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1、ICS 03.220.20 CCS R 18 DB61 陕西省地方标准 DB 61/T 16102022 桥梁超高性能水泥基复合材料组合加固 技术规范 Technical specification for bridges strengthened using ultra-high performance fiber reinforced cementitious composite material(UHPFRC)composite reinforcement technique 2022-10-12 发布 2022-11-12 实施陕西省市场监督管理局 发 布 DB61/T 1610202
2、2 I 目 次 前言.II 1 范围.1 2 规范性引用文件.1 3 术语和定义.2 4 符号.2 5 材料.6 6 基本规定.7 7 中小跨径混凝土梁桥组合加固.8 8 大跨度混凝土箱梁桥组合加固.19 9 混凝土拱桥组合加固.21 10 混凝土斜拉桥组合加固.22 11 下部结构组合加固.24 12 加固施工.30 13 质量检验.32 DB61/T 16102022 II 前 言 本文件按照GB/T 1.12020标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。本文件由陕西省交通运输厅提出。本文件由陕西省交通运输标准化技术委员会归口。本文件起草单位：长安大学、中交第一公路
3、勘察设计研究院有限公司、中交基础设施养护集团有限公司、宁夏交通建设股份有限公司、铜川市交通运输局。本文件主要起草人：王春生、王茜、段兰、侯旭、战昂、夏兴佳、文一平、田晓锋、沈建成、赵涛、吴江、任更锋、贺丹丹、张洋。本文件由长安大学负责解释。本文件首次发布。联系信息如下：单位：长安大学 电话：029-82334830 地址：西安市碑林区南二环中段长安大学 邮编：710064 DB61/T 16102022 1 桥梁超高性能水泥基复合材料组合加固技术规范 1 范围 本文件规定了桥梁超高性能水泥基复合材料组合加固的材料、加固设计、施工及质量检验的要求。本文件适用于中小跨径混凝土梁桥、大跨度混凝土箱梁
4、桥、混凝土拱桥、混凝土斜拉桥和下部结构加固。2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB 175 通用硅酸盐水泥 GB 8076 混凝土外加剂 GB/T 21120 水泥混凝土和砂浆用合成纤维 GB/T 27690 砂浆和混凝土用硅灰 GB/T 39147 混凝土用钢纤维 GB/T 41054 高性能混凝土技术条件 GB/T 50107 混凝土强度检验评定标准 GB 50119 混凝土外加剂应用技术规范 GB 50205 钢结构工程
5、施工质量验收标准 GB 50367 混凝土结构加固设计规范 JGJ 52 普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准 JGJ 63 混凝土用水标准 JGJ 145 混凝土结构后锚固技术规程 JTG/T 2231-01 公路桥梁抗震设计规范 JTG 3362 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 JTG/T 3650 公路桥涵施工技术规范 JTG/T 3651 公路钢结构桥梁制造和安装施工规范 JTG 5220 公路养护工程质量检验评定标准 第一册 土建工程 JTG D60 公路桥涵设计通用规范 JTG F80/1 公路工程质量检验评定标准 第一册 土建工程 DB61/T 16102022 2 3
6、 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。3.1 超高性能水泥基复合材料 ultra-high performance fibre reinforced cementitious composite material 由水泥、砂、硅灰、减水剂、纤维等材料制备，具有抗压、抗拉及抗弯拉强度高等特点的水泥基复合工程材料，简称UHPFRC。3.2 UHPFRC组合加固 UHPFRC composite reinforcement 在原结构混凝土表面植筋，并浇筑UHPFRC的加固方法。3.3 钢板-UHPFRC组合加固 steel plate and UHPFRC composite reinforce
7、ment 在原结构混凝土表面植筋，加固钢板上焊接栓钉，并在原结构与钢板间浇筑UHPFRC的加固方法。3.4 预应力UHPFRC组合加固 prestressed UHPFRC composite reinforcement 在原结构混凝土表面植筋，并在UHPFRC内配置有粘结或无粘结预应力钢筋的加固方法。3.5 钢板-预应力UHPFRC组合加固 steel plate-prestressed UHPFRC composite reinforcement 在钢板-UHPFRC组合加固层内配置有粘结或无粘结预应力钢筋的加固方法。3.6 纤维取向系数 fiber orientation coeffic
8、ient 纤维分布和取向效应对UHPFRC受拉开裂后力学性能的影响系数。4 符号 下列符号适用于本文件。4.1 材料性能有关符号 Ec混凝土的弹性模量。Ep无粘结预应力筋的弹性模量。Ep,e原构件预应力钢筋的弹性模量。Ep,i组合加固区预应力钢筋的弹性模量。Es钢筋的弹性模量。Esp加固钢板的弹性模量。EUUHPFRC 的弹性模量。fcd1原构件混凝土轴心抗压强度设计值。DB61/T 16102022 3 fcu,k原梁混凝土立方体抗压强度标准值。fpd弯起预应力筋的抗拉强度设计值。fpd,i原构件预应力筋的抗拉强度设计值。fpd,e组合加固区预应力筋的抗拉强度设计值。fsd原构件普通钢筋抗拉
9、强度设计值。fsd2构件达到承载能力极限状态时，新增纵向普通钢筋的抗拉强度设计值。fsdc2原构件截面受拉侧纵向普通钢筋抗拉强度设计值。fsdU2构件达到承载能力极限状态时，受拉侧 UHPFRC 层新增纵向普通钢筋的抗拉 强度设计值。fspd加固钢板抗拉强度设计值。fsv箍筋的抗拉强度设计值。fsw沿截面高度方向新增 UHPFRC 层内均匀布置的纵向普通钢筋的强度设计值。fUcdUHPFRC 的抗压强度设计值。fUtudUHPFRC 的抗拉强度设计值。f sd1原构件受压区纵向钢筋的抗压强度设计值。f sdc1原构件截面受压较大边纵向普通钢筋抗压强度设计值。f sdUUHPFRC加固层内钢筋抗
10、压强度设计值。f sdU1构件达到承载能力极限状态时，压应力较大边 UHPFRC 层新增纵向普通钢筋的抗 压强度设计值。4.2 作用效应和抗力有关符号 Md相应于轴向力的弯矩设计值。Msw沿截面高度方向新增 UHPFRC 层内钢筋的内力对受拉边或受压较小边均匀布置 的纵向普通钢筋重心的力矩。Nd轴向力设计值。Nsw沿截面高度方向新增 UHPFRC 层内均匀布置的纵向普通钢筋所承担的轴向力。Vd加固后构件验算截面处的剪力设计值。p,e加固后组合加固区预应力筋的应变增量。p,i加固后原梁预应力筋的应变增量。加固后结构应力变化值。cc原构件受压区边缘混凝土的应变。cp无粘结预应力筋处混凝土应变。cu
11、混凝土极限应变。i0原结构加固后承担的可变荷载引起的应变。i1原结构状态下的恒载、有效预应力引起的应变。i2加固用材料自重、加固预应力引起的应变效应。p,e组合加固区预应力筋应变。p,i原构件预应力应变。sc1原构件受压区混凝土中纵向钢筋的应变。sc2原构件受拉区混凝土中纵向钢筋的应变。sp加固钢板应变。spi加固钢板滞后应变。spy加固钢板的屈服应变。DB61/T 16102022 4 spc2原构件受拉区纵向钢筋的屈服应变。sUUHPFRC 加固层内钢筋应变。sUiUHPFRC加固层内受压钢筋滞后应变。UcUHPFRC 加固层顶面压应变。UciUHPFRC 加固层顶面滞后应变。UcuUHP
12、FRC 极限压应变。加固前结构应力。pe无粘结预应力筋初始有效预加应力。pu无粘结预应力筋极限应力。sc1极限状态原构件受压区纵向钢筋的应力。sc2构件达到承载能力极限状态时，受拉边或受压较小边原构件纵向普通钢筋的应力。sU极限状态受压区 UHPFRC 加固层内钢筋的应力。sU2构件达到承载能力极限状态时，受拉边或受压较小边 UHPFRC 层新增纵向普通钢筋的应力。sw构件达到承载能力极限状态时，受拉边或受压较小边原构件纵向普通钢筋的应力。U2构件达到承载能力极限状态时，受压较小边 UHPFRC 的应力。4.3 几何参数有关符号 A原构件普通混凝土圆形截面面积。An新加UHPFRC和侧向钢板换
13、算得到的混凝土面积之和。Ap,e组合加固区预应力筋截面面积。Ap,i原构件预应力筋截面面积。Ar新加UHPFRC换算成原混凝土的面积。As原构件内全部纵向普通钢筋截面面积。Asb、Apb同一平面内的弯起普通钢筋、弯起预应力筋的截面面积。Asc1原构件受压区混凝土纵向钢筋的截面面积。Asc2原构件受拉区混凝土纵向钢筋的截面面积。Asp加固钢板的计算截面积，腹板加固钢板按面积的一半进行折减。AsUUHPFRC加固层内受压钢筋截面面积。AsU2受拉边或受压较小边 UHPFRC 层新增纵向普通钢筋截面积。Asw沿截面高度方向新增 UHPFRC 层内均匀布置的纵向普通钢筋截面积。As1原梁斜截面纵向普通
14、钢筋和预应力钢筋面积之和。As2新加UHPFRC外包底面钢板的面积。AUUHPFRC 层截面面积。A0原混凝土的截面面积。A sU1受压较大边 UHPFRC 层新增纵向普通钢筋截面积。asw沿截面高度方向新增 UHPFRC 层内受拉边或受压较小边均匀布置的纵向普通钢筋重心至加固后截面受压较大边的距离。as2原构件截面受拉边或受压较小边纵向普通钢筋和新增纵向普通钢筋的合力作用点至加固后截面受拉边或受压较小边的距离。a sc1原构件纵向普通钢筋重心至加固后截面受压较大边的距离。a sU1新增纵向普通钢筋重心至加固后截面受压较大边的距离。a sw沿截面高度方向新增 UHPFRC 层内受压较大边均匀布
15、置的纵向普通钢筋重心至加固后截面受压较大边的距离。DB61/T 16102022 5 B加固后截面的宽度。b原构件截面的宽度。b f上翼缘顶板宽度。dp,e组合加固区预应力筋合力点至截面受拉边缘的距离。dp,i原构件预应力合力点至截面受拉边缘的距离。dsc原构件受拉区混凝土中纵向钢筋合力点至截面受拉边缘的距离。dscc原构件受压区钢筋合力点至截面受拉边缘的距离。dsp组合加固钢板合力点至截面受拉边缘的距离。dsUUHPFRC加固层内钢筋合力点至截面受拉边缘的距离。es2轴向力作用点至加固后截面受拉边或受压较小边纵向钢筋合力点的距离。e0轴向力对加固后截面重心轴的偏心距离。h加固后截面高度。hp
16、无粘结预应力筋合力点至截面受压边缘的距离。hU增设的 UHPFRC 层厚度。hU1受压区增设的 UHPFRC 层厚度。hU2受拉区增设的 UHPFRC 层厚度。h0截面的有效高度。h2加固后截面的高度。L相邻锚具间无粘结预应力筋长度或简支梁全长。l0构件的计算长度或高度。rc原构件圆形截面的半径。rs原构件内纵向普通钢筋重心所在圆周的半径（等效钢环半径）。rsUUHPFRC 层内增设的纵向普通钢筋重心所在圆周的半径（等效钢环半径）。x截面受压区UHPFRC的等效矩形应力图高度。xbUc受拉钢筋屈服时的界限受压区高度。xbUc,s受拉钢筋先屈服时的界限受压区高度。xbUc,sp钢板先屈服时的界限
17、受压区高度。xc截面受压区高度。s斜截面上弯起普通钢筋的切线与构件纵轴线的夹角。p斜截面上弯起弯起预应力筋的切线与构件纵轴线的夹角。bUc受拉钢筋屈服时的相对界限受压区高度。bUc,s受拉钢筋先屈服时的相对界限受压区高度。bUc,sp钢板先屈服时的相对界限受压区高度。4.4 计算系数及其他有关符号 r_r_=r/(r+1)，其中r为剪力连接程度，应取新老混凝土之间的剪力连接程度和侧向钢板和新加混凝土之间连接程度的最小值。对应于圆形截面受压区混凝土和增设 UHPFRC 层截面面积的圆心角（rad）与 2 的比值。sU1构件达到承载能力极限状态时，受拉边或受压较小边新增纵向钢筋的强度利用系数，取
18、0.8。sU2构件达到承载能力极限状态时，受拉侧新增纵向钢筋的强度利用系数，取 0.8。t原构件中纵向受拉普通钢筋和增设 UHPFRC 层中纵向受拉普通钢筋的截面面积与全部纵向普 通钢筋截面面积的比值，当 大于 0.625 时，t取为 0。DB61/T 16102022 6 U构件达到承载能力极限状态时，UHPFRC 层的强度利用系数，取 0.6。Uj构件达到承载能力极限状态时，受拉边或受压较小边 UHPFRC 的强度利用系数，对于小偏心 受压构件，取 0.5；对于大偏心受压构件，取 0.6。Us构件达到承载能力极限状态时，新增纵向钢筋的强度利用系数，取 0.8。U1构件达到承载能力极限状态时
19、，受拉边或受压较小边 UHPFRC 的强度利用系数，取 0.6。utUHPFRC 层截面中，受拉区与全部截面面积的比值，取值同 t。1异号弯矩影响系数。3受压翼缘影响系数。等效矩形应力图形换算系数。0桥梁结构的重要性系数。等效塑性区段内无粘结预应筋位置处混凝土的伸长值。1荷载偏心率对截面曲率的影响系数。2构件长细比对截面曲率的影响系数，不小于 0.85。偏心受压构件轴向力偏心距增大系数。等效塑性区长度（L0）与破坏截面中性轴高度（xc）的比值，取9.5。加固后结构的应力水平指标。加固后计算截面斜裂缝范围纵向钢筋的配筋百分率。sv箍筋的配筋率。cs与原梁斜裂缝有关的修正系数。5 材料 5.1 组
20、成超高性能水泥基复合材料的水泥、砂、硅灰、水、减水剂、纤维，应符合下列要求：a)水泥应符合现行国家标准GB 175的规定，宜采用42.5级以上的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥；b)砂应采用经筛分、清洗、晾干的河砂，粒径不超过 0.5 mm，并符合 JGJ 52 的规定；c)硅灰粒径为 0.1 m0.15 m，比表面积为 15 m2/g27 m2/g，并符合 GB/T 27690 的规定；d)水应符合 JG J63 的规定；e)减水剂宜选用高性能减水剂，减水剂的添加量宜为胶凝材料（水泥+硅灰）的 3.3%，并符合GB 8076 和 GB 50119 的规定；f)纤维应满足 GB/T 39147、GB
21、T 21120 的规定。5.2 UHPFRC 的抗压强度等级应根据 100 mm 立方体抗压强度标准值划分，强度等级划分为 UC120、UC140、UC160、UC180、UC200。5.3 UHPFRC 的轴心抗拉强度等级应根据标准试件轴拉试验的弹性极限抗拉强度划分，强度等级划分为 UT7、UT8、UT9。5.4 UHPFRC 轴心抗压强度标准值 fUck和轴心抗压强度设计值 fUcd应按表 1 的规定采用，UHPFRC 轴心抗拉强度标准值 fUtk和轴心抗拉强度设计值 fUtd按表 2 的规定采用。表1 UHPFRC 轴心抗压强度 强度等级 UC120 UC140 UC160 UC180
22、UC200 fUck（MPa）84 98 112 126 140 fUcd（MPa）58 68 77 87 97 DB61/T 16102022 7 表2 UHPFRC 轴心抗拉强度 强度等级 UT7 UT8 UT9 fUtk（）MPa 7 8 9 fUtd（）MPa 5.6/K 6.4/K 7.2/K 注1：K为纤维取向系数，可根据实际测定。测定时采用相同尺寸的标准试件与实体构件中切出的试件，用两者的实际抗弯强度之比确定。注2：若无实测数据，整体纤维取向系数Kglobal可取1.25（Kglobal=标准试件的平均抗弯强度/实体切出的所有试件的平均抗弯强度），局部纤维取向系数Klocal可取
23、1.75（Klocal=标准试件的平均抗弯强度/实体切出的所有试件的最小抗弯强度）。注3：整体纤维取向系数适用于整体效应分析（如板或梁的抗弯和抗剪强度等问题），局部纤维取向系数适用于局部效应分析（如桥面板的冲切等问题）。5.5 钢材、锚固件、胶粘剂、钢板用涂料应满足 JTG 3362、JTG/T 3650、JTG/T 3651 的规定。6 基本规定 6.1 UHPFRC 组合加固适用于提升混凝土桥梁承载能力、刚度、耐久性和抗震性能。6.2 组合加固应确保界面连接可靠，加固部分与原构件混凝土变形协调、共同受力。6.3 加固设计计算应考虑结构损伤、材料劣化、新旧材料的结合性能及材料差异。材料、几何
24、参数宜采用实测结果。6.4 上部结构加固应考虑恒载增加对下部结构、基础及地基的影响，必要时应进行验算。6.5 UHPFRC 组合加固设计应制订必要的加固施工工序。6.6 UHPFRC 组合加固效应计算时，应结合施工方法，考虑二次受力的影响，满足以下规定：a)支架施工时，超高性能水泥基复合材料未达到强度设计值之前的荷载由支架承担，卸架后的新增恒载、活载和附加荷载由加固后的组合截面承担；b)无支架施工时，施工荷载和新增恒载由原结构截面承担，活载和附加荷载由加固后的组合截面承担。6.7 UHPFRC 组合加固应进行承载能力极限状态和正常使用极限状态计算，并根据需要，进行抗震极限状态设计与计算。6.8
25、 UHPFRC 组合加固计算应满足下列规定：a)截面变形符合平截面假定；b)UHPFRC 受压和受拉的应力-应变关系均取为理想弹塑性模型；c)抗弯承载力计算不计受拉区混凝土和 UHPFRC 的作用；d)加固混凝土与原梁混凝土界面、钢板与加固层界面之间无相对滑移；e)钢板应力沿板厚均匀分布；f)顶板受压区 UHPFRC 的边缘压应变达到极限压应变时，结构进入极限状态。6.9 受弯构件和受压构件正截面受压区 UHPFRC 压力计算应满足下列规定：a)正截面受压区 UHPFRC 的应力图简化为等效的矩形应力图；b)矩形应力图高度与实际受压区高度的比值，按表 3 取用；c)矩形应力图的压应力取 UHP
26、FRC 的轴心抗压强度设计值 fUcd。DB61/T 16102022 8 表3 系数 取值 UHPFRC 强度等级 UC120 UC140 UC160 UC180 UC200 0.82 0.81 0.80 0.79 0.78 6.10 偏心受压构件正截面受拉区 UHPFRC 拉力按等效矩形应力图计算，拉应力取抗拉强度设计值 fUtd的 0.5 倍。7 中小跨径混凝土梁桥组合加固 7.1 一般规定 7.1.1 中小跨径混凝土空心板、T 梁、预制装配式箱梁、整体式混凝土箱梁桥可采用 UHPFRC 组合加固方法进行抗弯、抗剪加固。7.1.2 原结构构件混凝土强度的实测值应符合下列要求：a)钢筋混凝
27、土受压构件不应低于 C25，受弯构件不应低于 C30；b)预应力混凝土构件不应低于 C40。7.1.3 对中小跨径混凝土梁桥进行横向整体性加固时，应满足下列规定：a)空心板桥的顶板、铰缝可采用 UHPFRC 进行加固，加固构造示意如图 1 所示；b)空心板可根据加固需求，在梁底铰缝处进行纵向钢板-UHPFRC 组合加固、钢板-预应力UHPFRC 组合加固，或在梁底进行横向钢板-UHPFRC 组合加固、钢板-预应力 UHPFRC 组合加固，亦可采用纵横向混合加固法。加固构造示意如图 2 所示；c)肋梁桥横向整体加固时，可对顶板进行 UHPFRC、预应力 UHPFRC 横向整体加固；对横隔板进行钢
28、板-UHPFRC 组合加固。加固构造如图 3 所示。UHPFRCUHPFRC中心线 图1 空心板铰缝加固构造示意 DB61/T 16102022 9 UHPFRCUHPFRC中心线钢板-预应力UHPFRC组合加固 a）空心板梁底局部加固构造示意 钢板-UHPFRC组合加固UHPFRC中心线UHPFRC b）空心板梁底全宽加固构造示意 图2 空心板加固构造示意 A A-剖面图UHPFRC钢板-UHPFRC组合加固中心线钢板-UHPFRC组合加固断面图横隔板横隔板植筋栓钉钢板钢筋网A大样 图3 肋梁横向整体加固示意 7.2 混凝土 T 梁桥组合加固 7.2.1 一般规定 7.2.1.1 混凝土 T
29、 梁桥可采用 UHPFRC、预应力 UHPFRC 加固顶板，钢板-UHPFRC 或钢板-预应力UHPFRC 组合加固腹板进行抗弯或抗剪加固。7.2.1.2 腹板加固应根据抗弯、抗剪加固需要采用不同的组合加固高度。T 梁加固立面布置如图 4 所示。采用 UHPFRC 加固顶板、钢板-预应力 UHPFRC 组合加固腹板的 T 梁抗弯加固构造示意如图 5 所示，抗剪加固构造示意如图 6 所示。UHPFRC抗剪组合加固UHPFRC中心线抗弯组合加固UHPFRC横隔板组合加固UHPFRC 图4 混凝土 T 梁加固立面布置示意 DB61/T 16102022 10 加固钢板预应力筋形植筋LUHPFRCUH
30、PFRC钢筋网植筋栓钉 图5 混凝土 T 梁抗弯加固构造示意 加固钢板栓钉L形植筋UHPFRC钢筋网植筋UHPFRC预应力筋 图6 混凝土 T 梁抗剪加固构造示意 7.2.1.3 UHPFRC 组合加固后的主梁应为适筋梁。7.2.2 抗弯加固 7.2.2.1 采用钢板-UHPFRC 组合加固或钢板-预应力 UHPFRC 组合加固方法对混凝土 T 梁桥进行抗弯加固时，加固高度、厚度和长度应满足构件截面抗弯承载力和抗弯刚度的要求。7.2.2.2 采用 UHPFRC 加固顶板，钢板-预应力 UHPFRC 组合加固腹板时，截面抗弯极限状态为UHPFRC 组合层应变达到极限压应变，梁下缘钢板、原梁钢筋、
31、预应力筋受拉屈服，截面相对受压区高度hxcc=应满足本文件第 7.2.2.5 条适筋梁界限破坏条件。7.2.2.3 抗弯承载能力计算时顶板钢筋应变需按平截面假定确定，受拉区腹板加固钢板按面积的一半进行折减，同时不考虑受拉区混凝土的作用。截面抗弯承载能力计算图式如图 7 所示，预应力混凝土 T梁正截面抗弯承载力应按照式（1）进行计算，UHPFRC 受压区高度应按式（2）进行计算。0dUcdfsUsUsUsc1sc1sccpd,ip,ip,isdsc2scpd,ep,ep,espdspsp()2 xMfb x hA dA dfA df A dfA dfA d+.(1)UcdfsUsUsc1sc1p
32、d,ip,ipd,ep,esdsc2spdsp=+fb xAAfAfAf AfA+.(2)DB61/T 16102022 11 p,idsccdsUsUAsUsc1Asc1fpd,iAp,ifpd,eAp,efspdAspAsUAsc1sc1sc2p,esp+spihUxchMdbfsU+sUiUcu+UcifUcdbfxfsdAsc2dp,edscdp,iAspAp,eAp,iAsc2bx0 图7 截面抗弯承载能力计算图式 7.2.2.4 应根据受拉钢筋、加固钢板的屈服顺序，确定不同的界限破坏状态和截面相对受压区高度应满足的条件。7.2.2.5 当受压区 UHPFRC 达到极限压应变时，受拉
33、钢筋与加固钢板均屈服，加固梁发生适筋破坏，截面相对受压区高度应满足下列规定：a)截面相对受压区高度需按照受拉钢筋与加固钢板的屈服顺序分情况确定。受拉钢筋与加固钢板屈服顺序的判定按照本文件 7.2.2.6 条规定执行：1）受拉钢筋先于加固钢板屈服：界限破坏状态为：受压区UHPFRC达到极限压应变的同时，钢筋已进入塑性阶段，加固钢板达到屈服，则cbUc,s，计算图式见图8。xbUc,shUcu+Ucispy+spixbUc,shUcu+Ucispy+spixbUc,shUcu+Ucispy+spisc2 图8 界限破坏状态平截面假定计算图式（受拉钢筋先屈服）根据平截面假定，此时相对界限受压区高度按
34、式（3）计算：bUc,sUcuUcibUc,sspyUcuspiUcixh+=+.(3)2）加固钢板先于受拉钢筋屈服：界限破坏状态为：受压区UHPFRC达到极限压应变的同时，加固钢板已进入塑性阶段，钢筋达到屈服，则cbUc,sp时，则必须考虑二次受力的影响。b)加固钢板与受拉钢筋屈服顺序的判定：当钢板达到屈服应变spy时，截面受压区高度为cx，则截面任一位置处的应变均可根据平截面假定求得，计算图式如图10所示。Uc+Ucisc2spy+spip,iccsU+sUisc1dscdp,ihUxchdsccdsUUc+Ucisc2spy+spip,iccsU+sUisc1dscdp,ihUxchds
35、ccdsUdp,e 图10 平截面假定计算图式 截面受压区高度按式（6）计算：UcccUccccUssUsUssc1sc1p,ep,ep,ep,ip,ip,issc2sc2spspysp()/2()/2 =+UE h bE xhbEAEAEAEAEAEA+.(6)DB61/T 16102022 13 由式（6）求出截面受压区高度cx后，按照下列规定判断加固钢板与受拉钢筋的屈服顺序：若()scspyspicspysyc2spidxh+，则钢板先于钢筋屈服。7.2.2.7 采用无粘结预应力时，可采用基于等效塑性区长度方法计算无粘结预应力筋的极限应力，计算按下列规定执行：a)计算基本假定除满足本文件
36、第 6 章规定外，还应符合以下要求：1）截面应变除无粘结预应力筋外，仍然符合平截面假定；2）忽略无粘结预应筋可能存在的微量摩擦；3）无粘结预应力筋处混凝土应变主要集中在塑性区内，忽略塑性区之外应变。b)无粘结筋的极限应力按式（7）计算：pupep/EL=+.(7)c)由平截面假定，无粘结预应力筋处的混凝土应变按式（8）计算，计算图式如图 11 所示：ppcpcuchxx=.(8)cpxchpapcuh 图11 平截面假定计算图式 d)等效塑性区内无粘结筋处混凝土变形按式（9）计算，等效塑性区计算图式如图 12 所示：()ppcp0cuccupcchxLxhxx=.(9)DB61/T 16102
37、022 14 FFLL0实际曲率等效曲率 图12 等效塑性区长度 e)无粘结预应力筋的极限应力按式（10）计算：()pupepcupc/EhxL=+.(10)7.2.2.8 采用 UHPFRC、预应力 UHPFRC、钢板-UHPFRC 组合加固方法时，可参照本节规定，进行加固后结构的抗弯承载力计算与验算。7.2.3 抗剪加固 7.2.3.1 采用钢板-UHPFRC 组合加固或钢板-预应力 UHPFRC 组合加固方法对混凝土 T 梁桥进行抗剪加固时，组合加固区域的高度、厚度及纵向长度应满足构件截面抗剪承载力和抗剪刚度要求。7.2.3.2 采用 UHPFRC 组合加固对钢筋混凝土或预应力混凝土 T
38、 梁进行抗剪加固，加固后受剪截面应满足式（11）的规定：()()300,0r0.51 10cu kVfAA+.(11)7.2.3.3 采用 UHPFRC 组合加固方法对钢筋混凝土 T 梁及预应力混凝土 T 梁进行抗剪加固，应按照式（12）对主梁斜截面抗剪承载力进行验算：3d13cu,ksvsv0n2.1683sdspdpbp3cs3sb00.964(1.964)(20.6)(0.43 10)1 12.807sin0.75 10s0.45 100.75i10nVpffAArfAfA+.(12)7.2.3.4 采用 UHPFRC、预应力 UHPFRC、钢板-UHPFRC 组合加固方法组合加固方法时
39、，可参照本节规定，进行加固后结构的抗剪承载力计算与验算。7.3 混凝土空心板桥组合加固 7.3.1 钢筋混凝土空心板桥和预应力钢筋混凝土空心板桥可采用 UHPFRC、预应力 UHPFRC、钢板-UHPFRC 及钢板-预应力 UHPFRC 组合加固方法进行抗弯加固。钢板-预应力 UHPFRC 组合加固底板构造示意如图 13 a)所示。7.3.2 混凝土空心板桥的顶板可采用 UHPFRC 进行加固，加固构造示意如图 13 b)所示。7.3.3 采用 UHPFRC 组合加固混凝土空心板桥，正截面抗弯承载力计算可参照本文件 7.2.2 的规定执行。DB61/T 16102022 15 UHPFRC钢板
40、 钢筋网预应力筋栓钉植筋 UHPFRC植筋 钢筋网预应力筋植筋钢筋网UHPFRC栓钉 a）底板组合加固构造示意 b）顶、底板组合加固构造示意 图13 钢筋混凝土空心板加固构造示意 7.4 装配式预应力混凝土组合箱梁桥组合加固 7.4.1 一般规定 7.4.1.1 装配式预应力混凝土组合箱梁桥可采用 UHPFRC、预应力 UHPFRC 加固顶板、钢板-UHPFRC或钢板-预应力 UHPFRC 组合加固腹板及底板进行抗弯、抗剪加固。7.4.1.2 腹板加固应根据抗弯、抗剪加固需要采用不同的组合加固高度。装配式预应力混凝土组合箱梁桥的加固立面布置如图 14 所示。UHPFRC抗剪组合加固UHPFRC
41、抗弯组合加固UHPFRC中心线支承中心线 图14 装配式预应力混凝土组合箱梁立面布置示意 7.4.2 抗弯加固 7.4.2.1 采用钢板-UHPFRC 或钢板-预应力 UHPFRC 组合加固方法对装配式预应力混凝土组合箱梁桥进行抗弯加固时，加固高度、厚度及长度应满足构件截面抗弯承载力和抗弯刚度的要求。同时采用UHPFRC 与钢板-UHPFRC 组合加固法对装配式预应力混凝土组合箱梁桥进行抗弯加固的构造示意如图15 所示。UHPFRC钢筋网植筋加固钢板栓钉钢筋网UHPFRC植筋 图15 装配式预应力混凝土组合箱梁抗弯加固构造示意 DB61/T 16102022 16 7.4.2.2 采用 UHP
42、FRC 组合加固装配式预应力混凝土组合箱梁，正截面抗弯承载力计算可参照本文件7.2.2 的规定执行。7.4.3 抗剪加固 7.4.3.1 采用钢板-UHPFRC 或钢板-预应力 UHPFRC 组合加固方法对装配式预应力混凝土组合箱梁桥进行抗剪加固时，加固高度、厚度及长度应满足构件截面抗剪承载力和抗剪刚度的要求。同时采用UHPFRC 与钢板-UHPFRC 组合加固法对装配式预应力混凝土组合箱梁桥进行抗剪加固的构造示意如图16 所示。植筋UHPFRC钢筋网植筋加固钢板栓钉钢筋网UHPFRC 图16 装配式预应力混凝土组合箱梁抗剪加固构造示意 7.4.3.2 采用 UHPFRC 组合加固装配式预应力
43、混凝土组合箱梁桥，斜截面抗剪承载力验算可参照本文件 7.2.3 的规定执行。7.5 整体式混凝土箱梁桥组合加固 7.5.1 抗弯加固 7.5.1.1 整体式混凝土箱梁桥可采用 UHPFRC、预应力 UHPFRC、钢板-UHPFRC 或钢板-预应力UHPFRC 组合加固方法对主梁进行抗弯加固。同时采用 UHPFRC 与钢板-预应力 UHPFRC 组合加固法对整体式混凝土箱梁桥进行抗弯加固的构造示意如图 17 所示。DB61/T 16102022 17 UHPFRC钢板-预应力UHPFRC组合加固预应力束 a）底板局部加固 UHPFRC预应力束钢板-预应力UHPFRC组合加固 b）底板全宽加固 图
44、17 混凝土整体箱梁抗弯加固构造示意 7.5.1.2 采用钢板-UHPFRC 或钢板-预应力UHPFRC 组合加固方法对整体式混凝土箱梁桥进行抗弯加固时，可在梁底腹板处增设组合加固纵肋，组合加固纵肋的宽度、长度应根据计算确定。7.5.1.3 采用 UHPFRC 组合加固整体式混凝土箱梁桥，其正截面抗弯承载力计算可参照本文件 7.2.2的规定执行。7.5.2 抗剪加固 7.5.2.1 整体式混凝土箱梁桥可采用 UHPFRC、预应力 UHPFRC、钢板-UHPFRC 或钢板-预应力UHPFRC 组合加固方法对主梁进行抗剪加固。采用钢板-UHPFRC 组合加固法对整体式混凝土箱梁桥进行抗剪加固的构造
45、示意如图 18 所示。钢板-UHPFRC组合加固 图18 混凝土整体箱梁抗剪加固构造示意 DB61/T 16102022 18 7.5.2.2 采用钢板-UHPFRC 或钢板-预应力 UHPFRC 组合加固方法对整体式混凝土箱梁桥进行抗剪加固时，组合加固区域应沿腹板高度方向布置，加固高度、厚度及长度应满足构件截面抗剪承载力和抗剪刚度的要求。7.5.2.3 采用 UHPFRC 组合加固整体式混凝土箱梁桥，其斜截面抗剪承载力验算可参照本文件 7.2.3的规定执行。7.6 构造要求 7.6.1 厚度 UHPFRC组合层的厚度宜取40 mm100 mm。7.6.2 植筋 7.6.2.1 植筋孔深可根据
46、受力和构造要求确定。7.6.2.2 植筋沿梁的纵向应交错布置。7.6.2.3 植筋沿梁纵向的最大间距不宜大于 500 mm，弯钩宜为 90 度且长度宜为 5 倍植筋直径。7.6.2.4 钻孔孔径、植筋直径、植筋与混凝土边缘距离等构造应满足 GB 50367、JGJ 145 的规定，并结合构造要求共同确定。7.6.2.5 植筋孔底距构件边缘距离不应小于植筋直径的 2 倍。7.6.3 钢筋 7.6.3.1 UHPFRC 内配置的钢筋直径取 6 mm12 mm。7.6.3.2 采用 UHPFRC 或预应力 UHPFRC 加固时，普通钢筋和预应力钢筋的净保护层厚度应不小于15 mm。7.6.4 钢板
47、7.6.4.1 钢板厚度宜选用 4 mm6 mm。7.6.4.2 钢板-UHPFRC 组合部分或钢板-预应力 UHPFRC 组合部分沿梁纵向的加固长度应根据受力计算确定，并应考虑锚固区长度和张拉预应力的空间要求。7.6.5 预应力锚固装置 7.6.5.1 预应力锚固装置可用型钢焊接而成，也可用钢板加焊加劲肋制成。锚板厚度不宜小于 16 mm。锚固装置与原结构间的局部受压承载力应满足 JTG 3362、JGJ 145 的规定。7.6.5.2 预应力锚固装置应通过锚栓与原结构紧密连接，连接构造应满足 GB 50367 的规定。7.6.5.3 锚固装置宜设置于横隔板等易于锚固与传力处。梁底、横隔板和
48、梁端的预应力锚固装置示意分别如图 19图 21 所示。连接板加劲板梁体锚栓钢绞线承力板锚具加劲板 图19 梁底预应力锚固构造示意 DB61/T 16102022 19 横隔板钢绞线锚栓锚板立面UHPFRC组合加固钢板-预应力UHPFRC组合加固钢板-预应力侧面锚板锚栓钢绞线钢板-预应力UHPFRC组合加固UHPFRC组合加固钢板-预应力 图20 横隔板预应力锚固构造示意 钢板-预应力UHPFRC组合加固UHPFRC组合加固钢板-预应力端横隔板钢绞线锚栓锚板UHPFRC组合加固钢板-预应力UHPFRC组合加固钢板-预应力侧面锚板锚栓钢绞线立面 图21 梁端预应力锚固构造示意 8 大跨度混凝土箱梁
49、桥组合加固 8.1 一般规定 大跨度混凝土箱梁桥可采用UHPFRC、预应力UHPFRC、钢板-UHPFRC或钢板-预应力UHPFRC组合加固方法恢复或提升结构的强度、刚度、抗裂性及耐久性。8.2 主梁组合加固计算 8.2.1 抗弯加固计算 8.2.1.1 大跨度混凝土箱梁桥主梁抗弯加固计算可参照本文件 7.2.2 的规定执行。8.2.1.2 大跨度混凝土箱梁正弯矩区同时采用 UHPFRC 加固顶板，预应力 UHPFRC 组合加固底板时，适筋梁相对受压区高度应按下列规定判定：a)界限破坏状态为：受压区 UHPFRC 达到极限压应变的同时，受拉钢筋达到屈服，则cbUc，计算图式见图 22；DB61
50、/T 16102022 20 syc2p,iUcu+UciccsU+sUisc1p,p,eh0dschxbUc 图22 界限破坏状态平截面假定计算图式 b)根据平截面假定，此时相对界限受压区高度按式（13）计算。bUcUcuUcibUcscsyc2UcuUcixhd+=+.(13)8.2.1.3 采用 UHPFRC 组合加固方法对大跨度混凝土箱梁负弯矩区进行加固后，其抗弯承载力应按照本文件 7.2.3 的方法进行计算。8.2.2 抗剪加固计算 8.2.2.1 采用 UHPFRC 组合加固方法对大跨混凝土箱梁进行抗剪加固，截面抗剪验算可参照本文件7.2.3 的规定执行。8.2.2.2 采用 UH