1.引言
桥梁与其它人工构造物一样，同时经历着建造—使用一老化这样一个生命周期。公路桥梁造价是非常昂贵的，一座四车道的桥每平方米造价近0.3万元。朝阳地区大部分桥梁多是60～70年代建造的，已经运营近40年，出现了许多危(险)桥(现我市共有险桥3347.19m/25座)。暂没有构成危(险)桥的，也已不适应目前现代交通运输发展的需要。很多桥梁都处在超限和带病运行中，不知什么时候会出问题，带来很多事故隐患。早在70年代，我国就着手对旧、危桥加固改造技术进行研究。“七五”期间交通部就把“旧桥检测的评价、加固技术的应用”列为1989-1990年科技进步“通达计划项目”。近年来，辽宁省也加大了对旧、危桥加固改造力度，仅朝阳就在2002-2003年完成了忙牛河大桥和南大桥等6座桥梁的加固改造，取得了较好的效果。
2.危(险)桥原因分析及加固方法
2.1 桥梁加固原因分析
在国民经济飞速发展的今天，对公路基础设施的服务水平有了更高的要求，不仅危(险)桥需要加固处理，一些不适应现代化交通发展需要的桥梁从技术安全、经济的角度也有加固的必要。决定桥梁加固主要有以下六个方面的因素：
(1)自然环境侵蚀
包括：风一使桥振动；水—使钢材锈蚀加快、冲刷桥基；冰冻一使结构退化、老化；大气污染—使结构腐化；雨、霜冻、海水等。
(2)结构缺陷
先天方面有：
规划设计一桥位选择不当、构件截面不合理、配筋不足、结构不适、计算方法不妥等。施工缺陷—施工工艺不当、程序不当、质量隐患等。
后天方面有：
管理缺陷一养护维修不当、年久失修(养路不养桥)、意外事故等。
(3)超载
重型车辆增多，超载车辆过桥，桥面损伤使得车辆振动冲击力加强。
(4)自然灾害
地震产生损伤（坏）、结构构件失效、部分功能失效（如伸缩缝、滑动支座、铰缝等）；撞击导致功能失效；洪灾引起基础脱空、倾斜等。
(5)结构退化
随时间推移，在大自然和车辆荷载长期作用下，结构老化、退化，从而导致结构疲劳陛破坏。
(6)特殊情况要求
特种（重）车辆过桥（这种隋况多为临时性加固）。
2.2 危(险)桥梁的界定与评价
2.2.1 危(险)桥梁的界定
危(险)桥梁是指桥梁已发生结构性损伤(如同病人发生器质性病变一样)，主要承重构件——梁、板、肋、锚、索、拉（系）杆或桥梁基础(墩、台、桩、柱、支座等)在使用中由于各种原因造成损伤（坏），已不能保证正常安全运营。
2.2.2 旧、危桥检测
旧、危桥检测主要包括两方面内容：即桥梁检查及荷载试验评定技术。前者是宏观的定性分析，通过对桥梁技术状况、缺陷和损伤情况进行全面、细致的现场检查、检测、观测等，查明损伤的性质、所在部位、损伤程度及发展趋势，情况严重的要设置限载限速标志或及时封闭交通。
通过实桥荷载试验的方法对旧桥进行定量分析，判定其承载能力和安全危险度，并以此确定是新建还是加固改造。在检查、检测基础上，对旧危桥现状承载能力进行评估是旧、危桥加固改造的重要环节之一。
2.2.3 旧、危桥评价
旧、危桥评价一般包括使用功能、承载和利用价值等三个方面：
(1)使用功能评价
在桥梁有效使用期内，对旧、危桥的评价首先是功能评价。
①可否具备满足运营要求的功能；
②造成影响桥梁整体使用功能的因素。
(2)承载能力评价
通过实际静、动载分析，对桥梁结构承载能力做定量分析，做出科学的评价。
(3)使用价值的评价
在使用功能、承载能力评价基础上，从技术可行、经济合理角度出发进行造价分析，当分析结果认为对旧、危桥加固改造的效益大于建一座新桥，则应考虑实施加固改造技术方案，否则应坚持拆除重建。
随着科学技术的不断发展，加之计算机网络技术的普及应用，今后完全可以借鉴医学上的专家诊
断系统建立全国的旧、危桥梁专家诊断系统，将旧、危桥梁的情况在网上发布，请全国的桥梁专家“会诊”，求得最佳的治疗方案(加固、改造方案)。
2.3 常用的危(险)桥加固改造方法
2.3.1 上部
(1)桥面补强加固法；
(2)增大截面和配筋加固法；
(3)锚喷混凝土加固法；
(4)粘贴钢板(筋)加固法；
(5)改变结构受力体系加固法；
(6)体外预应力加固法；
(7)增设纵梁加固法；
(8)拱圈增设套箍加固法。
2.3.2 下部
(1)扩大基础加固法；
(2)增设桩基加固法；
(3)钢筋混凝土套箍或护套(穿裤子)加固法；
(4)桥台新建挡土墙加固法；
(5)墩台拓宽加固法。
3.牡牛河大桥加固实例
3.1 概况
牤牛河大桥建于1967年，位于国道101线。桥梁上部结构为装配式钢筋混凝土无横梁T形梁桥，单孔跨径为22．2m，全桥共3l孔，全长689.04m。下部为双柱墩，基础为两种形式：钻孔桩与浅基础。
上部构造：主梁中距1.6m，梁高1.35m，腹板宽0.18m，T梁翼缘厚度为8-14cm，原设计桥面铺装10cm计入主梁强度验算。
大桥建成至今，已经进行过三次较大维修。大桥施工中使用材料存在先天不足， 昆凝土梁采用二种不同品质水泥浇注，混凝土骨料为页岩，强度较低；混凝土梁采用蒸气养生、工艺不合理，多数主梁出现裂缝，主梁钢筋在使用中受大气、雨雪侵蚀较为严重。现场检查主梁混凝土开裂、剥落、钢筋外露、锈蚀情况严重。由于该桥无中横隔梁，桥梁整体性不好，荷载横向分布不均匀。2001年4月发现第26孔3号中梁在l—L/4处发生混凝土断裂，混凝土梁在梁高中部基本呈豆腐渣状，无强度可言。
3.2 现场调查与承载能力评价
2001年4月30日，市公路管理部门会同大通公司对忙牛河大桥进行了现场调查并分别做了动静载试验测试。
3.2.1 混凝土裂缝
(1)桥面板T梁湿接缝处存在两条2em宽、24cm长的纵向裂缝。
(2)行车道梁底部均有开裂，裂缝一般间距15-20cm，缝宽大于0.25mm的较多。
(3)全桥共有28处T梁之问沿接缝处出现二条纵向平行长纵缝，间距50cm，部分孔如第28孔已有断裂征兆，多数纵缝由于长年受大气、雨(雪)水侵蚀，纵缝处已呈碳化，为此T梁横向连接刚度降低。
(4)有12片梁混凝土表面剥皮，有7片混凝土梁下缘劈裂，钢筋锈蚀。
(5)根据《桥梁养护技术规范》规定，对于钢筋混凝土梁，主盘附近竖向裂缝应不大干0.25mm，腹板竖向裂缝不应大于0.3mm。确定裂缝是否需要修补，除依据规范规定外，还可根据下面几个方面进行考虑：
(1)发展裂缝的宽度在6个月期间增大0.1mm以上；
(2)裂缝宽度虽未增大，但裂缝数量增多时；
(3)裂缝宽度在0.3mm以上时；
(4)裂缝宽度在0.2mm左右，但认为对结构产生危险时。
3.2.2 混凝土强度
1-12孔、30-31孔计14孔，混凝土梁用的是普通水泥；13-29孔计17孔，内梁采用的是火山灰水泥，外梁均采用的是普通水泥(可能当初考虑到原桥整体色调因素)。普通水泥混凝土强度一般可达到25级，火山灰水泥混凝土表面已风化，强度一般为20级左右。
3.2.3 恒载挠度特征
(1)恒载挠度较大，据1977年9月调查，12孔主梁最大挠度已达8cm。2001年4月调查，在梁自重及桥面铺装恒载作用下，第2孔下挠5.45cm，第26孔下挠9cm，加上施工时预留反拱度2.1 cm。在长期荷载作用下，混凝土梁实际已下沉7.55-11.1cm。在大吨位载重车辆通过桥梁时，主梁腹板发生明显横向振动，其振动频率与振幅随载重车辆吨位加大而加大。
(2)跨中恒载挠度偏大，形成桥面纵向起伏，加大了车辆对桥梁的冲击，可谓雪上加霜。
3.2.4 下部构造
该桥下部盖梁、柱、承台混凝土强度均大于25级，且外观质量较好。
3.3 动静载试验
针对第2孔该桥质量较好的一孔（宏观看），第26孔是险情较重的一孔（已局部进行加固过），故对第2、第26孔进行了动静载试验。
3.3.1 动静载试验
表1中数据表明，火山灰水泥混凝土梁动静载特性比普通水泥混凝土梁要差得多。
3.3.2 挠度校验
(1)荷载与挠度关系呈非线性，混凝土梁裂缝开展较多，混凝土存在塑性变形等。挠度校验系数为0.39—0.7。
(2)实测横向分布系数为0.534～0.496，计算为0.52～0.34，校验系数为2.51～0.88。
校验系数是桥梁检定试验所得数据(应力、挠度)与理论计算值(应力、挠度)之比。它是评判桥梁承载能力和工作状态的一个重要指标。若校验系数>1，则说明结构设计强度不足而不安全；在大多数情况下，结构的校验系数<1，其值过大或过小都应认真分析其原因。综合多年运营经验和检定实测资料表明：普通钢筋混凝土应力校验系数在0.45～0.65之间，挠度校验系数在0．55～0．65之间。
(3)实测最大挠度为10mm，小于规范1/600L的要求。
3.3.3 裂缝检测
对第1-3孔、23-31孔勘察，该桥裂缝开展较多，且较宽；最大裂缝宽达到0.80mm，全桥裂缝大于0.25mm的约630m。第2、26孔3号梁在未加载时裂缝宽度为0.25-0.2mm，加载后分别达到0.29- 0.242mm，卸载后基本恢复到初始值。
3.3.4 基本结论
(1)该桥主梁}昆凝土强度低，横向刚度差，在动荷载作用下冲击系数偏大，主梁梁肋竖、横向摆动幅度较大。要提高到汽-20、挂-l00荷载，需对上部构造进行加固。
(2)桥面板已形成二条纵缝，消除纵缝拟应加强接缝处结构刚度。
(3)对于裂缝开展较宽、挠度较大、混凝土强度较低的梁，无利用价值，应予以更换新梁。
3.4 加固方案
根据现场调查、动静载试验情况，省厅组织专家对牛亡牛河大桥加固方案进行了论证，确定了桥梁加固、同时加宽该桥。
3.4.1 加固(宽)标准
桥面净宽由原来净-7m改为净-10．5m，两侧设防撞墙，荷载标准由原汽-13、挂-60提高到汽-20、挂-100。
3.4.2 加固项目
(1)取消人行道、改设二侧轻型防撞墙。
(2)更换桥面铺装，改用钢纤维混凝土桥面。加强桥面铺装混凝土与主梁连接，使之共同受力。由于主梁恒载挠度过大，应减薄桥面铺装厚度，拟采用高强钢纤维混凝土桥面。
(3)在主梁跨中增加一道横隔梁，提高整体刚度，改善荷载横向分布状况。
(4)对主梁混凝土缺陷及裂缝采用高标号混凝土及环氧胶液灌注裂缝进行补强。
(5)T梁之间接缝凿除旧翼板间50em×8cm(宽×高)一段混凝土，设50cm X8cm(宽×高)湿接缝，加强主梁间力的传递。
(6)加强桥面铺装防水、设防水涂层。
(7)增设二片大边梁，对原T梁加固以提高主梁承载力。
3.4.3 主梁加固措施
(1)对混凝土标准过低，受力裂缝大于0.8mm，裂缝较多的梁予以更换。
(2)对有利用价值的主梁采用粘贴两层碳纤维素(CFRP)进行加固。粘CFRP加固时，应在桥面系拆除后，即恒载卸除一部分以后再行粘贴。
(3)对主梁梁体大于0.25 mm的裂缝均采用灌胶补强方法予以补强。通过牤牛河大桥加固改造实例我们可以看到，由于旧、危桥的成因很复杂，分析其破坏的真正原因、判定其破坏程度、确定是否有加固再利用价值、提出合理的加固方案就构成了旧、危桥加固改造的核心。另外，国内关于桥梁加固有不同的说法，有叫危桥加固的，也有叫险桥加固的，但实际上两种说法都不尽合理。因为有些桥梁虽然构不成危(险)桥梁，但由于原设计标准较低，在长期大自然侵蚀和车辆荷载作用下，尽管结构没有发生构造性损伤(坏)，但已不能适应现行交通荷载标准，继续使用下去，会加速桥梁的损坏，存在较大的潜在危险，这样的桥梁同样有一个加固的问题，而且占现有桥梁总数的比例也较大。所以笔者认为无论旧桥加固还是危（险）桥加固统称为桥梁加固比较科学一些。
4.结束语
牤牛河大桥全长689.04m，按现行市场价格建一座同等长度的新桥约1800万元，采用加固方案总计花费978万元，节省造价近900万元，经济效益是非常明显的。通过加固不仅消除了隐患，而且提高了荷载标准。2000年以来我市已对境内6座大桥进行了加固维修，取得了很好的社会效益和经济效益。
旧、危桥加固、维修是一项技术上可行、经济上合理的举措。据统计我国干线公路上危桥总的约占桥梁总数的1/3。交通部《公路科学养护与规范化管理纲要》(1991～2000年)中提出：“到本世纪末，基本消灭国省干线公路上的危桥，并初步达到通行国际标准集装箱车辆的标准。”这就说明不仅一部分危桥需要加固改造，而且现有一些桥梁也面临如何适应现代化运输需要的问题，从这个角度讲，旧、危桥加固改造不仅意义重大，同时也是公路建设可持续性发展的重大课题。目前，我省公路管理部门已充分认识到这一点，着手加大旧、危桥加固改造、维修力度，加之旧、危桥加固、改造的先进技术不断出现，新材料、新工艺的推广应用，必将给我省旧、危桥加固改造带来新的局面，使桥梁建设与养护步人“建养并重”的可持续发展阶段。
参考文献
【1】公路旧桥加固技术与实例[M]，北京：人民交通出版社。
【2】辽宁省交通厅公路管理局，通江口、朝阳南大桥、牤牛河大桥加固改造方案会审会议纪要。
【3】辽宁省交通勘测设计院，牤牛河大桥加固加宽设计文件。
【4】朝阳市公路管理处，朝阳市危险桥梁资料。
【5】沈阳建筑工程学院道路工程研究院，牤牛河大桥荷载试验报告。
