标准规范下载简介
CJJT239-2016城市桥梁结构加固技术规程.pdf13.1.5现有桥梁进行抗震加固时，其设防标准分为四类，
行行业标准《城市桥梁抗震设计规范》CJJ166相一致。衡量 表加固是否达到规定的设防目标，也应以现行行业标准《城市 梁抗震设计规范》CJJ166对应章节的相关规定为依据
构件受力状况均对桥梁结构的抗震性能有显著的影响。与新建桥 梁抗震设计相同，现有桥梁的抗震加固也应考虑概念设计，本条 文规定了概念设计中应遵循的一些基本原则。 1城市桥梁抗震鉴定或抗震评估结果是抗震加固设计的主 要依据。然而在抗震加固设计之前，仍应对桥梁的现状进行深入 的调查，特别查明是否存在局部损伤。对已存在局部损伤的要进 行专门分析，在抗震加固时一并处理，以便达到最佳效果。 2能力设计原理（philosophyofcapacitydesign）由新西兰 学者在20世纪70年代中期首先提出、目前已成为国际结构抗震 设计的基本原理。能力设计原理类似于电路设计中的“保险丝” 原理，其基本概念为：将结构体系分为延性构件（延性抗震设计 中充许发生塑性变形的构件）和能力保护构件（延性抗震设计中 不充许发生塑性变形的构件统称为能力保护构件，例如基础等） 通过适当的设计，使延性构件与能力保护构件之间以及延性构件
的脆性破坏模式与延性破环模式之间形成强度等级差异，从而确 保结构不发生脆性的破坏模式。 对现有梁式桥，基于能力设计原理的抗震加固方案应考虑以 下几个方面： 1）一般选择墩柱作为延性构件四川省绿建施工图审查要点(试行)（四川省住房和城乡建设厅2020年5月）.pdf，盖梁、桥台及基础等作 为能力保护构件； 2）强震作用下非隔震桥的非弹性变形主要出现在墩柱上， 盖染、节点及基础不发生塑性变形； 3）对普通支座，一般按能力保护构件设计：采用隔震支 座加固时，非弹性变形应主要出现在隔震支座上
的脆性破坏模式与延性破环模式之间形成强度等级差开，从确 保结构不发生脆性的破坏模式， 对现有梁式桥，基于能力设计原理的抗震加固方案应考虑以 下几个方面： 1）一般选择墩柱作为延性构件，盖梁、桥台及基础等作 为能力保护构件： 2）强震作用下非隔震桥的非弹性变形主要出现在墩柱上， 盖染、节点及基础不发生塑性变形： 3）对普通支座，一股按能力保护构件设计：采用隔震支 座加固时，非弹性变形应主要出现在隔震支座上。 13.1.7抗震加固的结构布置和连接构造的概念设计，直接关系 到加固后桥梁整体的综合抗震性能是否能得到应有的提高。抗震 加固设计时，根据结构的实际情况，正确处理好下列关系，是改 善结构整体抗囊性能、使加固达到有效合理的正确途径： 1改善受力状态。加固设计要防止结构构件的脆性破坏； 要避免局部加强导致刚度和承载力发生突变，加固设计要复核原 结构的薄弱位置，采取适当的加强措施，并防止薄弱部位的 转移。 2加强薄弱部位的抗震构造。对不同结构类型的连接处， 结构局部突出部位，地震反应加大。对这些薄弱部位，加固时要 采取相应的加强构造。 3考虑场地影响。针对桥梁和场地条件的具体情况，加固 后的结构要选择地震反应较小的结构体系，避免加固后地震作用 的增大超过结构抗震能力的提高。 4加强新旧构件的连接。连接的可靠性是使加固后结构整 本工作的关键，设计时要予以足够的重视。 5随着技术的进步，加固的手段和方法不断发展，当现有 桥梁的具体条件合适时，应尽可能采用新的成熟的技术，包括采 用隔震、减震技术等进行加固。 需
13.1.8针对抗震加固的特殊性，本条在施工方面提出以下
要求： 1对特殊的加固工法，应要求由具有相应资质的专业队伍 施工。 2采取有效措施，避免损伤原构件，并加强对新旧构件连 接效果的检查。 3原图纸的尺寸只是名义尺寸，加固施工前要复核实际尺 寸，作相应调整。 4注意发现原结构存在的隐惠，及时采取补救措施。 5努力减少施工对交通的影响，并采取措施防止施工安全 事故发生。
13.2地基与基础抗震加固
13.2.1地基及基础抗震加固不仅施工难度较大，而且往往花费 不菲，因此，桥梁抗震加固设计应尽量避免额外增加基础的地震 需求，以免对地基和基础进行抗震加固。桥梁在过去的破坏性地 震中极少因基础破环而倒塌，因此，需要权衡不做加固的后果 （震灾损失风险）与加固的费用。只有经鉴定确系地基承载力不 足或基础抗震能力无法满足地震需求，且采用结构系统抗震加固 借施无法奏效时，才要考虑对地基及基础进行抗震加固。地基及 基础抗震加固需十分慎重，应根据具体情况和问题的严重性，采 取因地制宜的对策，并充分考虑施工的安全性、经济性和便 利性。 地基抗震加固可简单概括为提高承载力、减少土层压缩性、 改善透水性、消除液化沉降以及改善土层的动力特性等方面。提 高承载力即通过增加土层的抗压强度来提高地基的承载力和稳定 性：减少王层压缩性即减少层的弹性变形、压密变形和上部士 层的侧向位移所引起的地基沉陷；改善透水性即采取措施使地基 不透水或减少动水压力：消除液化沉降即改变士层的组成或含水 率等，避免地震作用下时土层液化沉降；改善层的动力特性即 采取措施提高松散土层的密实度
基础抗震加固的自标是提高其承载力和倾覆抗力，前者可通 过各种基础静力补强加固方法实现，后者可通过增大基础底面 积、增加基桩等方法实现。 13.2.4若承台的弯曲强度不足，可采用增大截面法补强加固 （图8）。即可在原有承台表面、侧面等增设钢筋混凝土，并通过 植筋与原有承台连接，来提高承台的弯曲强度（主要是提高承台 抵抗负弯矩的能力。受力主筋宜布置在距离桥墩侧面一倍承台 厚度的范围内，远离桥墩的主筋所能发挥的作用较小
一般很难在承台底部增设主筋，因此，如果承台抵抗正弯矩 的能力不足，可通过增大承台厚度的方法来提高其抵抗正弯矩的 能力。若基础理深不足，也可以考虑采用预应力加固法；预应力 筋宜穿过原有承台，并尽可能靠近桥墩布置，如果施工困难，也 可从新增的钢筋混凝土中穿过，但后一种做法比前一种做法的实 际效果可能要差。 与抗弯加固相比，承台抗剪加固要困难得多，需要承台有足 够的有效深度。承台遭受地震作用时，其最大剪力出现在墩底截 面压应力合力至桩基础最大反力之间所形成的受压斜杆内（图 9），然而承台内能形成此有效抗剪机制的条件是，承台底部配有 足够数量的主筋，且锚固可靠（例如钢筋未端做成90°弯钩）。 如果承台底部受拉钢筋数量或锚固不足，或受压斜杆的倾斜角度 小于30°，则需通过增加承台厚度，设置穿过承台的竖向钢筋或
力筋（相当于增加额外的箍筋），或设置穿过承台的水平向 力筋等措施，来提高其抗剪强度（图9）
13.2.5扩大基础或桩基承台在地震作用下可能会产生摇摆，这
种摇摆可以起到一定的隔震效果。然而，如果摇摆幅度过大或可 能导致基础破坏，就需要加固，以提高其倾覆抗力。 如果桩基承台存在稳定性问题，一般采用增大承台底面积的 方法进行加固，并同时对承台进行补强。在采用增加基桩的方法 进行加固时，通常需要同时增大承台的截面尺寸
13.2.6当桩基础抗压强度或侧向抗力不足时，可采取增设连系
13.3结构系统抗震加固
13.3.1与构件抗震加固措施相比，结构系统抗震加固措施的效 果明显较优。因此，本规程推荐优先考虑结构系统抗震加固措 施，以提升桥梁结构的整体抗震性能或降低地震需求。 从桥梁抗震概念出发，宜优先考虑依下列原则进行桥梁结构 系统加固： 1上部结构连续化、轻量化。
置（如防落拉杆、抗震挡块等）限制，然而充许该装置损坏以 免传递过大地震力至桥梁墩柱，同时须提供足够的防落长度以 正落梁。
(c)伸臂梁（悬臂梁）牛腿上 图10 梁端防落梁长度定义
中臂梁（悬臂梁）牛腿
图10梁端防落梁长度定义
图11墩台帽及盖梁扩座示意图
接触面留毛；2一铺促钢筋；3一注人环氧树脂；4一混凝土；5一钢制托架 6一炭螺栓；7一预应力钢筋；8一结合面采用树脂粘结：9一预制混凝土块
定螺栓；7一预应力钢筋；8一结合面采用树脂粘结；9一预制混凝土块
图12增设混凝土块尺寸大小
1—混凝土块；2—桥墩；3—一错啶钢筋；4一注人环氧树脂； 5一混凝土；6接触面凿毛
图13增设混凝王块作用力及承载宽度示意图
钢制托架横向长度B不宜小于6+2S（图14，6为支座宽
(a)混凝土抗震挡块
(b)钢托架及抗震挡块
上部结构的接触面应设置缓冲材料：（如橡胶垫等），以降低地震 作用下的撞击力。预应力钢材、拉杆式、锁链式、拉环式等可用 于连接上、下部结构或相邻的两跨简支上部结构，其屈服强度不 宜小于支座在恒载作用下所承受的支反力的1.5倍
图17防落染装置示意图及实例
3限位装置是为限制梁墩以及梁台间的相对位移而设计的 构造装置。一般可分为与支座结合的限位装置、混凝土或钢制挡 块、剪力键等（图18）。应当指出，挡块和剪力键既可作为限位 装置，又可作为防落梁装置，其功能须视其与主梁之间的间距判
断：如紧贴梁侧无间隙设置，则视为限位装置，如容许支座滑动 后再碰撞挡块或剪力键，则视为防落梁装置。 限位装置设计可参见日本道路协会《公路桥梁抗震设计规 范》的相关规定。
13.4结构构件抗震加固
13.4.1在梁式桥的抗侧力体系中，桥墩是关键构件，其抗震性 能直接影响整个桥梁结构的抗震性能。因此，结构构件抗震加固 重点是对桥墩进行加固。 自1971年美国SanFernando地震爆发后，国内外对钢筋混 疑士墩柱的抗震性能及加固措施开展了大量的研究工作，并开发 了多种有效的抗震加固方法。自前应用较多的加固技术主要有增 大截面加固法、外包钢管加固法和粘贴纤维复合材料加固法等。 从过去的破坏性地震中桥梁震害调查发现，桥墩遭受破坏的 原因包括：抗弯或抗剪强度不足、弯曲延性不足以及纵向钢筋的 搭接或锚固性能不足等。因此，对现有桥梁的桥墩进行抗震加固 时，应针对性地采取相应的加固措施， 13.4.2、13.4.3增大截面法是一种常用的静力补强加固方法 当其用于抗震加固时，宜以提高钢筋混凝土墩柱的抗剪强度和弯 曲延性为主要自的。增大截面法通常适用的截面形式有圆形、矩 形等，加固方式可分为全截面加固和部分截面加固两种
为提高加固后钢筋混凝王墩柱的延性能力，要保证新增箍筋 对原有墩柱混凝王的药束作用；对圆形墩柱而言，这比较容易实 现，可采用密布环形箍筋或螺旋箍筋：而对于矩形或方形截面的 墩柱，除了密布箍筋外，还需要凿去原有墩柱折角处的混凝土， 并增设复合箍筋，以获得较好的约束效果。 当需要提高混凝土墩柱的抗弯强度时，新增的纵向钢筋应可 靠锚固于承台中：对多柱式桥墩，尚应同时可靠锚固于盖梁中。 若新增纵筋在承台表面处被切断，则抗弯强度不会增加。当墩柱 的抗弯强度因加固而得到提高时，原则上承合及基础也需要补强 加固，以便承受增加的弯矩、剪力及倾覆力矩。 采用增大截面法加固时，加固后桥墩按整体截面、依照现行 行业标准《城市桥梁抗震设计规范》CJJ166的规定进行抗震 踏筒
13.4.4：外包钢管加固法主要用于提高钢筋混凝土墩柱
度和弯曲延性。这种加固技术最初是针对圆柱式桥墩提出的，系 采用两块平圆形的钢管外包原有桥墩，钢管内径宜比桥墩直径大 25mm40mm，并在现场沿竖向接缝焊接成钢套，在钢套与原 桥墩间的空隙中灌注添加微膨胀剂的水泥砂浆，钢套的下端宜与 承台顶面留有50mm的间隙，以防止桥墩在地震作用下弯曲时 因钢管受压而增加截面的弯曲强度，从而避免增大基础的地震 内力。 采用外包钢管加固混凝土圆柱式桥墩，钢套可提供有效的被 动约束应力，这种被动约束应力来自于混凝受压而引起的侧向 膨胀受到钢套的限制。当钢筋混凝主桥墩发生剪切破坏、出现斜 裂缝时，也存在类似的效应。因此，钢套可视为沿墩高方向连续 设置的环向箍筋。 对于矩形截面的钢筋混凝土桥墩，若直接外包矩形钢管，星 可提高其抗剪强度，然而对原有桥墩截面混凝土的约束效果较 差，加固后的矩形桥墩可能无法获得所需的弯曲延性。为取得类 似于圆柱式桥墩的连续的约束效果，宜将矩形墩柱扩大为椭圆形
墩柱，并以椭圆形钢管套箍，矩形墩柱的四个折角处宜修整为圆 弧形或倒角形状（图19）。椭圆形钢套与原有矩形桥墩之间的较 大空隙可灌注与原桥墩同强度等级的微膨胀混凝土
图19矩形桥墩外包钢管加固示意图
RC墩柱断面：4一倒角处至少保留25m
13.4.5延性是衡量桥梁抗震性能的一个重要指标，也是实现
固（以提高延性为自的的加固简称为延性加固）的加适设计，其 设计计算公式源于桥梁延性抗震设计理论。根据桥梁延性抗震设 计理论，若已知混凝土墩柱在设计地震作用下的需求位移延性系 数（实际上也是墩柱延性加固预期要具备的目标位移延性系 数［），则可以利用约束混凝土的概念，得到延性加固所需 的钢板厚度。具体推导过程如下： 假设E2地震作用下混凝土墩柱的需求位移延性系数为M， 则有
上式中，△，为E2地震作用下墩柱的最大塑性位移（cm）；△，为墩 注的屈服位移（cm）；y为墩底截面的屈服曲率；H为悬臂墩高 度或墩底截面至反弯点的距离（cm）。 进一步可求得E2地震作用下墩底截面的最大塑性转角6 最大塑性曲率中，和最大曲率m
Ap 中= Op L m=pp十Φ
(16) (17) (18)
Lp=0.08H+0.022duf
其中，L为等效塑性铰长度（cm）；d为墩柱纵向钢筋直径 （cm）；f为墩柱纵向钢筋抗拉强度标准值（N/mm²）。 在求得墩底截面的最大曲率m后，利用平截面假定，可求 得E2地震作用下墩底截面混凝士受压区最外缘预期的最天压应 变e品（这里，上标“D”表示地震需求的含义）：
其中，C为墩底截面达到中时、中性轴至混凝土受压区最外缘的 距离。 根据约束混凝士的本构关系，计算受钢管束混凝王的抗压
强度fcc。国际上目前应用最多的约束混凝土本构关系为Man der模型，该模型经试验验证，较适用于约束良好的混凝土墩 柱。根据Mander模型，受钢管约束混凝土的抗压强度fee可由 下式计算：
上式中，为加固前无约束混凝土的抗压强度标准值 mm²）：f为外包钢管对混凝土提供的有效约束应力，且有
上式中，t为所需的钢管厚度（cm）；D为外包钢管内径（cm）； fy为外包钢管抗拉强度标准值（N/mm²）。 将式（21）代人式（20)，得
Fc = f (2. 254 /1+ 15.88fLi 4t,fy 1. 254 Dfic Dt
受钢管约束混凝王的极限压应变ec（这里，上标“C”表示 的含义）与抗压强度f之间具有如下的关系：
上式中，Esu为外包钢管的极限拉应变；ps为体积配箍率，对钢管 将p的表达式代人式（23），得
Df'cc Ecu 5.6fyEsu
在利用式（25）计算延性加固所需的钢管厚度时，需要送代
上式中，Bx与B分别为椭圆X向与Y向的半轴长度
(a）加固后截面形状
6）利用两组恩弧曲线近似圆曲线
图20外包椭圆形钢管近似计算示意图 一钢管：2一原RC矩形墩柱：3一长边角度：4一短边角度
矩形墩柱四个折角处的曲率半径r2可假设等于ri与r的平 均值。加固后形成的椭圆形截面可视为由四个圆弧组合而成，X 轴前后两个圆弧的半径rx与Y轴上下两个圆弧的半径r，可取为 如下的平均值：
(+r2) 2 (r3 +r2) 2
实际加固计算时，此两组圆弧对应截面处所需加固钢板的厚 度可分别按相同半径的圆形桥墩办理，即分别按直径为2rx和 2r，的圆形桥墩外包钢管设计所需厚度的计算流程计算。所需加 固钢板的设计厚度应由两者计算得到的较大值确定。 13.4.6外包钢管加固法用于钢筋混凝王圆柱式桥墩的抗剪加固 时，钢套的抗剪机理与箍筋的抗剪机理类似。钢套可视为截面积为
Vo =0.V.+Vs +V2
上式中，VV.和V分别为混凝土的抗剪能力贡献、横向钢
的抗剪能力贡献和外包钢管的抗剪能力贡献；中。为考虑地震作用 偶然组合引进的抗剪强度折减系数。 横向钢筋的抗剪能力贡献V和外包钢管的抗剪能力贡献Vi 可分别由下列公式计算：
AhfDcote 2 S V,=t;f,Dcoto
VfA（N为轴压力时 V。= 1.66(0.33+ N Vf.A（N为轴拉力时） 35A
13.4.10根据能力设计原理，盖梁属于能力保护构件
震作用下，盖梁应始终处于弹性反应状态。若盖梁承载力不足， 需要补强加固或采取适当的措施降低其地震内力。本条文规定了 多柱式桥墩盖梁可采用增设系梁法以降低其地震内力需求（图21）
图21增设系梁加固实例
多柱式桥墩增设系梁后，墩柱被分为上、下两段。以双柱式 桥墩为例（图22），假设反弯点均出现在各段中间，而墩柱剪力 在两段柱中是相同的：由于下段柱较长，其端部的弯矩较大，将 首先达到塑性弯矩Mci，而上段柱顶弯矩为M.h2/hi，其中h与 h2分别为下、上段柱长度，因h2 图22增设系梁前后墩柱弯矩分布示意图 1一帽梁：2一加连接梁 某公司安装工程施工组织设计图23系梁加固细部图 1一原墩柱去除保护层；2一加系梁； 增深环向箍筋：4一增设垂直向箍筋 13.4.11盖梁承载力不足，除厂可采取降低其地震内力需求的 借施外（参见本规程第13.4.10条），还可采取对盖梁直接进行 补强加固的措施，如增大截面、粘贴钢板或纤维复合材料、施加 本外预应力等（参见本规程第12.1.1条）。如使用体外预应力技 术，为防止腐蚀，宜将预应力筋置于镀锌管内并灌浆。 盖染加固后的抗弯强度和抗剪强度应足够大，以保证塑性铰 出现在墩柱柱端，且盖梁不发生剪切破坏。对上部结构与盖梁 整体浇筑的桥梁，扩大截面只能在盖梁底部施工，因此只能增加 盖梁的正弯矩强度，此种情况下可采用预应力技术，以达到同时 增加负弯矩强度与正弯矩强度的自的。 13.4.13在过去的破坏性地震中，桥台极少是因自身强度不足 而丧失功能；其最常见的破坏现象是台背填土沉陷、搭板陷落 胸墙破环等，此类破坏对于桥台结构属于可修复的轻微破坏。 而，针对土层液化、桥台基础冲刷或考虑结构系统加固时，则 一并考虑桥台加固的可行性。与基础加固类似，桥台若因承载 及稳定性不足而需加固，所需费用也不菲 GBT 39686-2020 陶瓷厚涂层的弹性模量与强度试验方法.pdf13.4.14本条文规定了用于桥台抗震加固的一些常见措施 1加厚墙身尺寸：若桥台墙身强度不足以抵挡台背填土的 土压力，则可通过增加墙身尺寸来提高其抗剪及抗弯强度。 2增加扶壁或翼墙：若桥台无法抵抗台背填士区压力开有 倾斜的可能性时，可在墙身处固接扶壁，以大幅增加其抗弯强 度：或加厚两侧翼墙，以抵抗地震力 3桥台前趾加桩：若桥台前趾无法抵抗倾覆力矩，则可通 过增设基桩来增加其稳定性。 4、台背填土区增设密排桩：透过增设密排桩以增加土层抗 剪强度，以防止土层滑动面破坏：须考虑施工时对行车的影响。 5增设地锚：可在墙身与台背填王之间增设地锚，以防止 桥台向河床侧移：地锚的固定端要深入台背填王区土层相当距离 才能发挥功用。另一种方式为系杆锚旋措施，施工时于桥台后设 置锚旋支柱，再以系杆连接锚旋支柱与桥台 6胸墙与主梁之间填充耗能材料：在桥台胸墙与主梁之间 填充弹性耗能材料，将顺桥向部分地震力传至桥台，以降低桥墩 的地震内力需求