式中： D0——为使用y0年后的实测碳化深度（mm）；
C——为混凝土保护层厚度（mm）；
但是，混凝土保护层胀裂的时间tcr和纵向裂缝达到一定宽度的时间tu的确定，目前尚无用简单的表达式做定量描述，它涉及到结构的环境条件，混凝土的密实度，保护层厚度，钢筋直径、钢筋类型等多种因素的综合影响，有关钢筋腐蚀胀力模型的研究，是很多学者正在研究的课题。目前，对在役结构的耐久性评估和剩余寿命预测，大多还是依懒有经验的工程技术人员作出经验性评价和处理意见。
第二，桥梁改造加固方案设计
在对桥梁结构病害检测分析和鉴定评估的基础上，根据技术经济条件和使用要求，有针对性地制定加固方法。
一．桥梁改造加固方案设计的原则
1．分清加固的性质
根据桥梁病害检测分析和鉴定评估结果，桥梁结构加固设计应分为：承载力加固（强度加固）、使用功能加固（刚度加固）和耐久性加固等三种情况。
承载力加固是确保结构安全工作的基础，是桥梁改造加固设计的核心内容，其内容包括正截面抗弯承载力加固和斜截面抗剪承载力两部分。承载力加固应考虑分阶段受力的特点，注意新加补强材料与原结构的整体工作。
使用功能加固是确保桥梁正常工作的需要，主要是对活载变形或振动过大的构件，加大截面尺寸，增加截面刚度，以满足结构使用功能要求。
耐久性加固是指对结构损伤部位进行修复和补强，以阻止结构损伤部分的性能继续恶化，消除损伤隐患，提高结构的可靠性，提高结构的使用功能，延长结构使用寿命。
2．桥梁加固与加宽设计相结合
在公路改造设计中，很多情况下桥梁加固和加宽是同时进行的。在加宽宽度不大的情况下，尽量将加宽部分与原桥连为一体，使新旧桥共同工作，利用新加宽部分，调整原桥内力，减轻原梁负担，间接达到加固补强的目的。
3．注意各种加固补强方法的综合应用。
桥梁加固补强的方法很多，但是基本上可以划分为两大类：
第一类为改变结构体系，调整结构内力、减轻原梁负担。例如：加斜撑减少梁的跨度、简支梁改为连续结构、增加纵梁数目、调换梁位、加大新建边梁，调整横向分布系数，减轻原梁负担等。
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第二类为加大截面尺寸和配筋，加固薄弱构件。例如：粘贴钢板、加焊钢筋，粘贴高强纤维复合材料，体外预应力加固。
设计中应注意各种加固方法的综合利用，通过调整结构内力，尽量的减轻原梁的负担，将加固补强工作量压到最少。
二．典型桥梁加固方案评述
1．鞍千9号桥加固设计
设计单位：原哈尔滨建筑工程学院 实施时间：1987年
（1）原桥的基本情况和加固设计要求
鞍千9号桥位于辽宁省鞍山至千山公路上，原桥为跨径L=12m的单跨二梁式钢筋混凝土简支梁桥，设计荷载为汽—15，挂—80，桥面净空为净—7，下部结构为座落于岩盘上的沉井基础，重力式混凝土桥台。
鞍千公路扩建为二级路，路基宽度为12m，行车道宽度为9m，在桥位处道路双侧加宽，桥面净空为净－9+2×1.5m，桥梁的设计荷载提高为汽—20，挂—100。
（2）桥梁现场调查和承载力检算
现场检测发现，原梁混凝土质量良好，未有发现可见裂缝，实测混凝土强度在26Mpa以上。经检算原梁可以满足原设计荷载汽—15，挂—80的要求。但距汽—20，挂—100的要求，正截面承载力相差约15%。
查阅原设计图纸和现场实际核对，原桥为座落于岩盘上的小沉井基础，桥台混凝土质量良好，经检算认为原桥基础具有较大的超载潜力。
（3）加固设计要点
①利用原桥基础的承载潜力，采用插入锚固钢筋，加大桥台盖梁悬臂长度。 ②新加宽部分与原梁整体工作，适当加大新增主梁的截面尺寸，增加边梁刚度，调整荷载横向分布系数，减轻原梁的负担。为了加强新加宽的部分与原梁的整体工作，将原梁悬臂混凝土凿掉50cm，露出悬臂钢筋与新加宽部分桥面板钢筋焊接；在支点和跨中增设连接横梁。
③清除原桥面铺装层，全桥统一加铺10cm厚的桥面铺装混凝土，为了加强新旧混凝土之间的连接，将原桥面顶面凿成齿槽，保证新旧混凝土共同工作。计入6cm桥面铺装层参与主梁工作，即梁的有效高度增加6cm。
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150900150插入钢筋150150500150150后加盖梁悬臂后加混凝土原桥台沉井基础岩 盘 图2-1 鞍千9号桥加固方案示意图
方案评述
①该方案充分利用了原桥沉井基础的承载潜力，采用插入钢筋接长墩台盖梁悬臂，节省了大量的下部结构工量费用。
②采用加大新建边梁刚度，调整荷载横向分布系数，减轻原梁负担和桥梁铺装层参与主梁工作，增加梁的有效高度等综合措施，使原梁在不增加配筋的情况下，满足汽—20，挂—100的承载要求。
改进建议
①盖梁悬臂接长，若采用体外预应力筋或预应力锚筋技求施工更为方面，结构更为可靠。
②为保证桥面铺装混凝土与桥面板的共同工作，加强两者之间的连接，应设置锚固短键，桥面铺装层应设置双层钢筋或掺入高强复合纤维，增强混凝土的抗裂能力。
2．洪河1号桥
设计单位：原哈尔滨建筑工程学院 实施时间：1988年
（1）原桥的基本情况和加固设计要求
洪河1号桥位于黑龙江省二龙山至抚远公路，原桥为跨径8m的单跨装配式钢筋混凝土简支板梁桥，全桥由7块宽度为100cm板组成。设计荷载为汽—15，挂—80，桥面净空为净—7，下部结构为混凝土轻型桥台，扩大基础。
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二抚公路扩建为二级公路，路基宽度为12m，行车道宽度为9m，在桥位处道路双侧加宽，桥面净空为净9+2×1.5m，桥梁的设计荷载提高为汽—20，挂—100。
（2）桥梁现场调查和承载力检算
现场检测发现原梁的混凝土质量良好，经回弹测定混凝土强度在28Mpa以上。经检算原桥可以满足汽—15、挂—80的承载要求，但距汽—20，挂—100的要求正截面承载力相差的18%。
现场调查发现，原桥桥台前墙混凝土质量良好，没发现基础不均匀沉降现象。 （3）加固设计要点
①按加宽的桥面净空要求，加宽部分采用2×2块宽度为125cm的钢筋混凝土矩形板。按新加宽部分与原桥共同工作计算，靠边第2、3块板受力最大，边板基本上位于人行道下面，受力较小。为此，将原桥边板（1号和7号）块分别引至新加宽部分的最外侧位置，中间空出250cm的空隙，布置新制作的2块125cm的钢筋混凝土矩形板，新板的钢筋按受力需要配置。
②将原桥面铺装混凝土凿除，全桥统一加铺10cm的C30陶砾混凝土。为了加强新旧混凝土之间的联系，在原桥面应凿成齿槽。
③原桥桥台及基础双侧加宽，新基础部分基底设50cm的水撼砂垫层。为了加强桥台台身新旧混凝土之间的连接，在原桥台台身插入锚固短筋。 1501100旧板AB21003100900456100CD1507100旧板125125新板100100旧板125125新板原桥桥台新桥桥台锚固钢筋新桥桥台50水撼砂水撼砂 图2-2 洪河1号桥加固方案示意图(图中尺寸单位为cm) （4）方案评述与改进意见 ①采用调换梁位的方法，合理利用原板的承载潜力，最大限度的发挥新加板的作用。
②改用轻质陶砾混凝土桥面铺装，减轻桥梁恒载内力。
采用上述综合措施，在保持原梁配筋不增加的前提下，达到了汽—20，挂—100的承载要求。
③陶砾混凝土桥面铺装中应设置钢筋网或掺入适量的高强复合短纤维，提高桥面铺装的抗裂能力。
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3．坂头大桥
设计单位：交通部第一公路工程总公司设计所[4] 厦门市公路局[5] 第二次加固1999年 实施时间：第一次加固1955年 （1）原桥的基本情况及承载力评估 板头大桥位于国道324线厦门段，原桥建于1953年，其结构为四跨钢筋混凝土变高度连续T梁，外加一跨钢筋混凝土简支梁，其跨度划分及桥梁横断面如图2-3所示。 54321460号515681号4159232号2227513号R=600022604号R=300016555号1819201718h各截面高度h(单位：cm) 截面 位置 h2号58.58043221571号22432278.511320056.51 支座 180 2 跨中 80 3 支座 180 4 跨中 80 5 跨中 120 100坡头桥横断面图纵筋侧点（上：支座，下：跨中）混凝土侧点跨中挠度侧点图2-3 坂头大桥的一般构造图 原桥的设计荷载为汽—13级。国道324线厦门段改扩建工程要求将桥梁的设计荷载提高为汽—超20级。为了探讨原桥加固利用的可行性，1995年对原桥进行详细的外观检查和荷载试验。试验结果表明： ①桥梁主体结构未发现明显的破损和裂缝，混凝土质量较好，强度等级均在C25以上； ②连续梁各支点截面抗弯承载较高可以满足汽—超20的承载要求。连续梁各跨中截面抗弯承载力较低，不能满足汽—超20的要求，必需进行加固补强。 ③各跨中截面的实测挠度值，均小规范规定允许值。 （2）加固设计要点
针对原桥为变高度连续梁的特点和只需对跨中正截面抗弯承载力进行加固补强的要求，采用沿桥梁全长布置的直线型体外预应力束加固。在每个梁肋两侧跨中截面下缘处对称布置5?i15.2钢绞线，钢绞线束在梁端张拉，采用OVM锚锚固，钢绞线束采用钢套通保护。（见图2-4）
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