浅谈旧桥加固的原则和方法
2013-06-27 来源：中国桥梁网
1、旧桥加固的意义
改革开放以来，特别是在进入二十一世纪后，我国的公路，桥梁建设取得了爆炸式的发展。但在高速发展的同时，也出现了很多问题。桥梁在营运使用过程中，由于超载等原因产生较大的损坏，承载力，强度降低，或由于交通运输的日益繁忙，桥梁承载能力和通过能力不官 满足要求就是这其中最为突出的问题之一。解决旧桥承载能力和通过能力不足的问题。通常由两种方案可供选择：—是拆除旧桥后重建新桥，或者采取加固措施。相对而言，前者施工费时，费力，而且造价较高，后者所需费用节约很多，—般仅为新建桥梁的1/10至3/10。
相比较而言，采用维修加固，提高桥梁的承载能力和通过能力，是提高现有桥梁经济效益，节省投资和减少人力，物力的重要途径。
2、旧桥加固的原则
2．1需要加固的状况
随着桥梁的投入运营，相继会出现一些问题，那么，出现什么问题后需要加固呢?笔者认为在出现以下几种情况后需要对旧桥作加固处理。
2．1．1桥梁的承载能力不足。按照现行需要通行的车辆进行验算不能满足强度要求，或者由于重型车辆的增加，导致原有桥梁因承载能力不够而发生的损坏现象。
2．1．2在荷载的长期作用下，或由于其他原因造成的桥梁局部破损，如表面混凝土脱落，裂缝等。对桥梁的损坏程度直作出评估，若出现混凝土大面积脱落，钢筋外漏，混凝土大范围裂缝，或者裂缝宽度超过规范许可的范围等较为严重的损坏时，影响了车辆的正常通行，不能满足强度要求时，则必须对破坏部位，杆件进行加固，若损坏程度较轻，则进行修补即可，无需加固。
2．1．3由于道路改建，扩建，或者交通量增大等原则，原有桥梁的宽度不足，影响了车辆通过能力时，应对旧桥进行拓宽加固处理。
2．1．4桥梁的整体或者局部的刚度不足。已影响正常使用时，为提高其刚度，需对原有旧桥进行加固。
2．2经济性。适用性原则。
在旧桥加固时，应从实际出发，综合考虑各种加固方法的费用，效益．材料和施工的因素，选择适用，经济的旧桥加固方法。
2．3整体性原则
无论采取哪种方法加固，都应特男Ⅱ注意旧桥新加部分与原有部分韵结合部位，要采取措施，使这两部分密实，牢固的结合在一起，使其成为—个整体，共同承受外身∈荷载。
3、桥梁加固的主要方法
3．1加大截面的加固法
加大截面法，也称为外包混凝土加固法，是用增大混凝土结构物的截面积和配筋进行加固的一种方法。这种加固方法要求被加固的桥梁下部结构能承受更多的自重，能够提供更高的的承载力。通常情况下，以增加桥面板，或者加大主梁的梁肋宽度为主。
3．2钢板粘贴或增设其他钢梁，形成组合粱的一种加固法
用环氧树脂类粘结剂，将钢板戚槽钢），粘贴锚固在混凝土结构的受拉缘或薄弱部分，使其与结构形成整体，以钢板代替钢筋作用，以提高梁的承载能力，增大延性，目4度和满足正常使用要求的加固方法。这种方法有如下的优点：
3．2．1不需要破坏被加固的原有结构物。
3．2．2加固过程几乎不增大原结构的尺寸。
3．2．3尽管工程质量要求高，但施工时并不要求高级的专门技术人员操作。
3．2．4能在短期内完成加固工程。
3．3预应力加固法
预应力加固法是采用外加预应力的钢拉杆对结构进行加固的方法，适用于要求提高承载力，刚度和抗裂性以及加固后所占用空间小的桥梁，可分为预应力拉杆加固和预应力撑杆加固，其中预应力拉杆加固主要用于受弯构件，以梁身为锚固体，通过预应力张拉对梁的受拉区域施加外力，以抵消结构本身的自重，减少车辆荷载作用下的应力，能够减少梁体出现过多的裂缝，减小裂缝宽度。预应力撑杆加固主要用于桥梁下部结构的轴心受压墩柱，但实际中应用较少。
3．4改变结构受力体系加固法
此法是改变桥梁结构受力体系，达到提高混凝土承载能力的目的。如：在简支梁下增设支架或者桥墩，或把简支梁与简支梁纵向加以连接，由简
支变连续，或在梁下增设结合梁等，以减小梁内应力，达到提高梁的承载力的目的。
改变结构体系的方法有很多种，但往往都需要在桥下操作，或设置永久设施，因而减小桥下净空，或施工时会影响通航，所以必须考虑通航及桥
梁的排洪能力。但是，该法由于加固效果较好，目前也是常用来作解 临时通行超重车辆的一种加固措施。重车通过后，临时支撑可以随后拆除，故
对通航影响不大，不影响河道排洪能力。
当然，用临时支撑或支架加固时，改变了原简支梁的受力体系，支点处将产生负弯矩，故必须进行受力验算。
3．5 FPR复合材料加固桥梁技术
20世纪80年代中期，Maier指出复合材料和混凝土梁，板相结合可以极大提高梁，板强度。随后，该技= 准日本得到广泛的应用，修复了大量的旧桥。FRP复合材料加固已经成为日本桥梁地震，抗风加固的首选技术。
FPR（fiber reinforced p0lyTn神由纤维及网型树脂两部分构成。纤维提供强度，树脂固定纤维位置，并将荷载均匀分布到纤维上去。同时，它也能将纤维连接到结构表面。目前经常使用的两种纤维形式是E一玻璃纤维以及碳纤维，虽然苯伦纤维强度更大，但应用时难以加工处理，实际应用并不多，目前还处于研究中，树脂一般应用环氧树脂即可。
FRP复合材料并不承担结构的负载，但可以使混凝土，钢筋更加有效的工作。混凝土有良好的受压性能，但是其受拉很差。FRP复合材料的应用可以有效的防止混凝土受拉破坏，从而大大提高结构的承载能力。
与传统的粘贴钢板法相比，FPR复合材料加固法具有明显的优点：
3．5．1高强高效。由于该复合材料具有优异的物理力学性能，可充分利用其高强度，高模量的特点来提高混凝土结构构件的承载力，改善其受力性能，达到高效修补加固的目的，这对于抗震修补加固补强尤其重要。
3．5．2施工便捷，工效高，施工时间短，施工人员少，不需要大型施工机具和现场固定设备，施工占用场地少。
3．5．3具有极佳的腐蚀性和耐久性，可抗拒各种酸，碱，盐的腐蚀；并且FRP复合材料本身也可以对混凝土结构起到保护作用，达到双重修补加固的目的。
3．5．4适用面广。可适用各种桥梁结构类型和结构形状，如矩形，圆形，曲面结构等；各种桥梁构件，如梁，板，柱，节点，拱，墩的修补和加固，且不改变形状，不影响结构的外观。
3．5．5施工质量容易保证。由于FPR材料是柔性的，即使被加固的结构表面不是非常平整，也基本可以保证近100％的有效粘贴率；另外，即便是发现粘贴固化后表面局部有气泡，也很容易作修补。
4、结语
讨论了当前旧桥加固的特点，主要原则和常用的几种加固方法，并着重讨论了FRP复合材料在旧桥加固中的应用。该种方法具有优异的力学性能，化学稳定性，材料本身具有强度高，质量轻的优点，虽然目前加固费用较高，但是相信这种新材料，新技术，经过更多的工程实践的检验和完善，—定会有更大的应用前景。
