桥梁维修加固技术
2015-04-03
近年来,随着经济社会的发展,公路运输车辆向大型化、 拖挂化、 集装箱化方向发展。 受利益驱动,公路上行驶的超限超载运输车辆逐年增多,造成严重的社会危害。桥梁是现代城市化建设中的重要基础设施,它具有极强的社会公共性。如果超限超载运输得不到有效遏制,就会陷入一方面路桥建设、养护投资力度不断加大,另一方面路桥边修边坏、屡修屡坏的“怪圈”。再者,自然环境的恶化对桥梁的影响也很大,尤其是沿海地区,桥梁建成服役十多年就要进行加固维修或是拆除重建的情况屡见不鲜。在桥梁的施工过程中,部分建筑施工单位利欲熏心,偷工减料,桥梁的质量安全也受到了极大威胁。这些不利因素的存在,必然要求我们对问题桥梁进行维修加固。
桥梁的维修加固工作主要从桥梁的上部承重结构、下部结构加固及桥梁附属构筑物等方面着手进行,现结合个人实际工作经验分别从这几个方面进行简单介绍。
一、桥梁加固法
1、桥面补强层加固法。
在梁顶上加铺一层钢筋混凝土层，一般先凿除旧桥面，使其与原有主梁形成整体，达到增大主梁有效高度和抗压截面强度、改善桥梁荷载横向分都能力，从而达到提高桥梁的承载能力的目的。
2、增大截面和配筋加固法
当梁的承载力、刚度、稳定性和抗裂性能不足时，通常采用增大构件截面、增加配筋、 提高配筋率的加固方法。这种方法是在梁底面或侧面加大尺寸，增配主筋，提高梁的有效高度和抗弯承载力，从而提高桥梁的承载力。该法广泛用于梁桥及拱桥拱肋的加固。
3、锚喷混凝土加固法
借助高速喷射机械，将新混凝土混合料连续地喷射到已锚固好钢筋网的受喷面上，凝结硬化而形成钢筋混凝土，从而增大桥梁的受力断而和补强钢筋，加强结构的整体性，使其能承受更大的外荷载作用。
4、粘贴受力筋（钢板、碳纤维、锦纶纤维）加固法
当交通量增加，主梁出现承载力不足，或纵向力筋出现严重腐蚀的情况时．粱板桥的主梁会出现严重的横向裂缝采用粘结剂及锚栓，将钢板等受力筋粘贴锚固在混凝土结构的受拉缘或薄弱部位．使其与结构形成整体，达到提高梁的承载能力的目的。这种加固方法的特点是：
①不需要破坏被加固的原结构的尺寸；
②施上工艺简单 施工质量较容易控制
③ 施工工期短。
5、改变结构受力体系加固法
这种加固、 改造方法是通过改变桥梁结构受力体系，达到提高桥梁承载能力的目的。如： 在简支梁下增设支架或桥墩，把简支梁与简支梁纵向加以连接，由简支变连续梁，或在梁下增设钢衍架等加劲或叠合梁等．以减小梁内应力，达到提高梁承载力的目的。
6、体外预应力加固法
对于钢筋混凝土或预应力混凝土梁或板，采用对受拉区施以体外预应力加固，可以抵消部分自重应力，起到卸载的作用，从而能较大幅度地提高梁的承裁能力。体外须应力加固法优点是：
（1）在自重增加很小的情况下，能够大幅度改善和调整原结构的受力状况，提高承重结构的刚度、抗裂性能；
（2） 由于承重结构自更增加小，故对墩台及基础受力状况影响很小，可节省对墩台及基础的加固；
（3）对桥梁营运影响较小，可在不限制通行的条件下加固施工；
（4）预应力加固法既可作为桥梁通过重车的临时加固手段，又可作为永久性提高桥梁荷载等级的措施。
7、增设纵梁加固法（拓宽改建）
在墩台地基安全性能好，并具有足够承载能力的情况下，可采用增设承载力高和刚度大的新纵梁。新梁与旧梁相连接，共同受力。由于荷载在新增主梁后的桥梁结构中重新分布，使原有梁中所受荷载得以减少，由此使加固后的桥梁承载能力和刚度得到提高。当增设的
纵梁位于主梁的一侧或两侧时，则兼有加宽的作用。
8、拱圈增设套拱加固法
当拱桥的主拱圈为等截面或变截面的实体拱板，且墩台无病害，基础沉降满足加固后的要求，同时桥下净空与泄洪面积容许部分压缩时可在原主拱圈下加设一层新拱圈。即紧贴在原拱圈底面上浇注或喷射新混凝土拱圈。
9、扩大基础加固法
扩大基础底面积加固法， 称为扩大基础加固法。 此方法适用于基础承载力不足或埋深不够， 而且墩台又是砌筑的刚性实体基础。 扩大基础底面积应由地基承载力计算确定。当地基承载力满足要求而缺陷仅仅是基础不均匀沉降变形过大时，采用扩大基础底面积加固的
方法， 主要由地基变形计算来控制加固设计。
10、增补基桩加固法
桥梁墩台基底下有软弱下卧层，或基础底面未设置在坚硬的持力层上时，墩台发生沉降； 或桩基础深度不足；或由于水流冲刷过大等原因造成桩发生倾斜。采用增补基桩加固是一种有效的加固方法。即在基础周围补加钻孔桩，或打入钢筋混凝土预制桩，与原承台或基础相连，以此提高基础承载力、增强基础稳定性。
11、钢筋混凝土套箍或护套加固法
当桥梁墩台病害由于基础埋深不够或施工质量控制不严等原因造成的，导致墩台开裂破损时，一般在墩台身上中下分设三道带箍，其间距大致相当于桥墩侧面的宽度。每个带箍的宽度则根据裂缝的宽度和开裂情况而定。一般约为墩台高度的1/10，厚度采用10~20cm。当墩台损坏严重，如墩台身严重开裂或大面积表面破损、风化、剥落时，则可采用围绕整个墩台身设置钢筋混凝土护套的方法加固。
12、桥台新建辅助挡土墙加固法
当桥梁桥台不足以承担荷载或土压力时，可以在设一桥台，辅助主台受力。
13、墩台拓宽加固法
当墩台不够宽是，在复核基础承载没问题时，可以利用原墩台加设悬臂帽梁进行加宽。
二、桥梁维修的方法
1、桥面铺装的维修。桥面铺装指的是为保护桥面板和分布车轮的集中荷载,用沥青混凝土、 水泥混凝土、高分子聚合物等材料铺筑在桥面板上的保护层。其作用是保护桥面板防止车轮或履带直接磨耗面,保护主梁免受雨水侵蚀,并借以分散车轮的集中荷载。 桥面铺装的病害主要为原铺装层过薄、铺装中未设钢筋网或含筋量过小、铺装与桥板间存在夹层、混凝土浇筑不密实引起的。
桥面铺装主要有沥青混凝土和水泥混凝土铺装两种形式。对于沥青混凝土铺装病害形式,可以采用灌缝和挖补等日常手段进行维修,而对于水泥混凝土铺装的病害形式除采用上述修补方式处理外,最有效的就是对其进行彻底翻修。
2、桥面伸缩缝的维修。桥面伸缩缝主要由传力支承体系和位移控制体系组成,它的主要功能是将车辆垂直和水平荷载通过支承结构传递到梁体,并适应桥梁纵横位移的变化和梁端翘曲发生的转角变化。由于它设置在梁端构造比较薄弱的部位,直接承担车辆反复荷载作用,又大多暴露在大自然中,受到各种自然环境的影响。加之其装置的性能及连接件等不尽完善,因
而可以说伸缩缝是易损坏,难修补的部位,经常会发生各种不同程度的缺陷。 桥面伸缩缝的损坏,不仅影响着桥梁的正常使用,而且增大了养护维修的工程量,造成了一定的经济损失和不良社会影响,因此,必须对桥面伸缩缝进行经常性的维修整治,以保证桥梁的正常使用。伸缩缝的维修必须注意的重要问题:(1)当原伸缩缝装置的锚固钢筋等损坏、松动或无锚固钢筋需增设时,应先凿出锚孔后再安设钢筋等锚固件。(2)在凿除原有混凝土铺装时,不要损伤伸缩缝两侧桥面板混凝土及钢筋。 (3)对于桥面铺装层上容易产生车辙的凸凹不平处,要特别注意铺筑后铺筑材料时不应产生高低差。
3 结论
桥梁加固是一项系统工程，桥梁工作者要深入了解既有桥梁维修加固的方法，对加固工作的技术、理论、实践不断研究、创新、总结、交流，在工作中灵活运用，以使桥梁加固工作不断进步。
参考文献
[1] 公路桥涵施工技术规范 [ J ] . JTG/TF50 -201 1.
[2] 张俊平.桥梁检测与维修加固[M].人民交通出版社,2011, 8.
[3] 周建庭.大中型桥梁加固新技术[M].人民交通出版社,2010,5.
