浅谈桥梁加固的主要方法和技术
2015-06-09
前 言：
我国正处在基础设施建设的高峰时期，交通部门的基础设施建设发展尤为迅速，桥梁工程在铁路建设中占有非常重要的地位，桥梁在铁路设计中所占的比重越来越大。但是由于在桥梁设计和施工中不可避免地存在这样那样的问题，使得桥梁检测和桥梁加固成为必要，所以对旧桥加固的研究也显得非常迫切。
桥梁需要加固的原因
1、建设期的规划失误，已不能承受现代运输压力。
2、由于设计及施工的缺陷以及各种不利环境使得桥梁结构的混凝土及钢筋腐蚀严重。
桥梁耐久性差和年久老化。我国在20世纪60-70年代修建的桥梁，大部分仍在服役，由于年久失修、失养，已不适应交通量日益增长的需要。
4、外界不利荷载的影响使得桥梁结构安全性下降。在我国，造成此种情况的最大原因是在公路上行驶的货车大多数超载、超限行驶，致使20％以上的桥
梁出现安全隐患。
5、设计和施工失误造成的桥梁工程质量事故，无法满足使用要求以及新桥的使用功能发生变化，也是桥梁需要加固的重要原因。
桥梁加固的原则及重要意义
桥梁加固的方法有多种，对于具体的工程如何选用，应依照以下的原则：
1、采用加固方案之前，须先考虑耗费少、功效快，不中断交通、技术上可行，有较好耐久性等方面的要求。
2、补强加固是通过加大或修复桥梁构件来提高局部或整座桥梁承载能力的措施。因此桥梁加固工作一般以不更改原结构形式为原则，在兼顾经济性的前提下，只有在较复杂的情况下，才可考虑更改结构形式。如果采用补强加固的方式仍不能达到交通运输要求，则必须考虑进行重建桥梁的部分或全部。
3、选择桥梁加固方式时，必须考虑旧桥现状、承载能力减弱的程度以及日后交通量，最好参考已经成功完成补强加固的桥梁的施工。
三、桥梁加固的主要方法及技术
1、结构性加固
（1）体外预应力加固法
体外预应力法的加固原理是在梁的下缘受拉区设置预应力材料。通过张拉对梁体产生偏心预应力，在此偏心压力作用下，使梁体发生上拱，抵消部分自重应力，减小了结构变形和裂缝宽度、改善了结构受力，能够较大幅度的提高结构承载力。目前常用下撑式预应力拉杆加固法和外部预应力钢丝束加固法两种。
在合理安排施工流程的情况下。该方法可最大限度地减少对桥上交通的影响，甚至可以在有限开放交通的情况下组织施工，因此近年来国内工程实例较多。如301国道盘锦立交主线桥和盘锦立交WH匝道桥的加固。但加固后体外预应力筋的防腐问题一定程度上增加了后期养护费用，因此。一般不是公路部门的首选固方法。
（2）表面粘贴加固法粘贴加固方法
即采用化学粘结剂将补强材料直接粘贴在混凝土构件表面，使之与构件形成受力整体，以提高结构承载力的一种方法。具有施工简便快速，不增加结构自重以及适应范围大对环境干扰少等优点。以树脂粘接钢板与混凝土的结构加固法，被用于建筑、工厂、桥梁等土木工程中。该法施工快速、现场无湿作业或仅有抹灰等少量湿作业，对生产和生活影响小，且加固后对原结构外观和原有净空无显著影响，但加固效果在很大程度上取决于胶粘工艺与操作水平。随着粘贴加固技术的不断研究和发展，一种粘贴纤维增强复合材料的出、现避免了以上问题，我国主要是研究应用粘贴片材加卵技术。与传统的粘钢加固技术相比，粘贴纤维增强复合材料的优势为高强高效，可设计性强，适用范围广，基本不改变原结构外观运输、储存、施工更方便，化学结构稳定耐候性、耐腐蚀性较好。不足为:防火性能差、材料各向异性、抗剪强度低、施工要求严等。
（3）碳纤维增强塑料加固法
粘贴碳纤维加固技术采用专门的树脂将碳纤维粘贴于混凝土结构受拉表面时，碳纤维与原结构形成新的受力整体，碳纤维与钢筋共同承受荷载，降低了钢筋应力，从而使结构达到了加固和补强效果。粘贴碳纤维加固技术的主要特点是:几乎不增加结构自重和截面尺寸，不改变净空高度，施工方便，对原结构几乎不会造成新的损伤，具有良好的耐腐蚀性、耐久性和抗疲劳性能，根据受力分析可进行多层粘贴进行补强，其方向性也可以灵活掌握。此外碳纤维质地柔软，加固后可用混凝土砂浆涂敷，或根据要求涂装各种颜料，修复补强不留痕迹。可在不改变结构外型的前提下补强各种混凝土结构物，包括抗弯、抗剪、抗压、抗疲劳、抗震、抗风、控制裂缝和挠度的扩展，增加结构的延性。
（4）增大截面与配筋加固法一般采用在梁底面或侧面加大尺寸。增配主筋。以提高主梁截面的有效高度，从而达到提高桥梁承载能力的目的。然而，由于增大截面法在施工过程中全部的作业需在梁底进行，施工难度较大且施工质量难以控制。因此。尽管在某些情况下费用并不太大，但以上因素制约了该技术的广泛应用，一般用于T型截面梁的加固维修。
2、增加构件加固法
增加构件加固法主要是指增设纵梁提高承载能力或拓宽改建，增加横隔板加强横向联系。当墩台地基安全性能好，并具有承载能力，上部结构也基本完好，但其承载能力不能满足要求，同时要求加宽桥面时，一般采用增加承载能力高和刚度大的新纵梁使新旧梁互相联结共同受力。对于要进行拓宽改造的则还需要对墩台进行拓宽。常使用的方法根据增加构件及新1日主梁联合受力形式可分为：增设纵梁加固；增设边梁加固；单边拓宽技术改造；双边拓宽技术改造；增加辅助横梁加固。
3、 桥梁上部加固方法
（1）有粘结外包型钢加固法，该法也称湿式外包钢加固法，特点是受力可靠，施工简便、现场工作量较小，但用钢量较大，且不宜在无防护的情况下用于60。C以上的高温场所。适用于使用上不允许显著增大原构件截面尺寸，但又要求大
幅度提高其承载能力的混凝土结构加固。
（2）增设纵梁加固法，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。由于荷载在新增纵梁后的桥梁结构中重新分布，使原有梁中所受荷载得以减小，由此使加固后的桥梁承载能力和刚度得到提高。
4、桥梁下部加固方法
(1)增补桩基加固法，即在桩式基础的周围补加钻孔桩，或打入钢筋混凝土预制桩，扩大原承台，以此提供基础的承载力，增强基础的稳定性，主要用于当桥梁墩台基底下有软卧层，或墩台基础未下至坚硬层时，墩台发生沉陷以及桩的深度不足，或由于水流冲刷等原因使桩发生倾斜的情况。
（2）钢筋混凝土套箍或护套加固法。当桥梁墩台由于基础埋置深度不够，或因施工质量控制不严等原因，导致墩台丌裂破损时，有时会出现贯通裂缝，可采用钢筋混凝土圈带或钢箍进行加固。加固时一般在墩身上、中、下分设三道、围带，其间距应大致相当于桥墩侧面的宽度。
（3）桥台新建辅助挡土墙加固法。由于桥台台背水平土压力过大，引起桥台倾斜，应设法采取平衡桥台壁的土压力处理，在台背之后加建一挡土墙，以抵抗过大的压力。
（4）墩台拓宽方法。利用旧桥基础，靠墩台盖梁挑出悬臂加宽部分，以便安装加宽的上部结构。此种情况为只加宽墩台上部的盖梁，墩台身和基础则不需予以加固。采用此法加宽墩台时，旧桥墩台基础必须完好、稳定，且需经过承载力验算后才能采用。否则，应在老桥的墩台旁，另新浇筑拓宽部分的墩台及基础。
结束语：
桥梁的加固维修问题已经成为世界普遍关注的课题，现今的桥梁病害主要出现在低等级公路中的桥梁，目前的桥梁维修加固任务主要是这些低等级的中小桥梁，其数量虽多但加固工程规模相对较小。而且我国新建桥梁技术发展较快，但桥梁养护维修加固技术的发展相对滞后。因此，进一步加强对桥梁的养护维修、加固及技术改造的研究及其工程应用有其重要意义。
