浅谈桥梁维修加固方法
2015-07-02
1引言
近年来，由于大量超载车辆强行通过，导致我处管辖的马池立交桥出现诸多病害，主要是T梁铰接处混凝土破碎，局部地方T梁翼缘板边缘已破坏形成空洞，横隔板横向连接结构大量松脱等。2012年，我处委托专业机构给马池桥“体检”，专家鉴定该桥为不合格状态（D级）。根据检测报告及专家建议，我处制订并实施了采用粘贴钢板法加固T梁横隔板的维修方案，对24跨范围内所有横隔板梁横向联接结构进行了修复。修复后于2013年底再次对该桥进行了检测，检测结果鉴定该桥为合格状态（C级）。
随着社会的发展和交通运输的发展,越来越多的桥梁需要维修加固。桥梁维修加固就是对有缺陷的桥梁主要承重构件进行补强，改善结构性能，恢复和提高桥梁结构的安全度，提高其承载能力，通过能力，使整个桥梁结构可满足规定的承重力要求，并满足规定的使用功能需求。桥梁维修加固的方法有多种，针对不同的桥型、不同的加固位置，可以采用不同的方式和方法。
2旧桥上部结构加固技术
2.1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,改善桥梁荷载横向分布能力,从而达到提高桥梁的承载能力的目的。
2.2增大截面和配筋加固法
当梁的强度、刚度、稳定性和抗裂性能不足时,通常采用增大构件截面、增大配筋、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，增加梁的有效抗压高度和抗弯强度,从而提高桥梁的承载力。该法广泛应用于桥梁及拱桥拱肋的加固。
2.3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的喷射到已锚固好钢筋网的受喷面上,凝结硬化面形成钢筋混凝土,从而增大桥梁的受力断面和补强钢筋,加强结构的整体性,使其能承受更大的外荷载作用。
2.4粘贴钢板加固法
当交通量增加,主梁出现承载力不足或出现严重腐蚀的情况时,梁板桥的主梁会出现严重的横向裂缝。采用粘结剂及锚栓,将钢板粘贴锚固在混凝土结构的受拉边缘或薄弱部位,使其与结构形成整体,以钢板代替增设的补强钢筋,达到提高桥梁承载力的目的。
2.5粘贴碳纤维加固法
采用专门的树脂将碳纤维粘在混凝土结构受拉表面，碳纤维与原结构形成
新的受力整体，由于碳纤维与钢筋共同承受荷载，降低了钢筋应力，从而使桥梁
结构达到加固和补强效果。这种加固方法和粘贴钢板加固法的优点是:①不需要破坏被加固的原结构; ②施工工艺简单,施工质量较容易控制; ③施工工期短。
2.6增设纵梁加固法
在墩台地基安全性能好,并具有足够承载力的情况下,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力和刚度得到提高。当增设的纵梁位于主梁的一侧或者两侧时,则兼有加宽作用。为保证新旧混凝土能够共同作用,必须注意做好新旧梁之间的横向连接。
2.7拱圈增设套拱加固法
在原主拱圈腹面下增设一层新拱圈,即紧贴原拱圈底面上,浇注或锚喷混凝土新拱圈,外形上就像是在原拱圈下套做了一个新拱圈。
2.8钢板和拉杆加固拱桥
对于拱上填料较厚的拱桥,在重荷的作用下,拱上侧墙由于填料的挤压出现外倾和开裂现象。采用在拱桥两边侧墙上横向打孔穿钢筋,两端用钢板锚固的方法限制侧墙继续外倾和开裂,经实践,效果良好。
3旧桥下部结构加固技术
3.1扩大基础加固法
此法适用于基础承载力不足或埋深太浅,而墩台又是砖石或混凝土刚性实体式基础时的情况。扩大基础底面积应由地基强度验算确定。
3.2增补桩基加固法
当桥梁墩台基底下有软卧层时,墩台发生沉陷，对此采用增补桩基加固法是一种常用而且有效的方法。这种方法是在桩基础的周围补加钻孔桩等,以此提高基础的承载力,增强基础的稳定性。
3.3钢筋混凝土套箍或护套加固法
当桥梁墩台由于基础埋深不够,或因施工质量控制不严等原因,导致墩台开裂时,有时会出现贯通裂缝,可采用钢筋混凝土围带或钢箍进行加固。
3.4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,应在台背之后加建一挡墙,以抵御过大的土压力。
3.5墩台拓宽加固法
利用旧桥基础,靠墩台盖梁挑出悬臂加宽部分,以便于安装上部结构。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。
4旧桥加固的常用方法
4.1塞缝灌浆
塞缝灌浆是把按一定比例配制的水泥(砂)浆、环氧树脂(砂)浆,通过喷浆机按一定压力灌入结构物缝隙内,起到填塞裂缝、避免钢筋锈蚀并提高结构整体强度的作用。塞缝灌浆是用胶结材料把结构的裂缝填满,使力的作用传递尽可能恢复到原来状态。塞缝灌浆一般用于处理桥梁上部、下部结构裂缝,灌浆分为水泥浆、水泥砂浆、环氧树脂浆、环氧树脂砂浆等,具体采用哪一种,应视实际情况而定。通常水泥(砂)浆用于石砌墩、台和拱圈裂缝,由裂缝的大小来决定灌浆中是否掺砂,采用水泥(砂)浆造价低、效果好。环氧树脂浆一般用于钢筋混凝土结构物,因为钢筋混凝土构件产生的裂缝较小,易灌满,粘结性好;环氧树脂砂浆多用于桥面裂缝。
4.2并桥加宽
上部结构加固改建在调查研究旧桥的基础上,经过技术、经济比较,采用充分利用原桥进行拼宽,使其满足超限运输要求。拼宽原桥对验算不能满足超限运输要求的旧桥,经技术经济比较后,按实际通过的超限运输荷载设计拼宽桥梁,以确保超限运输安全。
4.3旧桥下部结构加固
桥台特别是高度较大的桥台,受行车荷载和土压力作用,常见病害有桥台开裂、凸肚、翼墙外崩、开裂、错位等。对于跨径较小,水流不大的石拱桥,采用在桥跨内加钢筋混凝土框架进行加固。
4.4桥梁基础加固
对于位于天然地基上的浅基础,由于埋置深度较浅,易受河水冲刷而淘空。受河水改道冲刷桥梁引道,导致桥台基础冲空,引道被毁。桥梁地基局部软弱,致使桥台发生不均匀沉降,引起桥台开裂等。针对以上病害,采取对河床用浆砌片石进行铺砌,上游河床设置丁坝、打木桩扩大桥台基础等方法进行加固。
4.5防治桥台基础冲刷
对于跨径较小的桥梁,由于河水改道,洪水直接冲刷桥台基础,导致基础冲空甚至掉脚,可采取在桥跨范围内满铺ＭＵ15片石混凝土的方法进行加固,铺砌厚度为30ｃｍ,铺砌两端设置截水墙。对于桥梁上游河床变迁、水流改道、洪水直接冲刷桥台基础和桥台引道,导致桥台基础冲空、引道被毁的桥梁,采取在桥梁上游适当位置设置丁坝等调治构造物,将河水导入主河道。
4.6桥面铺装层的加固施工(沥青或水泥混凝土)
清除或刨洗桥梁旧铺装层后,在梁板上设置剪力键,将原梁板和新桥面铺装连为一体,共同受力。新桥面铺装应设置双层钢筋网,采用钢纤维水泥混凝土效果良好,既抗开裂又防透水。一般情况是重做桥面铺装同时将伸缩装置一并更换,待伸缩缝预留槽浇筑的混凝土强度达到设计强度后,方可开放交通。
5结语
在桥梁维修与加固过程中须考虑的因素和涉及到的问题很多，常考虑的主要因素有：桥梁结构型式；桥位地形、水文、自然状况；桥梁现状分析研究结论；施工技术水平；能否封闭交通；预期加固效果；资金投入量等。合理的维修加固方案是将上述方法优化组合，体现出维修加固效果及经济效益。加强桥梁的管理并进行维修加固,使其处于正常的工作状态,不能重建轻养,桥梁的维修加固比新建还难,因为桥梁的维修加固,没有现成的规范,更没有可供使用的标准图,桥梁的病害又错综复杂,病害原因很难确定，桥梁的维修加固任重道远。
