旧桥梁加固技术分析
2016-08-22
1 桥梁加固的必要性
（1）在桥梁使用期间内，任何桥梁都会成为旧桥。早期修建的桥梁，由于当时人们对铺装功能、病害认识有限，往往存在配筋偏小，钢筋直径过细，铺装与承载构件的界面连续不牢靠等问题。由于桥梁是建在大地上的特殊产品，不仅受自然环境的影响（如大气腐蚀、温度、湿度变化等），而且还受到使用环境的影响，难以避免产生损坏现象。这使桥梁的维修、养护、加固、改造已成为必然。
（2）从经济上分析，桥梁加固可以节省大量投资，收到良好的社会经济效益。采用适当的加固技术和拓宽措施，不仅可以避免因拆除旧桥与重建新桥而增加工程费用；而且对现有交通运输影响有的甚至可以在不中断交通的情况下完成，早期设计施工的高速公路的桥梁在长期大交通量、重荷载的运营情况下大部分出现了病害；同时也恢复和提高了旧桥的承载能力及通行能力，延长桥梁的使用寿命，满足现代化交通运输的需求。
（3）桥梁的改造和加固，不仅可以提高公路桥梁的通行能力和服务水平，而且在更大程度上能够消除交通安全隐患。从发展中分析，旧的公路桥梁加固有利于促进桥梁建设的可持续发展。既满足现代人的需求以不损害后代人满足需求的能力，使经济、社会、资源和环境保护协调发展。
2 加固改造工程必须满足的基本条件
（1）桥梁经加固改造后，其结构性能、承载能力与耐久性等都能满足使用上的要求。
（2）具有较明显的经济效益。对于桥梁结构物的加固改造可以采用两种不同的方式：一种是废弃原有结构物进行重建，这就相当于建造一座符合新的使用要求的新桥，但还要包括拆除原桥的工程内容；另一种是充分利用原桥，进行补强加固，若需加宽则再行拓宽，这就是通常所说的桥梁技术改造。桥梁技术改造的经济效益就反映在它的耗资明显低于新建，否则就无法体现其优越性与基本原则。从多年来的工程实践看，桥梁技术改造的经济效益是明显的。对重建与加固改造进行综合经济效益分析时，应当包括相应交通受阻的经济损失以及拆除原桥所需的费用等。一般认为技术改造比重建能节省50%～60%以上时，经济效益已相当可观，此时以采用加固改造方案为宜，否则可采取重建新桥的方案。
3 桥面铺装层加固
桥面铺装层开裂或剥离等病害，对于钢筋混凝土梁板桥容易使钢筋锈蚀，减弱桥梁的横向整体性；对于石拱桥，由于桥面雨水下渗，加大了拱上填料的含水量，使拱圈出现渗水现象等；同时由于桥面铺装层的破损，引起桥面平整度差，车辆通行时，使桥梁产生震动，对桥梁产生不利影响，同时又加重了桥面铺装层的病害。根据桥梁的具体情况，采用不同的加固方法，对于使用年限长、破损严重的采用拆除、修复的加固方案。而对于病害较轻，使用年限短，且混凝土强度仍符合设计要求的则先处治病害，在不降低设计荷载标准的前提下可采用加铺沥青碎石层的方案。
4 桥梁的下部结构加固
组成桥梁的下部结构的部分主要是桥墩、桥台以及基础等。桥梁的下部加固主要分为两个基本方面，即墩台加固和基础加固。在桥梁的墩台受到严重损害的情况下，会影响到桥梁的车辆通行安全，一般会进行彻底全面的维修。在彻底和全面维修之前可以采取临时加固的办法。一般会在墩台旁增加设立排架，来共同承受墩台载重压力。桥梁的墩台如果已经发生损坏，则需要安装钢轨骨架。但我们在桥梁加固过程中，遇到墩台损坏的情况是比较少的。
桥梁的基础加固方式主要有以下几种情况：第一，出现基底承受能力不足时，可以采用扩大基础或压注浆料的方法加固土层。第二，浅基墩台由于河床受到冲刷，可以采用桥底铺底和隔水墙的防护措施，同时还可以用加深基础的方法来进行加固。对于墩台基础可用分段开挖的方法加深基础，施工时采取临时措施保护原有的墩台，不使原有墩台受力加重。第三，也可以在墩台周围布置钻孔桩，在桩顶上修筑钢筋混凝土，然后与原墩台连成整体，形成共同受力，以加固基础。
5 旧桥基础加固
桥梁基础特别是天然地基上的浅基础，由于埋置深度较浅，易受河水冲刷而冲空。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，我们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。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15号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，截水墙的深度为1m，宽度为0.6m。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。
6 加固方案与加固效果评价方式
加固方案的选择需要考虑到很多因素，主要应该包括桥梁所处的地形条件和地质条件、水文情况和自然状况等。还要对桥梁的现状和使用过程进行精确的分析和研究。另外，施工的现实条件、交通状况以及预期的维修和加固效果等都要做一个全面的规划和考虑。同时，现有的人力资源和技术水平也应该是一个需要注意的条件。桥梁合理的维修和加固方案是在对上述各种因素进行综合考虑的前提下对其进行优化组合的产物，应该体现出加固的效果，还要体现出适当的经济效益和社会效益。
桥梁的加固与维修需要不断地总结经验和吸取教训，并且要在长期的实践经验总结基础上形成明确的规范。更需要对桥梁的维修与加固之后进行质量的跟踪与检查。
桥梁加固后的上部结构通常是用静载或动载试验，将试验结果与加固设计的计算结果进行对比，来对桥梁的加固效果进行分析和评价。但是对于桥梁的下部结构则不应该进行荷载试验，而是要通过其频率变化来定量评估桥墩的加固效果。
7 加强旧桥养护管理
加强公路旧桥的管理，并进行维修和加固，使其处于正常的工作状态，充分发挥旧桥的作用，是公路管理部门的一项主要任务。加强旧桥养护管理可从以下几方面开展。
（1）对于经常过大件的路段，桥梁进行重点检查和管理，收集原始档案材料，掌握其动态；
（2）重视加固工程中原始资料的收集和整理工作，为今后的加固工程积累经验；
（3）在施工中注意抓重点、制约工程；
（4）充分调动基层单位的积极性，正确处理责、权、利的关系。应充分重视公路旧桥的管理工作，加大资金投入，使其保持良好的工作状态，确保公路运输的安全。
8 结论
从目前我国基本建设投资来看，大量的资金用于新建高等级公路，用于国、省道，特别是县乡道路的技术改造的资金相当有限。由于资金短缺，不可能对技术状况差的桥梁进行拆除重建，因为这样做不仅要耗费大量投资，而且工期也较长，因此世界各国都按照充分利用和革新的原则，对旧桥采取适当的加固改造措施，以满足桥梁营运和延长其使用年限的需要。
参考文献：
[1]陈志英.谈谈桥梁加固维修技术[J].中国新技术新产品，2009（04）.
[2]邱善全.旧桥加固技术探讨[J].科技创新导报，2010（07）.
[3]苏广斌，耿丽萍.桥梁加固实用技术探讨[J].黑龙江交通科技，2009（01）
