公路桥梁加固设计
2014-04-23
随着时间的推移，任何公路桥梁都将成为旧桥，因此要不断提升公路及桥梁改造的技术等级。结合工程实际，介绍某简支桥的加固改造技术。
1、工程简介
某桥桥梁全长424m，上部为21孔20m简支钢筋混凝土T梁；下部桥墩为柱式墩、桩基础，桥台为重力台、扩大基础。经理论研究分析及专家论证，认为该桥经较少费用的加固维修，仍能满足现有的交通通行能力和荷载要求。
2、加固设计
2.1理论计算
①上部计算。砼强度、钢筋强度及截面积、结构尺寸按实测数据采用；荷载标准按业主要求采用（加固后，荷载标准按老规范提高到汽车--20级）。计算结果：1/8截面最大内力917kN.m，对应最大抗力663kN.m；1/2截面截面最大内力2199kN.m，对应最大抗力1768kN.m.跨中最大位移2.42cm，与实测结果2.46cm基本一致。
②下部计算。汽车--15级：经试算L=21m（桩入土深度，冲刷完成后）；汽车--20级：经试算L=23m（桩入土深度，冲刷完成后）。
2.2加固设计
①总体设计。依据对桥梁的全面检测、调查，对大桥桥面的桥面铺装、泄水管、人行道板、护栏全部更换，护栏挑梁修补后继续使用；T梁加大截面补强；盖梁、立柱碳纤维布补强；基桩加大截面补强，同时对地基土注浆固表补强。
②具体设计。该桥加固内容较多，主要介绍T梁及桥墩加固。
3、桥梁上部结构的加固
3.1桥上部结构的加固当结构受损或超载而承载能力不足时，需予以加固，从投资少，工效快，不中断交通，技术可行，有较好的耐久性等要求考虑，选用下列加固方法进行加固。
当具体承载力不大时，在梁顶面（桥面）上加铺一层钢筋混凝土面层，使其与原有主梁形成整体，达到加厚主梁高度和增大梁的抗压截面的目的，以提高梁的承载能力。
增设纵梁法：在墩台、地基安全性能好，并有足够承载能力的情况下，可增设新纵梁使之与旧主梁，共同受力，达到提高桥梁承载能力的目的。增设桥墩或改桥为涵的改变结构体系法：通过改变桥梁结构体系，如在简支梁下增设立柱或桥墩，缩短桥跨，或把相邻两跨简支梁加以连接，变成连续梁。对小桥还可采用桥改涵的形式，提高承载能力。或将旧梁部分或全部卸除，更换成荷载等级较高的新梁。此法加固效果显著，施工也较简便，但造价较高，影响交通的时间较长。
3.2桥面铺装层的维修与加固对危害桥梁正常运行的部分进行经常性的养护维修，应保持桥面清洁，伸缩缝完好并能伸缩自由，疏通泄水孔等。桥面板出现表面碎裂、脱落或洞穴现象后，应采取局部修复的办法进行维修。修复时，先将破损部分凿除，再浇筑新鲜混凝土，并注意加强养护。
4、墩台基础的维修与加固
4.1墩台基础的维修水深H3m时，可通过潜水作业将袋装混凝土分层填塞冲空部分或包褒损坏部分。
4.2墩台基础的加固当基础承载力不足或埋置太浅，而又为刚性实体基础时，可采用加砌砌体或增补混凝土，以扩大原有基底面积的措施予以加固。
4.3地基加固当基底土基松软或深层土质不良而影响基础正常受力时，可用人工地基加固法加固地基，常用方法有砂桩法和注浆法等。当软弱地基较厚时，将钢管或木桩打入基础周围土层后，然后将桩拔出，灌入干燥粗砂并捣实而成砂桩，使地基土的密实度得以提高。当易坍孔灌砂困难时，可采用砂袋套管与冲振法加固地基。注浆法是在墩台中心直向或斜向钻孔或打入管桩，通过孔眼及管孔压喷注浆于土层之中，通过浆液凝固把松散土固结或把岩石裂缝填塞的一种地基加固方法。
4.4墩台主体加固当墩台有贯通性裂缝时，可用钢筋混凝土围带或钢箍进行加固。一般在墩台身上、中、下分设三道围带，当墩台身有严重裂缝及大面积表面损坏、风化和剥落时，可采用围绕整个墩台身设置钢筋混凝土护套的方法进行加固。为加强围带与墩台身的连接，在墩台身内应埋置直径10-20cm的钢销，埋深约20倍的钢销直径即可。
5、桥面伸缩装置的维修
当软性填料松散脱落时，应清除原缝隙存留物后重新注入新的填缝料；当铺装层破坏时，应凿除后重新铺筑；伸缩缝损坏时，应予更换。松动不平整时，应重新调平并紧固之；脱出时，应重新嵌固并调平；老化失效时，应予以及时更换；焊接破裂时，应清除垢秽后重新焊牢；钢板出现裂缝或断裂时，应采取焊接修补。
6、桥头引道的维修
桥头衔接处路面下沉，应作填补修理，使之连接平顺，不致产生跳车；挡墙、护栏损坏时，应及时修补或更换；护坡冲空或有其它损坏，应采取修补措施；引道上的涵管，水渠，有损坏时，应及时维修。
7、超重车辆过桥的管理与加固
为了使运输特大、特重型工业设备的车辆驶过桥梁，不致引起桥梁的损坏甚至发生重大事故，必须加强超重车辆过桥时的管理工作，认真采取加固补强措施，配合超重车辆安全过桥。
使车辆装载的货物尽量减少或使重量尽可能分布在较大的长度范围内，减小单位长度的压力。可在桥头引道上设牵引车或卷扬机，使牵引车与平板挂车分别过桥。使车上货物装置平衡、适中、避免产生偏载。使超重车辆单车过桥，选择交通量较小的时间里，同时沿线要事先通知，运行中要请公安、监理部门配合，进行交通管理，以确保安全。
为适应超重车辆过桥的要求，应采取一定的加固措施，常用的加固措施有：在桥面上搭设临时钢木过梁，以减轻桥梁负担的卸载措施；对桥梁结构进行临时或永久性加固，使桥梁承载能力提高的措施；对旧桥进行改建或搭建临时便桥的措施。
