固损伤梁（具有一定荷载历史）的基本性能，对比分析高强钢丝网聚合物砂浆加固与粘钢加固梁的异同； 6、发展高强钢丝网聚合物砂浆和粘贴钢板法加固损伤梁板的抗弯承载力和变形的简化分析计算方法； 7、以316国道闽清长沙大桥为背景，进行长沙大桥桥面行车道板的加固设计与加固施工，探索高强钢丝网聚合物砂浆复合加固技术在实桥上的应用效果，将研究成果应用于工程实践。通过研究，得到的主要结论如下： 1、对桥梁进行环境振动实验具有简便、可靠、不中断交通运营等特点，是桥梁动力特性检测和评估的有效手段之一；环境振动测试能够识别混凝土箱子拱桥的基本动力特性，长沙大桥的实测竖向与横向基频分别为1.623Hz与1.776Hz，该桥的纵向振动基频较高，为了7.436Hz，主要源于拱脚固结。 2、基于修正后的有限元模型进行数值试验，结果表明：在汽车—20、挂—100荷载作用下，桥梁加固之前的应力都在允许应力值之内，挠跨比满足规范的要求。但桥梁外观检查表明：部分桥面板已经出现横向开裂，需要进行加固处理。 3、采用高强钢丝网聚合物砂浆对钢筋混凝土梁板加固，具有良好的抗裂性能，试件的抗弯钢度有显着提高，加固采用粘贴高强钢丝网加固混凝土结构构件相当于对其进行体外配筋，混凝土板的极限承载能力得到积极地改善。 4、在不关闭交通的情况下，采用高强钢丝网聚合物砂浆对长沙大桥部分开裂的桥面板进行了加固，基本获得成功。 5、提出的损伤梁和未损伤混凝土梁加固后的抗弯极限承载力计算公式、开裂荷载计算公式和挠度计算公式，其计算结果与试验值吻合较好，可运用于高强钢丝网聚合物砂浆和粘贴钢板法加固混凝土梁的加固设计计算参考。 6、采用梁底和梁两侧同时加固即三面加固方法，不仅可以提高加固梁的抗弯承载力、开裂荷载和截面刚度，还能够有效地抑制裂缝的发生和发展，封闭已有裂缝，提高混凝土梁的耐久性。
关键词：	桥梁状态评估；复合加固技术；既有桥梁；技术研究；聚合物砂浆；抗弯承载力；预应力钢筋混凝土梁；高强钢丝；抗弯极限承载力计算；钢丝网
项目负责人：	施向文
参与人员：	黄??,王忠,林秋峰,王峻高,张培旭,宗周红,林于东,王绍平,胡金海
组织单位：	福州大学土木建筑学院,福州市公路局
项目类别：	地方交通科技项目
起止年限：	2005-3-5～2006-4-9
立项年份：	2005