危舊混凝土橋梁UHPC組合加固新技術及工程應用

我國是世界上混凝土橋梁建設與使用大國，其中：中小跨徑橋梁量大面廣。

1、混凝土橋面服役環境：在大交通量、重載、溫度效應、材料退化、除冰鹽、火災、地震等。

2、大批上世紀70、80年代修建的混凝土橋梁設計荷載等級較低、材料質量等級，且環境影響、結構性能退化、交通量增加等因素會降低混凝土橋梁的承載性能。

混凝土橋梁的典型病害：混凝土開裂、鋼筋銹蝕、勾縫水跡泛白、預應力損失、下撓、承載性能退化等。

公路混凝土橋梁服役現狀

混凝土橋梁的典型病害：

1）混凝土開裂

2）鋼筋銹蝕

3）預應力損失

4）盡寸不足

5）材料性能退化

正常使用極限狀態下：

1）鋼筋混凝土橋梁的裂縫超限

2）預應力混凝土橋梁出現開裂

3）應力超限

4）活載下撓度超限

承載能力極限狀態下：

1）抗彎承載力不足

2）抗剪承載力不足

混凝土橋梁損傷日益累積，削弱了交通基礎的通行效率和安全。

我國公路橋梁總數己突破87萬座，10萬座以上的橋梁被評定為危橋，中小跨徑的混凝土橋梁在公路橋梁總數中占比90%以上。

公路混凝土橋梁加固技術現狀

混凝土橋梁常用加固方法

1）橋面補強層加固法（自重增大）

2）增大截面加固法（自重增大）

3）改變結構愛力體系加固法（施工復雜）

4）增設主梁加固法（施工復雜）

5）體外預應力加固法（錨固位置不易布置局部承壓不足）

6）粘鋼加固法（粘結界失效）

7）粘貼FRP片材加固法（不易發揮材料高強特性）

公路混凝土橋梁股役現狀+加固技術現狀

1）交通量增長、荷載等級提升

2）環境作用、自然災害

3）橋梁結構性能退化

4）危舊橋加固任務重

公路混凝土橋梁加固技術現狀

1）傳統加固方法存在一定弊端

2）會出現粘結層破壞、橋面板反復開裂等技術難題

3）引起二次加固

鋼—混凝土組合加固

1）原結構上植筋

2）外包焊有抗剪連接件的鋼板

3）原結構和鋼板間澆筑混凝土

UHPC組合加固方法

1）抗壓強度高

2）抗拉強度高

3）材質密實

4）流動性好

5）施工質量易保障

預期目標：綜合提升混凝土橋梁的使用性能、承載能力、耐久性。

鋼—混凝土組合加固進一步改進，提升技術經濟性能

1）進一步降低加固重量，提升了加固后結構承受活載的能力；

2）可有效減小加固混凝土尺寸，節省材料用量（加固混凝土厚度減少到40-50mm，鋼板減薄到4mm）

3）UHPC抗彎拉能力高，在高溫度、使用荷載等作用下不會出現開裂，可實現使用階段的全截面受力，提高了全截面剛度；

4）UHPC加固橋面，發揮高抗拉強度和高韌性，不易開裂；

5）降低了有害物的侵蝕，保障了上下部結構的耐久性，可替代防水層。