超高性能混凝土加固桥梁技术指南 -...
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ICS 号 中国标准文献分类号 团 体 标 准 T/CHTS XXXXX-XXXX 超高性能混凝土加固桥梁技术指南 Technical Specification For Strengthening Bridge With Ultra-High Performance Concrete （征求意见稿） xxxx-xx-xx 发布 xxxx-xx-xx 实施 中国公路学会 发布
Transcript of 超高性能混凝土加固桥梁技术指南 -...
ICS号
中国标准文献分类号
团 体 标 准 T/CHTS XXXXX-XXXX
超高性能混凝土加固桥梁技术指南
Technical Specification For Strengthening Bridge With Ultra-High
Performance Concrete
（征求意见稿）
xxxx-xx-xx发布 xxxx-xx-xx实施
中国公路学会 发布
团体标准
超高性能混凝土加固桥梁技术指南
Technical Specification For Strengthening Bridge With Ultra-High
Performance Concrete
T/CHTS XXXXX-20XX
主编单位：上海市城市建设设计研究总院（集团）有限公司
发布单位：中国公路学会
实施日期：××××年××月××日
××××××(出版单位)
T/CHTS ×××××—××××
前 言
本标准是在认真总结实践经验，参考有关国内外先进标准，并在广泛征求意见的基础上
编制完成。
本标准按照《中国公路学会标准编写规则》（T/CHTS 10001）编制，主要内容包括：1.
总则；2.术语、符号；3.基本规定；4.材料；5.承载能力极限状态计算；6.正常使用极限状
态验算；7.构造要求；8.施工；9.检验与验收。
本标准实施过程中，请将发现的问题和意见、建议反馈至上海市城市建设设计研究总院
（集团）有限公司（地址：上海市浦东新区东方路 3447 号，联系方式：021-20507000，电
子邮箱：[email protected]）,供修订时参考。
本标准由上海市城市建设设计研究总院（集团）有限公司提出，受中国公路学会委托，
由上海市城市建设设计研究总院（集团）有限公司负责具体解释工作。
主编单位：上海市城市建设设计研究总院（集团）有限公司、浙江宏日泰耐克新材料科
技有限公司
参编单位：东南大学、同济大学、中路杜拉国际工程股份有限公司、广东冠生土木工程
科技有限公司、中铁大桥勘测设计院集团有限公司、北京市市政四建设工程有限责任公司、
山西省交通规划勘察设计院、福州市规划设计研究院、四川省交通运输厅公路规划勘察设计
研究院、上海罗洋新材料科技有限公司、上海天演建筑物移位工程股份有限公司
主要起草人：×××、×××、×××
主要审查人：×××、×××、×××
T/CHTS ×××××—××××
目 录
1 总则 .................................................................... 1
2 术语、符号 .............................................................. 2
2.1 术语 ................................................................. 2
2.2 符号 ................................................................. 2
3 基本规定 ................................................................ 9
3.1 一般规定 ............................................................. 9
3.2 加固基本原则 ........................................................ 10
4 材料 ................................................................... 12
4.1 超高性能混凝土 ...................................................... 12
4.2 其他材料 ............................................................ 15
5 结构计算 ............................................................... 17
5.1 一般规定 ............................................................ 17
5.2 受弯构件加固计算 .................................................... 17
5.3 受压构件加固计算 .................................................... 24
5.4 新老界面结合计算 .................................................... 34
6 构造要求 ............................................................... 36
6.1 钢筋 ................................................................ 36
6.2 超高性能混凝土层 .................................................... 36
7 施工 ................................................................... 40
7.1 一般规定 ............................................................ 40
7.2 施工准备 ............................................................ 40
7.3 施工 ................................................................ 42
7.4 特殊气候条件下施工 .................................................. 44
8 检验与验收 ............................................................. 47
8.1 一般规定 ............................................................ 47
8.2 质量检验 ............................................................ 47
8.3 质量验收 ............................................................ 48
附录 A 超高性能混凝土的拉伸试验测试 ......................................... 49
A.1 一般规定 .............................................................. 49
A.2 测试设备及构件尺寸 .................................................... 49
A.3 试件制造和准备 ........................................................ 50
A.4 测试 .................................................................. 50
A.5 强度和变形的确定 ...................................................... 51
A.6 应变强化和应变软化的确定 .............................................. 51
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超高性能混凝土加固桥梁技术指南
1 总则
1.0.1 为指导公路桥梁的超高性能混凝土加固技术，使其满足安全适用、技术可靠、
经济合理、环境保护的要求，制定本指南。
条文说明：本条规定了制定本指南制定的目的和要求，这里应说明的是，本规程作为超高性能混凝土
加固桥梁的通用规程，主要是针对为保障安全、质量、卫生、环保和维护公共利益所必须达到的最低指标
和要求作出统一的规定。至于以更高质量要求和更能满足社会生产、生活需求的标准，则应由其他层次的
标准规范，如专业性很强的行业标准、以新技术应用为主的推荐性标准和企业标准等在国家标准基础上进
行充实和提高。本指南作为超高性能混凝土加固桥梁的通用指南，要求桥梁的加固设计不但要满足安全、
适用和技术可靠等方面的因素，更应该重视经济性、耐久性和环境保护等方面的因素。
1.0.2 本指南适用于各类公路桥梁以恢复使用功能、提高承载能力、增加安全性和耐
久性为目的，采用超高性能混凝土进行桥梁加固的设计、施工与验收。
条文说明：本指南力求采用超高性能混凝土针对出现各种病害的桥梁主要承载构件进行加固，包括恢
复桥梁使用功能、提高承载能力、增加结构安全性及耐久性等方面的设计。
1.0.3 超高性能混凝土加固桥梁的设计与施工除应符合本指南的规定外，尚应符合国
家相关现行技术标准的规定。
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2 术语、符号
2.1 术语
2.1.1 超高性能混凝土 Ultra-High Performance Concrete
以水泥和矿物掺合料等活性粉末材料、细骨料、外加剂、高强度微细钢纤维和/或有机
合成纤维、水等原料生产的纤维增强细骨料混凝土，简称超高性能混凝土（Ultra-High
Performance Concrete）。
2.1.2 应变强化 Strain hardening
材料在达到弹性极限强度后拉应力随着变形增大而增大的力学性能特性。
2.1.3 应变软化 Strain softening
材料在达到抗拉强度后拉应力连续减小的力学性能特性。
2.1.4 钢纤维 Steel fiber
用钢质材料加工制成的短纤维。
2.1.5 钢纤维体积率 Steel fiber volume fraction
在超高性能混凝土中，钢纤维所占的体积百分数。
2.1.6 植筋 Bonded rebars
以专用的结构胶黏剂将带肋钢筋或螺杆锚固于基材中。
2.1.7 原构件 Existing structure member
桥梁实施加固前的原有构件。
2.2 符号
2.2.1 材料性能有关符号
Utuf ——超高性能混凝土的极限抗拉强度；
Utef ——超高性能混凝土的弹性极限抗拉强度；
Ucdf ——超高性能混凝土的抗压强度设计值；
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Uckf ——超高性能混凝土的抗压强度标准值；
Utudf ——超高性能混凝土的抗拉强度设计值；
Utukf ——超高性能混凝土的抗拉强度标准值；
sdf ——普通钢筋抗拉强度设计值；
sdUf ——超高性能混凝土层中普通钢筋的抗拉强度设计值；
UE ——超高性能混凝土的弹性模量；
sE ——钢筋的弹性模量；
svdf ——箍筋的抗拉强度设计值；
cd1f ——原构件混凝土轴心抗压强度设计值；
'
sd1f ——原构件纵向钢筋抗压强度设计值；
'
sd2f ——新增超高性能混凝土层纵向钢筋抗压强度设计值；
'
sdc1f ——原构件截面受压较大边纵向普通钢筋抗压强度设计值；
'
sdU1f ——构件达到承载能力极限状态时，受压较大边超高性能混凝土层新增纵向普通
钢筋的抗压强度设计值；
sdc2f ——原构件截面受拉侧纵向普通钢筋抗拉强度设计值；
sdU2f ——构件达到承载能力极限状态时，受拉侧超高性能混凝土层新增纵向普通钢筋
的抗拉强度设计值；
sd2f ——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；
svf ——结合面配置的箍筋或植筋抗拉强度设计值。
sdc2f ——原构件截面受拉侧纵向普通钢筋抗压强度设计值；
sdU2f ——构件达到承载能力极限状态时，受拉侧超高性能混凝土层新增纵向普通钢筋
的抗压强度设计值。
2.2.2 作用和作用效应有关符号
csV ——钢筋混凝土的极限抗剪承载力设计值；
UV ——超高性能混凝土的极限抗剪承载力设计值；
UM —超高性能混凝土层极限弯矩；
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dN ——第二阶段轴向力组合设计值；
dM ——相应于轴向力 dN 的第二阶段弯矩组合设计值；
U2 ——构件达到承载能力极限状态时，受压较小边超高性能混凝土的应力值；
s2 ——在达到承载能力极限状态时，新增纵向钢筋的应力；
Uc ——构件达到承载能力极限状态时，受压较大边超高性能混凝土的应力值；
sU1 ——构件达到承载能力极限状态时，受压较大边超高性能混凝土层新增纵向普通
钢筋的应力值；
sU2 ——构件达到承载能力极限状态时，受拉边或受压较小边超高性能混凝土层新增
纵向普通钢筋的应力值；
Ucc ——超高性能混凝土的徐变应变；
Uel ——超高性能混凝土的弹性应变；
sU ——加固后新增超高性能混凝土中钢筋的应变；
Utu ——极限抗拉强度对应的应变；
sc ——加固后原构件中钢筋的应变；
Uc ——加固后新增超高性能混凝土的压应变；
sc1 ——原构件受压区混凝土中钢筋的应变；
U ——加固后新增超高性能混凝土的拉应变；
U2 ——新增超高性能混凝土的应变，应根据平截面假定进行计算；
s2 ——新增纵向钢筋'
s2A 的应变，应根据平截面假定进行计算；
F ——新浇筑超高性能混凝土 对模板的最大侧压力；；
dV ——加固后最大剪力组合设计值；；
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
力值；
N ——结合面上法向作用力（N）。
2.2.3 几何参数有关符号
Ul ——受弯超高性能混凝土构件的参考长度；
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Uh ——增设的超高性能混凝土层厚度；
sUA ——加固后超高性能混凝土层中纵向钢筋的横截面积；
scA ——原构件中混凝土受拉区钢筋的横截面积；
ch ——原构件截面的高度；
U0h ——超高性能混凝土构件的厚度；
x ——加固后构件截面混凝土受压区计算高度；
scd ——原构件混凝土受拉区钢筋到受压区边缘的距离；
sccd ——原构件混凝土受压区钢筋到受压区边缘的距离；
sUd ——加固后超高性能混凝土层中钢筋到受压区边缘的距离；
Ud ——加固后超高性能混凝土层静力高度；
sc1A ——原构件受拉区混凝土中纵向钢筋的横截面积；
sc2A ——原构件受压区混凝土中纵向钢筋的横截面积；
'
s1A ——原构件中纵向普通钢筋的截面面积；
U2A ——新增超高性能混凝土的截面面积；
'
s2A ——新增纵向普通钢筋的截面面积；
wb ——腹板厚度；
s2e ——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sU2A 和 sc2A 合力点的
距离；
s1e ——轴向力作用点至加固后截面受压较大边纵向钢筋sU1A 和 sc1A 合力点的距离；
0e ——轴向力对加固后截面重心轴的偏心距；
sU1A ——受压较大边超高性能混凝土层新增纵向普通钢筋截面积；
sU2A ——受拉边或受压较小边超高性能混凝土层新增纵向普通钢筋截面积；
2h ——加固后截面的高度；
0h ——加固后构件截面受拉边或受压较小边纵向普通钢筋sU2A 和 sc2A 截面重心至受压
较大边缘的距离；
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s1a ——原构件截面受压较大边边纵向普通钢筋 sc1A 和新增纵向普通钢筋sU1A 的合力作
用点至加固后截面受压较大边的距离；
s2a ——原构件截面受拉边或受压较小边纵向普通钢筋 sc2A 和新增纵向普通钢筋sU2A 的
合力作用点至加固后截面受拉边或受压较小边的距离。
b ——原构件截面的宽度；
B ——加固后截面的宽度；
svA ——结合面上同一竖向截面配置的箍筋各肢总截面面积或植筋总截面面积；
vS ——箍筋或植筋间距；
H ——超高性能混凝土侧压力计算位置处至新浇超高性能混凝土顶面的总高度；
c1A ——原构件混凝土截面面积；
cA ——结合面面积；
sA ——结合面上同一竖向截面植筋总截面面积；
su ——钢筋的最小净保护层厚度；
s ——钢筋直径；
'
s1e ——轴向力作用点至加固后截面受压较大边纵向钢筋'
sU1A 和'
sc1A 合力点的距离；
x ——加固后构件截面混凝土受压区计算高度；
'
sU1A ——受压较大边超高性能混凝土层新增纵向普通钢筋截面积；
'
s1a ——原构件截面受压较大边边纵向普通钢筋'
sc1A 和新增纵向普通钢筋'
sU1A 的合力作
用点至加固后截面受压较大边的距离；
'
sU1a ——新增纵向普通钢筋'
sU1A 重心至加固后截面受压较大边的距离；
'
sc1a ——原构件纵向普通钢筋'
sc1A 重心至加固后截面受压较大边的距离；
'
sUA ——超高性能混凝土层中新增纵向普通钢筋的截面面积。
2.2.4 计算系数及其他有关符号
U ——超高性能混凝土的分项系数；
t ——考虑荷载作用持续性的系数；
fU1 ——考虑受压 UHPFRC 小变形能力的系数；
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fU2 ——考虑受压构件的结构响应系数；
K ——与纤维方向有关系数；
hU ——考虑了纤维分布方向上构件厚度的影响系数；
t——时间；
0t ——从加载开始计算的超高性能混凝土期龄；
t——无限大的持续时间；
0U(t,t ) ——徐变系数；
0U, (t,t ) ——最终徐变系数；
0 ——桥梁结构的重要性系数；
——混凝土剪压区简化破坏准则斜率；
——混凝土剪压区简化破坏准则截距；
a ——剪跨长度；
c ——斜裂缝水平投影长度；
——组合梁广义剪跨比；
v ——箍筋配筋率；
s ——纵筋配筋率；
——轴心受压构件稳定系数；
——偏心受压构件轴向力偏心距增大系数；
gU ——超高性能混凝土的重力密度；
N ——承载力系数；
c ——原构件混凝土强度提高系数；
U ——超高性能混凝土强度利用程度的系数；
s2 ——新增纵向钢筋'
s2A 的强度利用程度的系数；
U1 ——构件达到承载能力极限状态时，受拉边或受压较小边的超高性能混凝土强度利
用程度的系数；
sU1 ——构件达到承载能力极限状态时，受拉边或受压较小边的新增的纵向钢筋'
sU1A
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的强度利用程度系数；
sU2 ——构件达到承载能力极限状态时，受拉侧新增的纵向钢筋sU2A 的强度利用程度
系数；
Uj 1 、 ——等效矩形应力图形换算系数。
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3 基本规定
3.1 一般规定
3.1.1 采用超高性能混凝土材料对桥梁进行加固可用于下列情况：
1 提高桥梁构件的承载能力；
2 增加桥梁构件的刚度；
3 提高桥梁构件的耐久性。
条文说明：采用超高性能混凝土加固桥梁技术是通过在原有桥梁结构基础上增设超高性能混凝土层来
提高原有构件的承载力、刚度和耐久性。跟传统增大截面法等类似加固技术对比，超高性能混凝土加固桥
梁技术在不明显增加桥梁结构的自重的前提下，可有效提高结构的承载能力，并且增设的超高性能混凝土
层可作为一层致密且具有一定变形能力的保护层，对结构耐久性有极大的提高，特别适合在严苛环境下的
混凝土桥梁结构。
3.1.2 采用超高性能混凝土进行桥梁加固，应按下列要求进行两阶段受力计算：
1 新增超高性能混凝土层达到规定龄期的强度标准值之前，按原构件截面进行计算，荷
载应考虑加固时包括原构件自重在内的恒载、超高性能混凝土层自重以及施工荷载；
2 新增超高性能混凝土层达到规定龄期的强度标准值后，按加固后的整体截面进行计
算，荷载应考虑包括加固后构件自重在内的恒载、二期作用的恒载及使用阶段的可变作用。
条文说明：桥梁结构的恒载作用比较大，采用超高性能混凝土加固桥梁技术时，应考虑桥梁结构实际
上是分阶段受力，本指南将桥梁结构采用超高性能混凝土加固技术的施工过程分为两个受力阶段进行计算：
第一阶段是以原构件截面受力的结构计算；第二阶段是以加固后构件截面受力的结构计算。
3.1.3 超高性能混凝土加固桥梁结构宜采用增设超高性能混凝土层或增设配筋超高
性能混凝土层进行承载能力加固，如图 3.1.3 所示；加固方式可在结构上表面进行摊铺，或
者在结构下部或侧面支模后进行灌注施工。
条文说明：超高性能混凝土加固桥梁结构可分为两种情况：（1）基于提高桥梁结构耐久性和使用寿命
为主的加固；（2）基于提高桥梁结构承载力为主的加固。综合加固方案的经济性，前者可采用不配筋超高
性能混凝土层以降低厚度和材料使用量，后者宜采用配筋超高性能混凝土层，充分利用钢筋和超高性能混
凝土的协同受拉作用，以提高结构承载能力。
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（a）增设超高性能混凝土层 （b）增设配筋超高性能混凝土层
图 3.1.3 增设超高性能混凝土层加固
3.1.4 在受拉区采用超高性能混凝土进行承载能力加固时，应采用应变强化型超高性
能混凝土材料，并宜采用配筋超高性能混凝土进行加固。
条文说明：在受拉区采用超高性能混凝土进行承载能力加固时，推荐采用配筋的应变强化型超高性能
混凝土，可充分利用超高性能混凝土在拉伸变形达到 1000 微应变之前密不透水的特点，充分发挥钢筋的抗
拉强度，同时可满足结构的正常使用极限状态的最大裂缝宽度验算的要求。
3.1.5 可采用超高性能混凝土材料进行耐久性加固，耐久性加固时可采用应变强化型
超高性能混凝土材料，也可采用应变软化型超高性能混凝土材料。采用应变软化型超高性能
混凝土材料时应考虑受到约束后超高性能混凝土的收缩开裂问题。
条文说明：采用应变强化型超高性能混凝土材料可将约束变形转化为不可视的多点分布微裂纹，并且
微裂纹会较快自愈，不会明显降低抗渗性和耐久性，因此对于应变强化型超高性能混凝土材料进行耐久性
加固时，不需要考虑受到约束后的收缩开裂问题。
3.2 加固基本原则
3.2.1 钢筋混凝土梁在承载能力不足时，可采用增设超高性能混凝土层或增设配筋超
高性能混凝土层进行加固。
1 受弯承载力不足时，可在梁底或梁顶、底同时增设超高性能混凝土层进行加固；
2 斜截面受剪承载力不足时，可在梁顶或梁顶、底同时增设超高性能混凝土层进行加固；
3 受剪承载力不足时，可在腹板增设超高性能混凝土层。
3.2.2 钢筋混凝土立柱受压承载力不足时，可采用周边增设超高性能混凝土层进行加
固。
1 圆形立柱可采用环向增设超高性能混凝土层或配筋超高性能混凝土层进行加固；
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2 矩形立柱可采用单侧或两侧增设超高性能混凝土层或增设配筋超高性能混凝土层进
行加固，增设时需要考虑超高性能混凝土层与原结构的结合方式。
3.2.3 可采用增设超高性能混凝土层的方式提高桥梁结构的耐久性。
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4 材料
4.1 超高性能混凝土
4.1.1 超高性能混凝土的组分和制备方法宜符合现行国家标准《活性粉末混凝土》
GB/T 31387 的相应要求。
条文说明：材料组分通常由水泥、硅灰、石英粉、石英砂、减水剂等组成。可含有矿物掺和料如粉煤
灰、磨细高炉矿渣、石灰石粉等，也可添加适合的无机颜料。原材料基本要求宜参照现行国家标准《活性
粉末混凝土》 GB/T 31387 中有关原材料的规定执行，允许使用非硅质粉体材料和骨料，不限制粉体材料
和骨料中的二氧化硅含量。粉体材料与骨料，在保证无放射性、无有害成分的前提下，鼓励选用工业固体
废料。材料进场时应对其品种、级别、包装及出厂日期等进行检查，并应对其主要性能指标按照现行国家
标准《活性粉末混凝土》GB/T 31387 进行复检，材料质量必须符合该标准的要求。
4.1.2 超高性能混凝土强度等级应按边长为 100mm 立方体试件的抗压强度标准值确
定。超高性能混凝土的极限抗拉强度 Utuf ，弹性极限抗拉强度 Utef 以及极限抗拉强度对应的
应变 Utu 应按附录 A 进行测定。
条文说明：超高性能混凝土的立方体抗压强度的测试可参照现行国家标准《普通混凝土力学性能试验
方法标准》GB/T 50081，试件尺寸为 100mm×100mm×100mm 的立方体试件，抗压强度试验值均不应乘
以尺寸换算系数。
4.1.3 超高性能混凝土可分为应变强化型和应变软化型，其分类方法应按附录 A 确
定。
条文说明：应变强化指当拉应力超过弹性极限抗拉强度后，拉应力随应变增大而不下降的现象。应变
软化指当拉应力超过弹性极限抗拉后，拉应力随应变增大而缓慢下降的现象，具体分类标准详见附录 A。
4.1.4 超高性能混凝土的轴心抗压强度标准值 fUck 应按表 4.1.4 采用。
表 4.1.4 超高性能混凝土抗压强度标准值（MPa）
强度等级
强度种类 U 120 U 140 U 160 U 180 U 200
fUck 120 140 160 180 200
条文说明：超高性能混凝土的立方体抗压强度标准值应大于 120MPa。
4.1.5 超高性能混凝土的抗压强度设计值可按下式进行计算：
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t fU1 fU2 UckUcd
U
ff
= （4.1.5）
式中：
Ucdf ——超高性能混凝土的抗压强度设计值（MPa）；
Uckf ——超高性能混凝土的抗压强度标准值（MPa）；
U ——超高性能混凝土的分项系数。对于不配筋结构， U 1.4 = ；对于配筋超高性能
混凝土和预应力超高性能混凝土结构， U 1.3 = ；
t ——考虑荷载作用持续性的系数， t 1.0 = 。偶然荷载作用下，如撞击或爆炸，系数
t 1.0 ，具体数值可通过试验进行确定。
fU1 ——考虑受压 UHPFRC 小变形能力的系数，fU1 0.85 = ；
fU2 ——考虑受压构件的结构响应系数，fU2 0.67 = ；
条文说明：抗压测试标准值与设计标准值之间的换算，由结构设计规范而定，通常受配筋、荷载持续
作用、结构响应度等因素影响。
4.1.6 超高性能混凝土的抗拉强度标准值 fUtuk 应大于 7.0Mpa，fUtuk 的确定方法应符
合附录 A 的规定。
条文说明：抗拉性能是超高性能混凝土的基本性能。超高性能混凝土应满足最低抗拉强度的要求。
4.1.7 超高性能混凝土的抗拉强度设计值可按下式进行计算：
t hU k UtukUtud
U
ff
= （4.1.7）
式中：
Utudf ——超高性能混凝土的抗拉强度设计值（MPa）；
Utukf ——超高性能混凝土的抗拉强度标准值（MPa）；
hU ——考虑了纤维分布方向上构件厚度的影响系数，按图 4.1.7 取值；
k ——与纤维方向有关系数，取决于构件尺寸和制造工艺。采用 UHPC 进行整体计算
分析时（如板或超静定结构的计算分析），取为 1.0；采用 UHPC 进行局部计算分析时（如
锚固区受力等局部计算分析），取为 0.85。
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ηhU
0.8
1.0
50 100hU（mm）
图 4.1.7 考虑构件厚度的系数
其余符号同前。
条文说明：根据超高性能混凝土应用情况的不同，会有不同的分项系数。
4.1.8 超高性能混凝土的弹性模量宜根据现行国家标准《活性粉末混凝土》GB/T
31387 的相应规定进行测试。
4.1.9 超高性能混凝土的塌落扩展度等工作性能指标宜根据加固施工工艺要求进行
确定。需要进行灌注施工的超高性能混凝土，其塌落扩展度指标初始值应大于 600mm；扩
展度的测试方法应符合现行国家标准《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》GB/T 50080
的规定。
条文说明：塌落扩展度值表征非限制状态下新拌超高性能混凝土的流动性，是检验超高性能混凝土自
密实性能的重要指标。对于自密实、大流态的 超高性能混凝土拌合物，可采用坍落扩展度来评价其工作性。
4.1.10 超高性能混凝土的收缩和徐变计算可按下列规定计算：
1 90℃高温蒸汽养护后，超高性能混凝土的收缩应变可取 0 ，徐变系数可取为 0.2；
2 不进行高温蒸汽养护的超高性能混凝土，在受小于 40%平均抗压强度的荷载时，由
于徐变产生的变形可通过弹性变形由下式确定；当受压强度大于材料平均抗压强度的 40%
时，需进行具体研究，并通过试验测定。
Ucc U 0 Uel(t) (t, )t = (4.1.10-1)
0U 0 U, 0
0
( )(t, ) (t, )
( )
a
a
t tt t
t t b
−=
− + (4.1.10-2)
式中：
Ucc ——超高性能混凝土的徐变应变；
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15
Uel ——超高性能混凝土的弹性应变；
最终徐变系数U, 0( , )t t
和系数 a、b 是时间的函数，可按表 4.1.10 采用。
表 4.1.10 最终徐变系数和系数 a、b
0t (天) U, 0( , )t t a b
4 1.2 0.6 3.2
7 1.0 0.6 4.5
28 0.9 0.6 10
3 当超高性能混凝土拉应力Ut Utef 时，徐变产生的变形可根据本条第 2 款确定。
当拉应力Ut Utef ＞ 时，需考虑荷载效应对徐变的影响。
4 对于未受热处理的超高性能混凝土，总收缩值可通过龄期 t 计算得到：
U ( ) U
c
t ds t s e +
= (4.1.10-3)
系数 2.48c = − ， 0.86d = − ，最终收缩值U =0.6 ~ 0.8s ‰。
5 当超高性能混凝土产品采用外加剂或其他措施来降低其收缩值时，其收缩值应根据
产品实测的收缩值进行确定
条文说明： 超高性能混凝土 的总收缩为自收缩与干燥收缩之和。自收缩与干燥收缩的机理相同，区
别仅在于前者源于内部自生干燥，后者是水分散失引起干燥。超高性能混凝土 的水/胶比和水/灰比非常低，
故内部自生干燥出现较早、干燥程度较大，所导致的自收缩也相对较早较大；与此同时，可供蒸发损失的
水分较少，故干燥收缩较小。日本的研究显示，当水/胶比介于 0.23 ~ 0.17 时，总收缩中 80%以上来源于
自收缩。采用湿热养护，超高性能混凝土 的自收缩可较快完成。90℃高温蒸汽养护后，恒温 48h，可视为
收缩完成，体积稳定。
普通混凝土降低自收缩或收缩补偿的方法也适用于 超高性能混凝土。研究和工程实践证明，采用内养
护技术、使用减缩剂、使用膨胀剂等，对减小 超高性能混凝土 收缩是有效的。但在选择使用这些技术、
方法和材料之前，需要试验评估它对 超高性能混凝土 力学性能的影响。
4.2 其他材料
4.2.1 普通钢筋应采用热轧 HPB300、HRB400、HRBF400、RRB400 和 HRB500 钢
筋。普通钢筋的力学性能指标可按现行行业标准《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计
规范》JTG 3362 取用。
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16
条文说明：虽然本指南是用于指导老桥结构的加固，但考虑到钢筋的市场主流型号，仍然根据现行的
国家标准进行钢筋材料的选择，即淘汰了 335MPa 级热轧带肋，采用 300MPa 级光圆钢筋取代 235MPa 级
光圆钢筋，并增加 500MPa 的热轧带肋钢筋。钢筋的力学性能则可按照现行的行业标准《公路钢筋混凝土
及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG 3362 取用。
4.2.2 预应力筋可选用钢绞线、钢丝或精轧螺纹钢筋。预应力筋的力学性能指标可按
现行《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG 3362)取用。
条文说明：本指南是用于指导老桥结构的加固，考虑到工程中预应力技术使用的便捷，可采用预应力
螺纹钢筋作为预应力筋。
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17
5 结构计算
5.1 一般规定
5.1.1 采用超高性能混凝土材料进行加固时，应考虑分阶段受力，在超高性能混凝土
材料与原结构（构件）未有效结合前，其恒载（包括新增加的材料重量）应由原结构截面承
担；在超高性能混凝土材料达到设计强度，与原结构有效结合后，应以组合截面承担荷载。
条文说明：结构的材料处于弹性阶段，偏安全地不考虑内力重分布。
5.1.2 各个受力阶段的计算，截面变形应符合平截面假定。
条文说明：结构在材料的弹性阶段工作，应符合虎克定律。
5.1.3 结构加固后的承载能力，应以新增超高性能混凝土材料或原结构中钢筋的强度
设计值进行控制。
条文说明：在极限状态下，新增超高性能混凝土材料的应力由其应变确定，依平截面假定求得应变后，
再乘以弹性模量求得新增超高性能混凝土材料的应力值。当原截面材料达到设计值时，新增超高性能混凝
土材料应力为最大，依次控制新增超高性能混凝土材料用量。
5.2 受弯构件加固计算
5.2.1 采用超高性能混凝土进行受弯构件加固可分为在截面受压区或截面受拉区增
设超高性能混凝土层进行加固，也可采用在截面受拉区和截面受压区同时增设超高性能混凝
土层进行加固。
条文说明：钢筋混凝土和预应力混凝土受弯构件超高性能混凝土加固桥梁技术加固主要有两种，即在
截面受压区增设现浇超高性能混凝土层和在截面受拉区增设现浇超高性能混凝土层。两者都是通过增设现
浇超高性能混凝土材料层来增大正截面高度，进而提高正截面抗弯承载力和刚度。
5.2.2 在受拉区采用超高性能混凝土进行加固时，抗弯承载能力应按下式进行计算
（图 5.2.2）：
0 d sdU sU sU scc Utud U U scc
sd sc sc scc cd1 scc
( ) ( )
0.85( ) 0.85 ( )
2
M f A d d f h b d d
xf A d d f bx d
− + −
+ − − − （5.2.2-1）
T/CHTS ×××××—××××
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Utud U sd sU sd sc
cd10.85
f h b f A f Ax
f b
+ += （5.2.2-2）
0.85f cd1bx
f sdAsc
f sdUAsU
x
dsc
c
hU
hC
AsU
Asc
f UtudhUb
M d
dsc d
U dsU
图 5.2.2 受拉区增设超高性能混凝土层受弯构件的抗弯承载力计算图式
式中：
0 ——桥梁结构的重要性系数，按照现行行业标准《公路钢筋混凝土及预应力混凝土
桥涵设计规范》JTG 3362 的规定采用；
sdf ——原构件中普通钢筋的抗拉强度设计值（MPa）；
cd1f ——原构件混凝土轴心抗压强度设计值（MPa）；
Utudf ——超高性能混凝土的抗拉强度设计值（MPa）；
sUA ——加固后超高性能混凝土层中抗弯钢筋的横截面积（mm2）；
scA ——原构件中混凝土受拉区钢筋的横截面积（mm2）；
sdUf ——超高性能混凝土层中普通钢筋的抗拉强度设计值（MPa）；
Uh ——增设的超高性能混凝土层厚度（mm）；
ch ——原构件截面的高度（mm）；
x ——加固后构件截面混凝土受压区计算高度；
b ——构件截面的宽度（mm）；
scd ——原构件受拉钢筋至受压区边缘的距离（mm）；
sccd ——原构件受压钢筋至受压区边缘的距离（mm）；
sUd ——加固后超高性能混凝土层中钢筋至受压区边缘的距离（mm）；
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19
Ud ——增设的超高性能混凝土层截面重心至受压区边缘的距离（mm）。
5.2.3 在受压区采用超高性能混凝土进行加固时，抗弯承载能力应按下式进行计算
（图 5.2.3）：
U0 d cc U U c scc
Uc cc U U Uc scc
cc U c UU c scc
sU s sU sU sc sc1 s sc1 sc scc
( )2
( 2( )
2 3
( ) 2( )( + )
2 3
+ ( ) ( )
hM h E B h d
h E B hh d
x h E B x hh h x d
E A d d E A d d
+ −
− + + −
− −+ + − −
− + −
）
（5.2.3-1）
b U c sccx h h d= + −（ ） （5.2.3-2）
sc2Uc
U c scc
=x
h h d x
+ − − （5.2.3-3）
U sc2cc
U c scc
( )=
x h
h h d x
−
+ − − （5.2.3-4）
U c sU sc2sU
U c scc
[ ]=
x h h d
h h d x
− + −
+ − −
（ ） （5.2.3-5）
U sc2sc1
U c scc
( )=
x h
h h d x
−
+ − − （5.2.3-6）
sdsc2
s
=f
E （5.2.3-7）
Uc hU/2EUB
f sdAsc2
EsAsU
EsAsc1
dsc
dsc
c
dsU
hU
x
AsU
Asc1
Asc2
hC
sU
sc1 cc (x-hU)/2EcB
cc+( )
sc1 cc sU
Uc
sc2
图 5.2.3 受压区增设超高性能混凝土层受弯构件的抗弯承载力计算图式
式中：
cc ——原构件受压区边缘混凝土的应变，应根据平截面假定进行计算；
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20
Uc ——加固后新增超高性能混凝土的压应变，应根据平截面假定进行计算，并符合
Uc Ucd Uf E ；
Ucdf ——超高性能混凝土的抗压强度设计值（MPa）；
UE ——超高性能混凝土的弹性模量（MPa）；
sE ——钢筋的弹性模量（MPa）；
cE ——原构件混凝土的弹性模量（MPa）；
sU ——加固后新增超高性能混凝土中钢筋的应变，应根据平截面假定进行计算，并符
合sU sdU sf E ；
sdUf ——超高性能混凝土层中普通钢筋的抗拉强度设计值（MPa）；
sc1 ——原构件受压区混凝土中钢筋的应变，应根据平截面假定进行计算；
sc2 ——原构件受拉区混凝土中钢筋的应变，应根据平截面假定进行计算；
b ——受弯构件截面增大后的相对界限受压区高度，可根据原构件混凝土强度等级和
截面受拉区钢筋种类，按照现行行业标准《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规 JTG
3362 取用；
sUA ——加固后超高性能混凝土层中纵向钢筋的横截面积（mm2）；
sc1A ——原构件受拉区混凝土中纵向钢筋的横截面积（mm2）；
sc2A ——原构件受压区混凝土中纵向钢筋的横截面积（mm2）；
Uh ——增设的超高性能混凝土层厚度（mm）；
ch ——原构件的截面高度（mm）；
x ——加固后构件截面混凝土受压区计算高度（mm）；
scd ——原构件混凝土受压区钢筋到受拉区边缘的距离（mm）；
sccd ——原构件混凝土受拉区钢筋到受拉区边缘的距离（mm）；
sUd ——加固后超高性能混凝土层中钢筋到受压区边缘的距离（mm）。
条文说明：在受压区增设超高性能混凝土层的受弯构件，其极限状态可能会发生四种情况：（1）界面
粘结破坏；（2）受拉区钢筋屈服；（3）受压区普通混凝土屈服；（4）受压区超高性能混凝土屈服。界面粘
结破坏应在设计中避免，受压区普通混凝土或超高性能混凝土的屈服属于脆性破坏，在设计中也应该避免；
理想的破坏形态是受压区钢筋的屈服，本条公式即根据受拉区钢筋的屈服推导而得。
T/CHTS ×××××—××××
21
在受压区增设超高性能混凝土层一般是以原构件作为支撑，因此应按连接段受力的组合受弯构件分两
阶段进行计算。两阶段受力组合受弯构件的截面相对界限受压高度值与相应整体截面的界限受压高度值并
不相同，尤其对于增设超高性能混凝土层的组合构件，但考虑到增设的超高性能混凝土层较薄，参考现行
行业标准《公路桥梁加固设计规范》JTG/T J22，偏安全的取为整浇梁的界限受压区高度。
5.2.4 截面受拉区和截面受压区同时增设超高性能混凝土层进行加固时，可根据本指
南第 5.2.2 条和第 5.2.3 条的规定，按受力平衡计算得到。
条文说明：对于组合梁的抗弯极限承载力的计算，是基于本指南编制组以及洛桑联邦理工学院研究小
组进行的超高性能混凝土-混凝土组合断面梁的弯曲试验结果。本指南编制组通过超高性能混凝土-混凝土
组合梁的弯曲性能试验，验证组合截面在弯曲过程中的平截面假定准则。然后基于截面平截面假定建立超
高性能混凝土-混凝土组合梁的抗弯平衡方程，建立了组合梁的抗弯承载力计算模型。在超高性能混凝土-
混凝土组合梁破坏模态方面，本指南编制组研究了高应变强化型超高性能混凝土与钢筋的协同受力机理及
其对组合结构破坏形态、裂缝开展、极限承载力的影响。根据试验方案，建立有限元分析模型并与试验数
据进行对比分析，并结合国内外研究成果，建立了组合结构受弯承载力计算方法，此方法具有比较高的准
确度以及一定的安全储备。计算模型中，相关系数与现行行业标准《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵
设计规范》JTG 3362 保持一致。
5.2.5 在受拉区采用超高性能混凝土进行加固时，抗剪承载能力应按下式进行计算
（图 5.2.5-1）：
U csV V V= + （5.2.5-1）
UU
MV
a c=
− （5.2.5-2）
cs w 0 cd1V b h f= + （5.2.5-3）
其中：
V svd V svd cd1
cd1 cd1
3.24 1.8 6(2 ) / ( 1)
f f fH
H f f H
= + + + + （5.2.5-4）
Utuds sd
0
Uf hH f
h= + （5.2.5-5）
2
U Utud w U
1
2M f b h= （5.2.5-6）
式中：
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22
csV ——钢筋混凝土的极限抗剪承载力设计值（N）；
UV ——超高性能混凝土的极限抗剪承载力设计值（N）；
UM ——超高性能混凝土层极限弯矩（N·mm）；
——混凝土剪压区简化破坏准则斜率，使用 = -0.191；
——混凝土剪压区简化破坏准则截距，建议使用 =0.095；
a ——剪跨长度（mm）；
c ——斜裂缝水平投影长度（mm），计算参见现行行业标准《公路钢筋混凝土及预应力
混凝土桥涵设计规范》JTG3362；
——组合梁广义剪跨比；
wb ——腹板厚度（mm）；
0h ——加固后构件截面受拉边或受压较小边纵向普通钢筋sU2A 和 sc2A 截面重心至受压
较大边缘的距离；
ch ——原构件截面的高度（mm）；
Utudf ——超高性能混凝土的抗拉强度设计值（MPa）；
v ——箍筋配筋率；
s ——纵筋配筋率；
svdf ——箍筋的抗拉强度设计值（MPa）；
sdf ——普通钢筋抗拉强度设计值（MPa）；
cd1f ——原构件混凝土轴心抗压强度设计值（MPa）；
Uh ——增设的超高性能混凝土层厚度（mm）。
T/CHTS ×××××—××××
23
（a）
（b）
图 5.2.5-1 超高性能混凝土层位于受拉区梁的抗剪模型
（a）简支梁抗剪模型；（b）悬臂梁抗剪模型
条文说明：对于组合梁的抗弯极限承载力的计算，是基于本指南编制组进行的超高性能混凝土-混凝土
组合断面简支梁剪切试验和洛桑联邦理工学院研究小组进行的超高性能混凝土-混凝土组合断面悬臂梁的
剪切试验结果。利用极限平衡理论建立超高性能混凝土-混凝土组合梁的“隔离体”的平衡方程，超高性能
混凝土-混凝土组合梁的承载力由三部分提供：混凝土受压区、箍筋以及超高性能混凝土层，建立了组合梁
的抗剪计算模型。在超高性能混凝土层破坏模态方面，结合了本指南编制组提出的“单塑性铰”和瑞士规范
提出的“双塑性铰”破坏形式（见图 5.2.5-2）。混凝土受压区的破坏准则，依照国内外规范关于抗拉强度与抗
压强度之间的关系进行线性回归，并且根据 409 片无腹筋梁与 156 片有腹筋梁的实验结果进行对比（王景
全，2013），使用该种破坏准则具有比较高的准确度以及一定的安全储备。计算模型中，混凝土剪压区的高
度、斜裂缝的投影长度、剪跨比以及配筋率等参数的计算均是基于国内规范以及相关研究结果，并且与现
行行业标准《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG3362 保持一致。
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24
（a）
（b）
图 5.2.5-2 破坏形式
（a）简支梁“单塑性铰”破坏形式；（b）悬臂梁“双塑性铰”破坏形式
5.3 受压构件加固计算
5.3.1 采用超高性能混凝土进行受压构件加固可分为在截面双侧或构件周边增设超
高性能混凝土层进行加固。
条文说明：考虑到在本指南编制组进行的超高性能混凝土加固受压构件试验中，未加固试件的破坏荷
载 400kN, 普通混凝土加固组试件的破坏荷载平均值为 490kN, 超高性能混凝土加固组试件的破坏荷载平
均值为 509kN。试验结果显示，单侧加固构件承载力中超高性能混凝土无优势；对小偏心受压构件受拉侧
和受压侧进行双侧超高性能混凝土加固试件的破坏荷载与未加固试件的破坏荷载相比，提高了 101%，超高
T/CHTS ×××××—××××
25
性能混凝土四面加固小偏心受压试件的破坏荷载提高了 360%~429%；超高性能混凝土四面加固大偏心受压
构件的破坏荷载比未加固试件的破坏荷载提高了 539%；所以本条提出宜采用超高性能混凝土加固的一般形
式。
5.3.2 对轴心受压构件，沿构件周边增设超高性能混凝土层进行加固，加固后构件的
正截面受压承载力应按下列公式计算：
( )' ' ' '
0 d c cd1 c1 sd1 s1 U Ucd U2 s2 sd2 s20.9N f A f A f A f A + + + (5.3.2)
式中：
dN ——第二阶段轴向力组合设计值（N）；
——轴心受压构件稳定系数；
cd1f ——原构件混凝土轴心抗压强度设计值（MPa）；
'
sd1f ——原构件纵向钢筋抗压强度设计值（MPa）；
c1A ——原构件混凝土截面面积（mm2）；
'
s1A ——原构件中纵向普通钢筋的截面面积（mm2）；
U2A ——新增超高性能混凝土的截面面积（mm2）；
'
s2A ——新增纵向普通钢筋的截面面积（mm2）；
Ucdf ——超高性能混凝土的抗压强度设计值（MPa）；
'
sd2f ——新增超高性能混凝土层纵向钢筋抗压强度设计值（MPa）；
c ——原构件混凝土强度提高系数，建议圆形截面取 c 1.5 = ，矩形截面取c 1.1 = ；
U ——超高性能混凝土强度利用程度的系数，建议取 0.6；
s2 ——新增纵向钢筋'
s2A 的强度利用程度的系数，建议取 0.8。
条文说明：式 5. 3. 2 中的系数是综合考虑可能存在新增混凝土和新增受压钢筋的强度利用程度降低而
取的折减系数值，s2
取 0.8，该值是参照现行国家标准《混凝土结构加固设计规范》GB 50367 制定的。系
数c
主要是考虑周边增设超高性能混凝土对原构件混凝土的约束作用，原构件混凝土三向受压，使得混凝
土强度提高。系数U
根据本指南编制组进行的超高性能混凝土加固轴压构件的试验，在构件破坏时超高性
能混凝土加固层平均应力大约是其强度的 70%~80%，且考虑实际构件的二次受力，所以建议取 0.6。
5.3.3 对于双侧增设超高性能混凝土层加固的矩形截面偏心受压构件，加固后正截面
T/CHTS ×××××—××××
26
承载力应按下列公式进行计算：
1 小偏压时
( ) ' ' ' '
0 d cd1 U1 U1 Ucd U1 sdc1 sc1 sU1 sdU1 sU1
sc2 sc2 sU2 sU2 sU2 U2 U2
N f b x h f bh f A f A
A A h b
− + + +
− − − (5.3.3-1)
( )
( ) ( )
U10 d s2 cd1 U1 0 U1 U1 Ucd U1 0
' ' ' ' ' ' U2sdc1 sc1 0 sc1 sU1 sdU1 sU1 0 sU1 U2 U2 s2
2 2
2
hxN e f b x h h h f bh h
hf A h a f A h a h b a
− − − + −
+ − + − + −
(5.3.3-2)
( )
( ) ( )
U1cd1 U1 s2 0 U1 U1 Ucd U1 s2 0
' ' ' ' ' U2sU2 sU2 sU2 sc2 sc2 s2 sU1 sdU1 sU1 sdc1 sc1 s1 U2 U2 s2 s2
2 2
2
hxf b x h e h h f bh e h
hA A e f A f A e h b e a
− − + + + − +
= + − + + − +
(5.3.3-3)
2s2 0 s2
2
he e a= + − (5.3.3-4)
' '2s1 0 s1
2
he e a= − + (5.3.3-5)
式中：
dN ——第二阶段轴向力组合设计值（N）；
s2e ——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sU2A 和 sc2A 合力点
的距离（mm）；
'
s1e ——轴向力作用点至加固后截面受压较大边纵向钢筋'
sU1A 和'
sc1A 合力点的距离
（mm）；
0e ——轴向力对加固后截面重心轴的偏心距（mm）， 0 d de M N= ；
dM ——相应于轴向力 dN 的第二阶段弯矩组合设计值（N·mm）；
x ——加固后构件截面混凝土受压区计算高度（mm）；
cd1f ——原构件混凝土轴心抗压强度设计值（MPa）；
Ucdf ——超高性能混凝土的抗压强度设计值（MPa）；
'
sdc1f ——原构件截面受压较大边纵向普通钢筋抗压强度设计值（MPa）；
'
sdU1f ——构件达到承载能力极限状态时，受压较大边超高性能混凝土层新增纵向普通
钢筋的抗压强度设计值（MPa）；
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27
'
sU1A ——受压较大边超高性能混凝土层新增纵向普通钢筋截面积；
sU2A ——受拉边或受压较小边超高性能混凝土层新增纵向普通钢筋截面积；
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
应力值（MPa），按平截面假定计算，sc2 sd2f ；
sU2 ——构件达到承载能力极限状态时，受拉边或受压较小边超高性能混凝土层新增
纵向普通钢筋的应力值（MPa），按平截面假定计算，sU2 sd2f ；
U2 ——构件达到承载能力极限状态时，受压较小边超高性能混凝土的应力值（MPa），
按平截面假定计算；
2h ——加固后截面的高度（mm）；
b ——原构件截面的宽度（mm）；
0h ——加固后构件截面受拉边或受压较小边纵向普通钢筋sU2A 和 sc2A 截面重心至受
压较大边缘的距离（mm），0 2 s2h h a= − ；
——偏心受压构件轴向力偏心距增大系数；
'
s1a ——原构件截面受压较大边边纵向普通钢筋'
sc1A 和新增纵向普通钢筋'
sU1A 的合力
作用点至加固后截面受压较大边的距离（mm）；
s2a ——原构件截面受拉边或受压较小边纵向普通钢筋 sc2A 和新增纵向普通钢筋sU2A
的合力作用点至加固后截面受拉边或受压较小边的距离（mm）。
'
sU1a ——新增纵向普通钢筋'
sU1A 重心至加固后截面受压较大边的距离（mm）；
'
sc1a ——原构件纵向普通钢筋'
sc1A 重心至加固后截面受压较大边的距离（mm）；
U1 ——构件达到承载能力极限状态时，受拉边或受压较小边的超高性能混凝土强度
利用程度的系数，建议取 0.5；
sU1 ——构件达到承载能力极限状态时，受拉边或受压较小边的新增的纵向钢筋'
sU1A
的强度利用程度系数，建议取 0.8。
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28
hU1
hU2
hC
αsU1 f sdU1AsU1
αU1 f UcdhU1b' '
U2hU2bσ
sU2AsU2σαsU2
η
Nu
h2/
2
sc2Asc2x f sdc1Asc1
'
b
'Asc1'
x
es2
σ
f cd1b(x-hU1)
e0
h2
Asc2
'AsU1
AsU2
'es
1
图 5.3.3 双侧增设超高性能混凝土层小偏心受压构件正截面抗压承载力计算图式
2.大偏压时
( ) ' ' ' '
0 d cd1 U1 U1 Ucd U1 sdc1 sc1 sU1 sdU1 sU1
sdc2 sc2 sU2 sdU2 sU2
N f b x h f bh f A f A
f A f A
− + + +
− − (5.3.3-6)
( )
( ) ( )
U10 d s2 cd1 U1 0 U1 U1 Ucd U1 0
' ' ' ' ' '
sdc1 sc1 0 sc1 sU1 sdU1 sU1 0 sU1
2 2
hxN e f b x h h h f bh h
f A h a f A h a
− − − + −
+ − + −
(5.3.3-7)
( )
( ) ( )
U1cd1 U1 s2 0 U1 U1 Ucd U1 s2 0
' ' ' ' '
sdc2 sc2 sU2 sdU2 sU2 s2 sU1 sdU1 sU1 sdc1 sc1 s1
2 2
hxf b x h e h h f bh e h
f A f A e f A f A e
− − + + + − +
= + − +
(5.3.3-8)
式中：
sdc2f ——原构件截面受拉侧纵向普通钢筋抗拉强度设计值（MPa）；
sdU2f ——构件达到承载能力极限状态时，受拉侧超高性能混凝土层新增纵向普通钢筋
的抗拉强度设计值（MPa）；
sU2 ——构件达到承载能力极限状态时，受拉侧新增的纵向钢筋sU2A 的强度利用程度
系数，建议取 0.8。
其余符号意义同式 5.3.3-1~式 5.3.3-5。
T/CHTS ×××××—××××
29
Nu
h2/
2f sdc2Asc2
xb
'Asc1x
es2 f cd1b(x-hU1)
e0
h2
Asc2
'AsU1
AsU2
hU1
hU2
hC
αsU1 f sdU1AsU1
αU1 f UcdhU1b' '
f sdU2AsU2αsU2
η
'es
1
f sdc1Asc1' '
图 5.3.4 双侧增设超高性能混凝土层大偏心受压构件正截面抗压承载力计算图式
3.当 U1x h 时
0 d U1 Ucd sdc2 sc2 sU1 sdU2 sU2N f bx f A f A − − (5.3.3-9)
0 d s2 U1 Ucd 02
xN e f bx h
−
(5.3.3-10)
( )U1 Ucd s2 0 sdc2 sc2 sU1 sdU2 sU2 s22
xf bx e h f A f A e
− + = −
(5.3.3-11)
式中符号意义同式 5.3.3-1~式 5.3.3-5。
条文说明： 关于超高性能混凝土双侧加固偏心受压构件，加固后正截面承载力计算，有以下几点说明：
（1）偏心受压构件正截面承载力计算假定之一是，在承载能力极限状态下，取原构件截面受压较大边
缘混凝土压应变达到极限压应变 cu 0.0033 = 和原构件的纵向受拉钢筋极限拉应变能达到 0.01，本条中的加
固计算公式均建立在上述计算假定上。这里没有取新增超高性能混凝土压应变达到极限压应变，主要是考
虑到，在本指南编制组试验中，超高性能混凝土加固小偏压试件破坏时，测得最大压应变约为 1600~1800με，
压应力较大侧的超高性能混凝土没有达到强度，试验破坏表现为原构件混凝土被压坏；加之实际加固后构
件截面受压较大边缘的新增超高性能混凝土存在压应变滞后，同时也鉴于此，系数 U1 取 0.5。
（2）对于超高性能混凝土加固大偏压构件，受拉侧超高性能混凝土开裂后退出了工作，所以没考虑受
拉侧超高性能混凝土对承载力的贡献。
（3）当 U1x h 时，受压侧原构件钢筋和超高性能混凝土层内钢筋都近中性轴，应力都很小，所以忽
略受压侧钢筋的贡献。
（4）超高性能混凝土加固偏心受压构件，截面受压较大边新增纵向普通钢筋应力较大，容易出现新增
纵向普通钢筋受压局部屈曲现象，因此，加固设计时很重要的是超高性能混凝土层新增钢筋与原构件钢筋
的牢固连接等，应满足本指南第 6 章的构造要求。
T/CHTS ×××××—××××
30
5.3.4 对于周边增设超高性能混凝土层加固的矩形截面偏心受压构件，加固后正截面
承载力应按下列公式进行计算：
1.小偏压时
( )
( ) ( )
' ' ' '
0 d c cd1 U1 U1 Ucd U1 sdc1 sc1 sU1 sdU1 sU1
sc2 sc2 sU2 sU2 sU2 U2 U2 Uj Ucd U2 2
1
1
2
N f b x h f bh f A f A
xA A h b f B b x B b h
− + + +
− − − + − − − −
(5.3.4-1)
( )
( ) ( )
( ) ( )
U10 d s2 c cd1 U1 0 U1 U1 Ucd U1 0
' ' ' ' ' ' U2sdc1 sc1 0 sc1 sU1 sdU1 sU1 0 sU1 U2 U2 s2
2 1Uj Ucd 0 U2 2 s2
1
2 2
2
/1
2 2 3
hxN e f b x h h h f bh h
hf A h a f A h a h b a
h xx xf B b x h B b h a
− − − + −
+ − + − + −
− + − − − − − −
(5.3.4-2)
( ) ( )
( ) ( )
( )
U1c cd1 U1 s2 0 U1 U1 Ucd U1 s2 0 Uj Ucd s2 0
' ' ' ' ' U2sU2 sU2 sU2 sc2 sc2 s2 sU1 sdU1 sU1 sdc1 sc1 s1 U2 U2 s2 s2
2U2 2 s2
1
2 2 2
2
/1
2
hx xf b x h e h h f bh e h f B b x e h
hA A e f A f A e h b e a
h xxB b h e
− − + + + − + + − − +
= + − + + + −
−+ − − −
1s2
3a
+
(5.3.4-3)
2s2 0 s2
2
he e a= + − (5.3.4-4)
' '2s1 0 s1
2
he e a= − + (5.3.4-5)
式中：
dN ——第二阶段轴向力组合设计值（N）；
s2e ——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sU2A 和 sc2A 合力点
的距离（mm）；
'
s1e ——轴向力作用点至加固后截面受压较大边纵向钢筋'
sU1A 和'
sc1A 合力点的距离
（mm）；
0e ——轴向力对加固后截面重心轴的偏心距（mm）， 0 d de M N= ；
dM ——相应于轴向力 dN 的第二阶段弯矩组合设计值（N·mm）；
x ——加固后构件截面混凝土受压区计算高度（mm）；
T/CHTS ×××××—××××
31
cd1f ——原构件混凝土轴心抗压强度设计值（MPa）；
Ucdf ——超高性能混凝土的抗压强度设计值（MPa）；
'
sdc1f ——原构件截面受压较大边纵向普通钢筋抗压强度设计值（MPa）；
'
sdU1f ——构件达到承载能力极限状态时，受压较大边超高性能混凝土层新增纵向普通
钢筋的抗压强度设计值（MPa）；
'
sU1A ——受压较大边超高性能混凝土层新增纵向普通钢筋截面积（mm2）；
sU2A ——受拉边或受压较小边超高性能混凝土层新增纵向普通钢筋截面积（mm2）；
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
应力值（MPa），sc2 sd2f ；
sU2 ——构件达到承载能力极限状态时，受拉边或受压较小边超高性能混凝土层新增
纵向普通钢筋的应力值（MPa），sU2 sd2f ；
U2 ——构件达到承载能力极限状态时，受压较小边超高性能混凝土的应力值（MPa）；
2h ——加固后截面的高度（mm）；
0h ——加固后构件截面受拉边或受压较小边纵向普通钢筋sU2A 和 sc2A 截面重心至受
压较大边缘的距离（mm），0 2 s2h h a= − ；
——偏心受压构件轴向力偏心距增大系数；
'
s1a ——原构件截面受压较大边边纵向普通钢筋'
sc1A 和新增纵向普通钢筋'
sU1A 的合力
作用点至加固后截面受压较大边的距离（mm）；
s2a ——原构件截面受拉边或受压较小边纵向普通钢筋 sc2A 和新增纵向普通钢筋sU2A
的合力作用点至加固后截面受拉边或受压较小边的距离（mm）。
'
sU1a ——新增纵向普通钢筋'
sU1A 重心至加固后截面受压较大边的距离（mm）；
'
sc1a ——原构件纵向普通钢筋'
sc1A 重心至加固后截面受压较大边的距离（mm）；
U1 ——构件达到承载能力极限状态时，受拉边或受压较小边的超高性能混凝土强度
利用程度的系数，建议取 0.6；
sU1 ——构件达到承载能力极限状态时，受拉边或受压较小边的新增的纵向钢筋'
sU1A
T/CHTS ×××××—××××
32
的强度利用程度系数，建议取 0.8。
B b、 ——加固后截面的宽度（mm）和原构件截面的宽度（mm）；
c ——原构件混凝土强度提高系数，矩形截面建议取c 1.1 = ；
Uj 1 、 ——等效矩形应力图形换算系数，取值见表 5.3.4。
表 5.3.4 等效矩形应力图形换算系数
强度等级
系数 U 120 U 140 U 160 U 180 U 200
Uj 0.93 0.92 0.90 0.87 0.85
1 0.76 0.73 0.71 0.70 0.68
b
'Asc1x
es2
σ
f cd1b(x-hU1)
e0
Nu
sc2Asc2
x
αU1 f UcdhU1b' '
U2hU2bσ
sU2AsU2σαsU2
η
h2
Asc2
'AsU1
AsU2
hU1
hU2
hC
h2/
2
αsU1 f sdU1AsU1 αUj f Ucd(B-b)x
12
U2 (B-b)(h2-x/β1)
B
'es
1
f sdc1Asc1' '
σ
U2σ
图 5.3.5 周边增设超高性能混凝土层小偏心受压构件正截面抗压承载力计算图式
2.大偏压时
( )
( ) ( )
' ' ' '
0 d c cd1 U1 U1 Ucd U1 sdc1 sc1 sU1 sdU1 sU1
Uj Ucd sdc2 sc2 sU2 sdU2 sU2 Utud 2
1
0.25
N f b x h f bh f A f A
xf B b x f A f A f B b h
− + + +
+ − − − − − −
(5.3.4-6)
( )
( ) ( ) ( )
( )
U10 d s2 c cd1 U1 0 U1 U1 Ucd U1 0
' ' ' ' ' '
sdc1 sc1 0 sc1 sU1 sdU1 sU1 0 sU1 Uj Ucd 0
2 1Utud 2 s2
1
2 2
2
/0.25
2
hxN e f b x h h h f bh h
xf A h a f A h a f B b x h
h xxf B b h a
− − − + −
+ − + − + − −
− − − − −
(5.3.3-7)
T/CHTS ×××××—××××
33
( ) ( )
( ) ( )
( )
U1c cd1 U1 s2 0 U1 U1 Ucd U1 s2 0 Uj Ucd s2 0
' ' ' ' '
sdc2 sc2 sU2 sdU2 sU2 s2 sU1 sdU1 sU1 sdc1 sc1 s1
2 1Utud 2 s2 s2
1
2 2 2
/0.25
2
hx xf b x h e h h f bh e h f B b x e h
f A f A e f A f A e
h xxf B b h e a
− − + + + − + + − − +
= + − +
− + − − − +
(5.3.4-8)
式中：
sdc2f ——原构件截面受拉侧纵向普通钢筋抗拉强度设计值（MPa）；
sdU2f ——构件达到承载能力极限状态时，受拉侧超高性能混凝土层新增纵向普通钢筋
的抗拉强度设计值（MPa）；
sU2 ——构件达到承载能力极限状态时，受拉侧新增的纵向钢筋sU2A 的强度利用程度
系数，建议取 0.8。
Utudf ——超高性能混凝土的抗拉强度设计值（MPa）。
其余符号意义同式 5.3.4-1~式 5.3.4-5。
Nu
h2/
2
f sdc2Asc2
x
es2 f cd1b(x-hU1)
e0
αsU1 f sdU1AsU1
αU1 f UcdhU1b' '
f sdU2AsU2αsU2
η
b
'Asc1x
h2
Asc2
'AsU1
AsU2
'es
1
hU1
hU2
hC
αUj f Ucd(B-b)x
0.25f Utd(B-b)(h2-x/β1)
B
f sdc1Asc1' '
图 5.3.6 周边增设超高性能混凝土层大偏心受压构件正截面抗压承载力计算图式
3.当 U1x h 时
( ) ( )0 d U1 Ucd sdc2 sc2 sU1 sdU2 sU2 Uj Ucd Utud 2
1
0.25x
N f bx f A f A f B b x f B b h
− − + − − − −
(5.3.4-9)
( )
( )
0 d s2 U1 Ucd 0 Uj Ucd 0
2 1Utud 2 s2
1
2 2
/0.25
2
x xN e f bx h f B b x h
h xxf B b h a
− + − −
− − − − −
(5.3.4-10)
T/CHTS ×××××—××××
34
( )
( ) ( )
U1 Ucd s2 0 Uj Ucd s2 0
2 1sdc2 sc2 sU1 sdU2 sU2 s2 Utud 2 s2 s2
1
2 2
/0.25
2
x xf bx e h f B b x e h
h xxf A f A e f B b h e a
− + + − − +
− = − + − − − +
(5.3.4-11)
式中符号意义同式 5.3.4-6~式 5.3.4-8。
条文说明： 关于超高性能混凝土周边加固偏心受压构件，加固后正截面承载力计算，有以下几点说明：
（1）在周边加固中，原构件混凝土是三向受压，虽然延性好些，但考虑原构件混凝土聚集的能量在四
面约束失效后会立即释放，所以，在承载能力极限状态下，取原构件截面受压较大边缘混凝土压应变达到
极限压应变 cu 近似为 0.0033。
（2）在本指南编制组进行的超高性能混凝土周边加固偏心受压构件的试验中，超高性能混凝土加固小
偏压试件破坏时，压应力较大侧的超高性能混凝土观察到压碎的现象，但是桥梁一般采用带载加固，恒载
作用较大且不可能大部份卸除而由原构件承受，所以，系数U1 取 0.6。
（3）超高性能混凝土周边加固偏心受压构件，在近 N 侧和远 N 侧设置钢筋 sU1A 和 sU2A ，在另两侧边
也设置构造钢筋，在本条公式中两侧边的超高性能混凝土对承载力的贡献参考自现行湖南省地方标准《活
性粉末混凝土结构技术规程》DBJ 43/T 325 中的计算图式。
（4）加固设计时，超高性能混凝土层新增箍筋或纵向钢筋与原构件钢筋的牢固连接等构造，应满足本
指南第 6 章的要求。
5.4 新老界面结合计算
5.4.1 超高性能混凝土层与原构件之间结合面的抗剪承载力应按下式计算：
0 d N cd1 c s sd s sd cd0.7 0.6 1.85V f A N A f A f f + + + （5.4.1）
式中：
dV ——加固后最大剪力组合设计值（N）；
cd1f ——原构件混凝土轴心抗压强度设计值（MPa）；
cA ——结合面面积（mm2）；
N ——结合面上法向作用力（N）；
sdf ——结合面植筋抗拉强度设计值（MPa）；
T/CHTS ×××××—××××
35
sA ——结合面上同一竖向截面植筋总截面面积（mm2）；
N ——承载力系数，建议凿毛处理时取 0.02，短钢筋焊接时取 0.07。
条文说明：超高性能混凝土加固混凝土构件最重要的是新老混凝土的结合面的抗剪承载力计算与构造，
进而保证新老混凝土共同工作。结合面抗剪承载力主要包括，超高性能混凝土和原构件混凝土结合面的粘
结力、结合面上法向作用力贡献的摩擦力、剪切摩擦力和钢筋销栓作用。
对于系数 N ，考虑结合面凿毛处理结合面上粘结力较小且离散，所以 N 取 0.02。当界面采用短钢筋
焊接构造处理时，把焊接短钢筋的贡献计算在粘结力这项，因为短钢筋焊接需要露出相应的钢筋，此时结
合面凹凸不平，凹处超高性能混凝土是对结合面抗剪有利，同时短筋焊接的焊缝计算困难，就把短钢筋焊
接当做构造在粘结力这项计算它的贡献。其余系数参考其余系数参考《装配式混凝土建筑结构技术规程》
DBJ 15-107-2016、BS EN 1992-1-1:2004，Eurocode2 规范和 fib Model Code for Concrete Structures 2010 规范
确定。同时，经本指南编制组进行的超高性能混凝土与普通混凝土界面抗剪试验验证，公式 5.4.1 计算结果
偏于安全。
5.4.2 在受压区增设超高性能混凝土层时，当超高性能混凝土与普通混凝土的结合面
上不配置抗剪钢筋时，其结合面抗剪承载力应满足下式要求：
0 d
0
0.45V
bh
（MPa） (5.4.2-1)
当同一竖向截面配置不少于 0.3 v
sd
bS
f（以 mm2 计）的竖向结合钢筋时，超高性能混凝土
与普通混凝土的结合面抗剪承载能力应满足下式要求：
0 d
0
2V
bh
（MPa） (5.4.2-2)
条文说明：本条参照现行行业标准《公路桥梁加固设计规范》JTG/T J22 制定。
T/CHTS ×××××—××××
36
6 构造要求
6.1 钢筋
6.1.1 采用配筋超高性能混凝土进行加固时，钢筋直径 s 应取 8～20mm。
条文说明：本条对加固构件截面超高性能混凝土层新增纵向受力钢筋与箍筋提出要求。同时，最小的
配筋率需满足《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004)的相关规定。
6.1.2 钢筋的最小净保护层厚度 us一般为 15mm。对于地表模板工程，可降低至 10mm
或最大纤维长度。采用先张法预应力超高性能混凝土结构进行加固时，预应力筋的最小保护
层厚度应为两倍的钢丝或钢绞线直径。
6.1.3 钢筋或预应力筋的净距应大于 20mm 或 1.5 倍的纤维长度。
6.1.4 受拉区的锚固长度，对于带肋钢筋和屈服强度为 500MPa 的钢筋网，基本锚固
长度应大于 10 倍的钢筋直径φs。
条文说明：本条为防止加固钢筋因发生锚固破坏而丧失粘结作用。
6.1.5 承受疲劳荷载的构件中的钢筋应避免焊接。预应力筋的锚固或者连结段应放置
在低疲劳应力的区域。
6.2 超高性能混凝土层
6.2.1 加固时，超高性能混凝土层的厚度宜取 20～300mm 范围。
条文说明：超高性能混凝土加固桥梁技术加固混凝土构件时，对新浇筑的超高性能混凝土层混凝土必
须在施工中能够实现设计要求的结构，根据超高性能混凝土层加固的经验，对新浇筑的超高性能混凝土层
的最小厚度提出要求。
对受压区加固受弯构件，现浇超高性能混凝土材料层厚度不能过大，防止原构件的截面受拉钢筋“应
力超前”现象加剧。
6.2.2 增设超高性能混凝土层时，原构件混凝土表面宜进行凿毛处理。除此外，尚宜
采取种植剪切销钉（钢筋）或将加固层新增钢筋与原构件钢筋采用短筋连接等措施。
条文说明：超高性能混凝土加固桥梁技术加固设计时应对原构件的表面处理提出要求，以保证超高性
T/CHTS ×××××—××××
37
能混凝土层与旧普通混凝土的共同作用。
加固工程中常采用构件表面凿毛、砂轮机或高压水喷射打毛及人工凿沟槽等方法，主要技术要求分别
是：① 原构件混凝土表面经修整露出骨料断面后，应再原构件凿毛成凹凸差不小于 6mm 且露出至少一半
的粗骨料的粗糙面；也可錾成点深 4~6mm、间距为不大于 30mm 的梅花形分布麻点。②采用砂轮机或高压
水射流打毛时，在经修整露出骨料断面后的原构件混凝土表面打出方向垂直于剪力作用方向的纹路，纹深
不小于 4mm, 纹路间距不大于 50mm。③采用人工凿沟槽时，在经修整露出骨料断面后的原构件混凝土表
面凿出方向垂直于剪力作用方向的沟槽，沟槽深不小于 6mm, 沟槽间距不大于 150mm。
加固层新增钢筋与原构件钢筋都应有牢固的连接（短筋连接或直接焊接），以保证超高性能混凝土与旧
普通混凝土共同工作，同时也保证新增钢筋发挥作用。在本指南编制组进行的超高性能混凝土与普通混凝
土界面抗剪试验中，与界面仅凿毛处理相比，界面仅植筋处理试件的破坏荷载提高 215%，界面仅进行短钢
筋焊接试件的破坏荷载提高 570%，界面同时进行短钢筋焊接和植筋处理试件的破坏荷载提高 665%。说明
进行短钢筋焊接处理可有效提高界面抗剪承载力。
6.2.3 对于受弯构件，采用底面增设超高性能混凝土层加固时，新增纵向受力钢筋宜
采用直接焊接或短钢筋焊接方法与原纵向受力钢筋可靠连接在一起（图 6.2.3）。当新增受
力钢筋与原受力钢筋的连接采用短筋焊接时，短筋的直径不应小于 25mm，长度不应小于其
直径的 5 倍，各短筋的中距不宜大于 500mm。
新增超高性能混凝土
新增纵向受拉钢筋
原箍筋
焊缝长
≥5d（双面焊）
≥10d（单面焊）
原焊接骨架
纵向受拉钢筋
连系钢筋
新增纵向
受拉钢筋
原箍筋
连接短筋
原焊接骨架
纵向受拉钢筋
新增超高性能混凝土
图 6.2.3 受弯构件新增纵向受拉钢筋连接构造示意图
6.2.4 对于受弯构件，采用截面肋（腹板）两侧增设超高性能混凝土层加固时，新增
抗剪钢筋网应由竖向钢筋和水平纵向钢筋组成，并应通过在原构件上植锚筋牢固连接（图
6.2.4）。采用截面肋（腹板）三面超高性能混凝土加固时，新增抗剪钢筋网由 U 形筋和水
平纵向钢筋组成，并应通过在原构件上植锚筋牢固连接。对新增的抗剪钢筋网中的竖向钢筋
和水平纵向钢筋，其最小钢筋面积应满足现行行业标准《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥
涵设计规范》 JTG 3362 中最小配箍率的要求。
T/CHTS ×××××—××××
38
原箍筋原箍筋
新增U型箍新增钢筋网
植锚筋
新增纵向钢筋
（构造）焊接连系筋
原纵向受力钢筋
新增水平
纵向钢筋
新增超高性能混凝土
新增超高性能混凝土
图 6.2.4 受弯构件新增抗剪钢筋连接构造示意图
6.2.5 对于受压构件，采用两侧超高性能混凝土加固时，新增纵向受力纵向钢筋中，
靠近原纵向受力钢筋（角筋）布置一根新增受力钢筋，并应与原受力钢筋采用短筋焊接。短
筋的直径不应小于 20mm，长度不应小于 5d(d 为新增纵向受力纵向钢筋和原纵向受力钢筋
直径的较小值)，各短筋的中距不应大于 500mm；采用周边超高性能混凝土加固（四周外包）
时，新增 U 形箍固定新增纵向受力钢筋, 同一水平位置上的新增 U 形箍相互搭接并在搭接
段焊接，单面焊的焊缝长度应为箍筋直径的 10 倍，双面焊的焊缝长度应为箍筋直径的 5 倍。
新增超高性能
混凝土
短筋 原截面
新增超高性能
混凝土
超高性能
混凝土层
钢筋网
纵向钢筋原截面
双U形箍搭焊
新增U形箍
新增纵向
钢筋
a) b)
图 6.2.5 受压构件新增钢筋构造示意图
a）两侧增设超高性能混凝土层；b）周边增设超高性能混凝土层
6.2.6 构造接缝应按照图 6.2.6 所示分两阶段进行处理。连接钢筋所占的比例应不少
于接缝外超高性能混凝土截面面积 AU（厚度为 hU）的 2.4%。
T/CHTS ×××××—××××
39
a） b）
图 6.2.6 超高性能混凝土层的接缝构造细节
a）第一阶段；b）第二阶段
T/CHTS ×××××—××××
40
7 施工
7.1 一般规定
7.1.1 施工前，应制定详细的施工组织设计，其中必须包含相应的应急预案，并做好
各项准备工作，建立质量控制体系，确定施工质量的有效控制方法。
条文说明：超高性能混凝土对施工条件要求相对严苛，需要精细化的作业组织和施工控制，在全过程
作业中，气候等对质量存在影响，详细的施工组织设计是确保施工质量控制的前提。
7.1.2 施工单位应建立各道工序的质量检查制度和检查项目，并应留有完整的检查记
录。
条文说明：基于新型的桥梁加固材料的应用和过程的可追溯型，在施工过程中，应进行完整的检查和
记录，并留存。
7.1.3 按照施工环境以及操作类别，可将超高性能混凝土加固桥梁施工分为灌注施
工、浇筑施工等。
1 灌注施工适用于不规则构件以及构筑物薄层面加固；
2 浇筑施工适用于面积较大、较平坦构筑物加固；
7.1.4 本指南未明确规定的施工事项应符合现行国家标准《活性粉末混凝土》GB/T
31387 和行业标准《公路桥涵施工技术规范》JTG/T F50 的相关规定。
7.2 施工准备
7.2.1 超高性能混凝土材料供应方式由供需双方协商确定，可采取以下两种方式：
1 除纤维外的各种固体原材料预拌成干混料，经包装后运输至施工现场，加水和钢纤维
拌和成为浇筑用超高性能混凝土；
2 也可在第一种方式中，将纤维材料预掺入干混料中，经包装后运输至施工现场，加水
拌和成为浇筑用超高性能混凝土。
减水剂可采用粉剂直接混合在干粉料中，或采用水剂，在搅拌过程中与水同时加注。
条文说明：目前国内市场，常见的超高性能混凝土料分为三种，包括 1、2 所列，以及类似常规混凝土
制备方法，各种原材料分类包装，分别投放进行搅拌，考虑一般性桥梁加固用量较少，多为野外小规模作
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业，为保证施工质量，建议采用上述方法供料。
7.2.2 干混料的供应宜提供产品说明书和出厂产品性能检验报告，并应满足下列要
求：
1 应标明产品名称、推荐用水量(及推荐外加剂产品型号和掺量)、该推荐用水水量（及
外加剂掺量）范围、建议搅拌方式、振捣和养护注意事项等，同时还需注明贮存、运输时的
相关注意事项。
2 出厂产品的性能检验报告至少应列出产品名称、委托检验单位及人员、受委托检验单
位及人员、主要检验性能指标、检验依据标准、测试人员及审查人员、送检日期、检验日期、
审核日期等内容。
条文说明：由于干粉料供应商材料组分的差异，需随所提供产品，附相关文件，帮助作业人员掌握使
用方法，指导施工作业。干粉料为预拌材料，各组分的性能不能进行分别验证，需要供应商对所提供的材
料进行确认，附质量证明文件。
7.2.3 超高性能混凝土搅拌场地宜靠近施工作业地点，同时还需满足以下规定：
1 搅拌场地应平整、地面坚实，应根据搅拌设备工作状态，验算其稳定性和抗风性；
2 搅拌场地除满足原材料存储、搅拌和运输等需求外，应设置废料及废水收集系统，避
免对环境造成污染。
条文说明：加固类超高性能混凝土多采用移动设备，桥梁多位于沿海、沿河、山谷附近，该区域地基
承载力普遍较差，风力大，基础需着重进行考虑；超高性能混凝土搅拌设备清理时，会产生携带水泥浆、
钢纤维废料，会对环境及人员造成损害。
7.2.4 超高性能混凝土的搅拌应符合下列要求：
1 超高性能混凝土的拌合宜采用立轴行星式强制搅拌机进行搅拌。通常每次搅拌体积
量一般为搅拌机的体积的一半左右，最大不得超过其几何体积的 2/3。
2 拌合前，应检查搅拌设备是否运行正常，搅拌机内壁应湿润且不得留有明水；应严格
按超高性能混凝土施工配合比进行拌合。
3 设备搅拌能力应大于现场泵送或浇筑能力。
4 搅拌过程中不应擅自停机，搅拌程序为：启动搅拌机→投入粉料→加水→搅拌 3~5
分钟（物料达到流化状态）→投入纤维、继续搅拌（搅拌 3min 以上）→出料。
5 搅拌完成后，不得往已搅拌的超高性能混凝土中添加任何水或者外加剂。
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6 搅拌结束后，应及时清洗搅拌设备。
7 搅拌过程中如遇断电超过半小时，则需立即将搅拌机内余料清理干净。
7.2.5 模板工程应符合下列要求：
1 模板应做好密封处理，以免出现漏浆。
2 模板及支架应具有足够的承载力、刚度和稳定性，应能可靠地承受施工过程中所产
生的各类荷载，并符合现行行业标准《公路桥涵施工技术规范》JTG/T F50 的相关规定。新
浇筑超高性能混凝土 对模板的最大侧压力应按下式计算：
gUF H= （7.2.5）
式中： F ——新浇筑超高性能混凝土对模板的最大侧压力（kN/m2）；
gU ——超高性能混凝土的重力密度（kN/m3）；
H ——超高性能混凝土 侧压力计算位置处至新浇超高性能混凝土 顶面的总高
度（m）。
3 模板应光洁、平整、无污染；可采用钢模或覆膜木模板。
4 模板与混凝土接触面应清理干净并应涂刷脱模剂，脱模剂不得污染钢筋和混凝土表
面。
条文说明：超高性能混凝土的流动性强，在模板侧压力计算时可将其视作液态考虑；模板拼缝处应做
好密封处理，以免漏浆。
7.2.6 基面的处理应符合下列要求：
1 基面应按设计要求进行凿毛，粗糙度应达到 3-5mm，应清除表面浮浆和杂物。
2 清除方式可采用钢丝刷和清扫机清扫，再用鼓风机或吸尘器清除浮尘、细粒。
3 基面处理也可采用高压水枪冲洗，但应保持基面饱和面干且无明水。
7.3 施工
7.3.1 超高性能混凝土的灌注施工应符合下列规定：
1 洗泵：灌注前，应将输送泵料仓内清洗干净，不留明水。
2 润管：灌注前应采用砂浆润管，润管合格以管道内砂浆正常排出为准，待管内砂浆全
出排除之后方可进行正式灌注施工。
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3 灌注：超高性能混凝土搅拌出料后通过泵送设备将超高性能混凝土经管道输送到已
搭好的模板内，输送过程中应保持供料的连续性，做到一次性将模板填充饱满。
4 清洗设备：灌注施工完成后，应待泵机及输送管道内的材料全部排出，以防泵机及
输送管道内残留纤维；在未将管内残留材料全部排出前严禁直接用水清洗，避免造成堵管。
5 拆模：模板、支架拆除。
7.3.2 超高性能混凝土的现场浇筑应符合下列规定：
1 超高性能混凝土浇筑应能使模板内各部位混凝土密实、平整，浇筑面积小、体量小时
可采用人工浇筑、摊铺、收面；浇筑面积大、体量大时宜采用专用布料机、整平机施工。
2 超高性能混凝土布料应均匀、连续，可采用泵车布料。布料时，应及时移动布料杆，
保证布料均匀；布料松铺系数宜控制在 1.0~1.1 之间。
3 超高性能混凝土振实应保证混凝土密实、纤维分布均匀，避免出现拌合物离析、分层
以及纤维裸露出表面等情况。
4 宜采用专用高频振动整平机；无专用整平机时，可采用振动梁。
5 摊铺过程中，应派专人进行摊铺厚度检查并及时反馈，必要时进行修正。
6 应控制好摊铺速度，应根据布料进度调整，保证连续摊铺作业。
7.3.3 模板和支架的拆除除应符合现行行业标准《公路桥涵施工技术规范》JTG/T F50
的相关规定外，还应符合下列规定：
1 模板、支架的拆除期限和拆除程序等应严格按施工图设计要求进行，设计未要求时，
应在混凝土强度达到 40MPa 及以上方可拆除；拆模时，构件表面温度与环境温度不应大于
15℃；
2 模板、支架拆除时，宜先支先拆、后支后拆、先拆非承重模板、后拆承重模板，并应
从上而下进行拆除；
3 拆除模板、支架时不得猛烈敲打、强拉和抛扔。模板、支架拆除后，应维护整理，分
类妥善存放；
4 在低温、干燥或大风环境下拆除模板时，应采取必要的措施，防止混凝土表面产生裂
缝。
7.3.4 超高性能混凝土的养护制度应按照产品说明书执行，如说明书中未进行规定
时，根据材料组分，按照下列规定执行：
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1 组分中含有膨胀基材料，按照静养、保湿养护、自然养护制度执行；
2 组分中不含膨胀基材料，按照静养、保湿养护、高温蒸汽养护制度执行。
条文说明：超高性能混凝土组分中若含有膨胀基材料，在高温蒸汽养护时，膨胀剂在短时间内快速反
应，会造成内部会表观出现裂缝，对结构造成不可预见损伤，因此不易进行高温蒸汽养护。
7.3.5 超高性能混凝土浇筑完毕后，应进行静养，静养的环境温度应在 10℃以上，
相对湿度 60%以上，静养时间不少于 24 小时且直至同条件养护试块抗压强度达到 40MPa。
7.3.6 超高性能混凝土静养结束后，可拆除外模板，进行保湿养护，保湿养护持续时
间不少于 48 小时，且超高性能混凝土外表观温度与环境温度温差小于±5，方可结束保湿养
护。
7.3.7 超高性能混凝土的静养应符合下列规定：
1 超高性能混凝土可采用覆盖节水保湿薄膜或喷洒养护剂进行保湿养护。在施工前应通
过工艺试验，确定节水保湿膜或养护剂的施工方法、用量；
2 终凝前，严禁对构件外模板进行松动或在周边进行震动较大的施工作业。
7.3.8 超高性能混凝土的高温蒸汽养护，应符合下列规定：
1 高温蒸汽养护宜在保湿养护完成后实施，保湿养护与高温蒸汽养护时间间隔不长于 7
天，在间隔期间，应做好构件的防晒、防雨措施；
2 养护升温阶段，升温速度不应大于 10℃/h；养护结束后，降温速度不应超过 15℃/h。
当养护温度恒定在 90℃以上时，总养护时间不应少于 48h；当养护温度恒定在 80℃-90℃
时，总养护时间不应少于 72h；养护过程中的相对湿度不低于 95%。
条文说明：高温蒸汽养护通过升温可以加快混凝土中水泥的水化速度，并使混凝土早期强度显著提高，
但升温速率不易过快，否则以导致混凝土因体积膨胀太快而产生温度变形和裂缝，升温期间避免蒸汽冷凝
导致混凝土表面起皮，可在构件表面覆盖薄膜，防止冷凝水滴在混凝土表面。超高性能混凝土在加固桥梁
的养护需要结合实际工程情况进行，因地制宜，若不具备热养护条件而采用其他养护方式，则需通过试验
验证后方可采用。
7.4 特殊气候条件下施工
7.4.1 超高性能混凝土的施工宜选择气温 20℃～25℃、湿度 60%以上的气候条件进
行，在大风、雨期、高温期和冬期的施工，应根据不同季节特点制定相应的施工技术方案，
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并应采取针对性措施，保证工程质量和施工安全。
条文说明：超高性能混凝土的低水胶比、高强等特性，施工条件（防水分损失、温度、水胶比）要求
比较苛刻，防止混凝土浇筑成型后的表面水分损失及雨期施工过程中混凝土水分增加、温度控制均应采取
措施方能保证施工质量。
7.4.2 施工前应及时掌握气温、雨雪、风暴、汛情等预报，制定应急预案，做好安全
防范工作，避免发生事故，超高性能混凝土浇筑现场若遇有下列情况时，不得进行浇筑施工：
1 单日温差超过 15℃，或出现 6 级或 6 级以上的强风；
2 模板内温度或拌合物浇筑温度高于 30℃，模板内温度低于 0℃。
条文说明：超高性能混凝土施工条件要求苛刻，对于各种恶劣气候提前做好施工组织，做好应急措施。
7.4.3 雨期施工除应符合现行行业标准《公路桥涵施工技术规范》JTG/T F50 的相关
规定外，尚应符合下列规定：
1 关注天气情况，超高性能混凝土浇筑应安排在天气良好时段进行，应避开大风、大雨
天气施工；
2 雨期施工时，应准备足量的防雨篷、帆布和塑料布或塑料膜等防雨器材和材料，防雨
棚支架宜采用方便安装和拆卸的钢结构；
3 超高性能混凝土浇筑过程中遭遇降雨，当降雨影响超高性能混凝土表面质量时应停止
施工，并对已浇部分进行防雨遮挡，等待雨停后继续施工；若需不停顿继续进行浇筑施工，
应搭设防雨棚，保证浇筑不受下雨影响；
4 施工过程中若遭遇未预料大雨情况，必须在中途停止本次浇筑时，应停止施工，并宜
将已浇筑 超高性能混凝土清除；
5 对已被雨水冲刷的 超高性能混凝土 应及时修补、整平，保证其质量满足要求。对局
部破坏较严重区域，应在尚未初凝前铲除重浇。
条文说明：超高性能混凝土具有低水胶比特性，雨期施工过程需采取措施严格控制水分损失和增加，
确保施工质量。
7.4.4 大风天气施工除应符合现行行业标准《公路桥涵施工技术规范》JTG/T F50 的
相关规定外，尚应符合下列规定：
1 在日照较强、空气干燥的春秋多风季节或山区、沿海经常刮风地区，要做好防护措施，
防止刚浇筑完成的 超高性能混凝土 表面发生塑性收缩开裂；
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2 超高性能混凝土浇筑完成后，应 7.3.10 进行静养养护；
3 养护过程中，应有专人负责巡视和检查，发现养护膜破损或养护剂缺失的情况，应及
时处理。
条文说明：超高性能混凝土具有低水胶比特性，早期收缩比较大，若再发生表面水分损失，会加大混
凝土开裂倾向，因此宜采取措施防止混凝土浇筑成型后的表面水分损失。
7.4.5 现场连续 4h 平均气温高于 30℃或日间最高气温高于 35℃时，施工除应符合
现行行业标准《公路桥涵施工技术规范》JTG/T F50 的相关规定外，尚应符合下列规定：
1 高温期宜选择在早晨、傍晚或夜间施工，避开中午高温时段施工。夜间施工应有良好
的操作照明，并确保施工安全；
2 施工中应随时检测气温，以及干混料、搅拌水和拌合物温度，监控 拌合物表面温度，
温度过高时应及时采取防高温和降温措施；
3 保湿养护时，应控制养生水温与 超高性能混凝土 表面的温差不大于 10℃。不得采
用冰水或冷水养生。
条文说明：超高性能混凝土对温度较敏感，尤其是其自身温度及模板温度控制要求严格，需要采取有
效措施进行控制。
7.4.6 冬期（室外昼夜日平均气温连续 5d 低于 5℃）施工时，除应符合现行行业标
准《公路桥涵施工技术规范》JTG/T F50 的相关规定外，尚应符合下列规定：
1 当环境温度低于 0℃时，应停止施工；
2 当施工气温处于 0~5℃时，超高性能混凝土的施工应采取适当的保温覆盖措施施工，
施工时应随时检测气温、混合料、拌和水的温度；
3 静养、保湿养护的时间，按照 48 小时、96 小时执行。
条文说明：超高性能混凝土对温度较敏感，需要采取有效措施进行控制。
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8 检验与验收
8.1 一般规定
8.1.1 超高性能混凝土应按下列规定进行检验和验收：
1 超高性能混凝土抗压强度试验应按照现行家标准《活性粉末混凝土》GB/T 31387 规
定的方法进行。
2 超高性能混凝土抗拉性能试验应按照附录 A 规定的方法进行。
3 超高性能混凝土拌合物的扩展度试验应按照现行国家标准《普通混凝土拌合物性能试
验方法标准》GB/T 50080 规定的方法进行。
8.1.2 超高性能混凝土抗压及抗拉性能试验应采用标准条件（环境温度 20±2℃，相
对湿度大于 95%）养护的试件，在成型后 28d 时进行试验。
8.1.3 同一工程、同一配合比的超高性能混凝土每 100m³为一批，不足 100m³也按一
批计，每批至少抽检一次。
8.1.4 当同一工程、同一配合比的超高性能混凝土用量小于 50m³时，其抗拉性能试
验亦可以超高性能混凝土供方的第三方检测报告为依据。
8.2 质量检验
8.2.1 超高性能混凝土的力学性能的试验应按照《普通混凝土力学性能试验方法标
准》GB/T 50081 以及附录 A 规定的方法进行，并应符合下列规定：
1 抗压强度试验应采用 100mm×100mm×100mm 立方体试件，加载速率 1.2MPa/s。
2 弹性模量试验应采用 100mm×100mm×300mm 棱柱体试件，加载速率（1.0～1.2）
MPa/s。
3 抗压强度试验值不乘以折减系数。
8.2.2 每组混凝土试件强度代表值的确定，应符合现行国家标准《混凝土强度检验评
定标准》GB/T 50107 的规定。
8.2.3 超高性能混凝土拌合物的扩展度试验应按照现行国家标准《普通混凝土拌合物
性能试验方法标准》GB/T 50080 规定的方法进行。
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8.3 质量验收
8.3.1 超高性能混凝土的力学性能及工作性能指标达到设计及规范要求。
8.3.2 浇筑完成和保湿养护后，超高性能混凝土应均匀完好，且不应有龟裂和收缩裂
纹现象；混凝土层的边角处、不同浇筑时期接缝处等位置应衔接良好，无脱空、台阶现象。
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附录 A 超高性能混凝土的拉伸试验测试
A.1 一般规定
A.1.1 应力定义为测量的力与试件中心位置截面面积的比值。
A.1.2 平均位移定义为通过两个（或四个）附着在超高性能混凝土试件两边的电感式位
移传感器测量的伸长量平均值。
A.1.3 弹性阶段和强化阶段的应变分别定义为：平均位移与传感器测量的标距L的比值。
A.2 测试设备及构件尺寸
A.2.1 拉伸试验的设备的最大试验力范围宜为 200~300kN。
A.2.2 超高性能混凝土轴拉试件应采用骨头形试件，如图 A.1 所示。由上下两个夹具固
定住，夹具设计应避免偏心及二次弯矩。中间纯拉段固定有两个矩形金属架，两者之间距离
即为试件的测试标距 L，本方法定为 200 mm。ABNM 及 FGIH 为粘贴铝板 PAC 位置点；CE
和 JL 为测量标距，DK 位于试件中心截面；PAC 铝板尺寸：100mm100mm1.5mm；BC、
EF、IJ、LM 弧线中的点坐标见表 A.1。
A.2.3 两个金属架用于安装精度为 0.0001 mm 的两个（或四个）线性可变位移计。
图 A.1 试件尺寸（单位：mm）
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表 A.1 试样 B-C 弧线的坐标值（单位：mm）
点 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
x 100.0 104.0 108.0 112.0 116.0 120.0 124.0 128.0 132.0 136.0 140.0
y 100.0 94.4 90.0 86.6 84.0 81.9 80.4 79.1 78.2 77.4 76.8
点 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22
x 144.0 148.0 152.0 156.0 160.0 164.0 168.0 172.0 176.0 180.0
y 76.4 76.0 75.8 75.6 75.4 75.3 75.2 75.1 75.0 76.0
A.3 试件制造和准备
A.3.1 每个试验系列应采用 6 个试件，其试件尺寸应符合本指南 A.2.2 的要求，应依次
浇筑。
A.3.2 测试试件宜按以下方式成型：
1 材料搅拌均匀后卸入桶状容器中，通过桶状容器浇筑轴拉试件，每根试件应用同一容
器一次性连续浇筑成型，以保证钢纤维在超高性能混凝土中为连续分布。
2 对于扩展度大于等于650mm的超高性能混凝土，不需要插捣；对于扩展度小于650mm
的超高性能混凝土，应在试件成型过程中进行插捣，避免出现不密实情况。
条文说明：为了消除轴拉试件成型不密实和高频振动导致纤维沉降对测试结果的影响，对试件成型的
方式进行了规定。
A.3.3 试件制成后应立即覆盖塑料膜，并应储存在 20℃环境中。试件浇筑完 24 小时后
应拆模并按现行国家标准《普通混凝土力学性能试验方法标准》GB/T 50081 规定进行标准
常温养护，在 28 天试验前应提前取出晾置 3～5 天。
A.3.4 每个试件的尺寸应进行测量（包括中心线的长度和宽度）。试件厚度的取值应取
自试件不同位置的 6 个数值的平均值，3 个位置要求沿纵向等间隔取。
A.4 测试
A.4.1 每个试件承受单调荷载，试验前进行 0.5KN 的预加载，正式试验应按照位移速度
0.05mm/分钟施加，直至试件拉应力小于峰值应力的 50%结束试验。测试应变强化型超高性
能混凝土时可在残余应力达到峰值应力的 80%时停止加载。应变强化和应变软化的分类详
见 A.6。
A.4.2 对于每个测试试件，应包含下列数据内容：
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1 弹性极限拉力 AF ，并根据 A.5 条得到弹性极限抗拉强度 Utef 以及对应的弹性极限应
变 Ute 。 AF 对应于应力-应变曲线中线性段转变为非线性时的点所对应的拉力；当转折点不
明显时，取 200 微应变对应的拉力值。
2 试验中所能达到的最大力 BF ，并根据 A.5 条得到极限抗拉强度 Utuf 以及对应的极限
应变 Utu
A.4.3 六根试件中至少应出现三根以上具备应力应变全曲线（包括弹性段和塑性段）的
试件即判定该组试件为有效试件，方可进行数据分析；否则应判定为不合格试件，无需进行
下一步分析。
A.5 强度和变形的确定
A.5.1 弹性极限抗拉强度定义为：
AUte
m m
Ff
b h=
（A-1）
A.5.2 极限抗拉强度定义为：
BUtu
m m
Ff
b h=
（A-2）
mb 和 mh 分别为超高性能混凝土轴拉试件中心截面的平均宽度和高度。
A.5.3 取有效试件 Utuf 的平均值为超高性能混凝土的抗拉强度标准值 Utukf 。
A.6 应变强化和应变软化的确定
1 应变强化采用双折线模型（图 A.2-（a）），描述超高性能混凝土作为连续介质的弹性
性能和硬化特征；当有效试件中所有试件的Utu Ute/f f ≥1.1，且 Utu ＞0.15%时，则认为该超高
性能混凝土具有应变强化特性。
2 应变软化采用应力裂缝宽度模型（图 A.2-（b）），描述超高性能混凝土的软化行为。
其裂缝宽度与应变符合下列关系；当有效试件中所有试件的 1.1＞Utu Ute/f f ＞0.7 时，则认为该
超高性能混凝土具有应变软化特性。
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UtUt
U
w
l = （A-3）
U U0
2
3l h= （A-4）
式中：
Utw ——受弯超高性能混凝土构件的裂缝宽度（mm）；
Ul ——受弯超高性能混凝土构件的参考长度（mm）；
U0h ——超高性能混凝土构件的厚度（mm）。
f
f
Utc
Utu
Ut
Ut
Utu
Ut
E
（a）
ut,max
FU
Utu
Ut
WutW
G
f
（b）
图 A.2 超高性能混凝土应变强化和应变软化特性
（a）应变强化：双折线模型；（b）应变软化：应力裂缝宽度模型
条文说明：部分工程应用不需要超高性能混凝土具备应变硬化行为，在在加固工程中使用应变软化型
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的超高性能混凝土时，为了避免脆断，应满足 Utu Ute 0.7f f 的要求。同时规定了应变强化型的超高性能混
凝土的最小应变要求。
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用词说明
1 本规程执行严格程度的用词，采用下列写法:
1）表示严格，在正常情况下均应这样做的用词，正面词采用“应”，反面词采用“不应”
或“不得”。
2）表示允许稍有选择，在条件许可时首先应这样做的用词，正面词采用“宜”，反面词
采用“不宜”。
3）表示有选择，在一定条件下可以这样做的用词，采用“可”。
2 引用标准的用语采用下列写法：
1）在标准条文及其他规定中，当引用的标准为国家标准或行业标准时，应表述为“应符
合×××××的有关规定”。(×××××为标准编号)
2）当引用标准中的其他规定时，应表述为“应符合本标准（规范/规程/指南……）第×章
的有关规定”、“应符合本标准（规范/规程/指南……）第×.×节的有关规定”、“应按本标准（规
范/规程/指南……）第×.×.×条的有关规定执行。”
