试论几种桥梁加固的施工工艺及其特点

金玲琴 骆旦云

（浙江宏亮建设有限公司）

试论几种桥梁加固的施工工艺及其特点

金玲琴 骆旦云

（浙江宏亮建设有限公司）

市政工程桥梁较之于其他工程项目来说，具有重大的社会性、服务性和交通影响性等功能。本文对于几种桥梁加固的施工工艺及其特点进行分析探讨，对于我国市政工程桥梁建设具有一定帮助。

桥梁施工；桥梁加固；施工工艺；加固方法；比较

桥梁加固一般是指：通过对构件的补强和结构的性能改善，以恢复或提高现有桥梁的承载能力，延长使用寿命，适应现代交通运输和通行的要求。梁式桥梁的主梁受力状况Eh--个要素决定，即荷载产生的内力(弯矩)、主梁截面决定的几何特性以及主梁材料的自身强度。当桥梁荷载增加或超重，使得桥梁引起的内力超过材料强度的允许范围，势必造成主梁受拉部位开裂、破损、承载力下降，成为旧危桥；随着桥梁使用年限的增加，各种外界因素也会导致材料性能降低、强度降低，也将造成桥梁承载力下降，成为旧危桥[1]。结构或构件加固是一项复杂的工作，要考虑的因素很多。加固方法应从施工方便、不影响生产、经济合理、效果好等方面来选择，一般原则如下[2]：1)加固应尽可能做到不停产或少停产，因停产的损失往往是加固费用的几倍或几十倍。能否在负荷下不停产加固，取决于结构的应力应变状态。一般构件的内应力小于钢材设计强度的 80%，且构件损坏变形等不是太严重时，可采用负荷不停产加固方法。2)结构加固方案要便于制作、施工和检查。3)结构制造组装应尽量在生产区外进行。4)连接加固应尽可能采用高强螺栓或焊接。目前，国内外对于桥梁进行加固改造的技术途径主要有加强薄弱构件、增加辅助构件、改变结构体系、减轻恒载和加固桥墩基础等等。

一、加强薄弱构件加固方法

在桥梁上，对于有严重缺陷的部位，或者因要通行重型车辆而不能满足承载要求的部位，如梁的跨中部位、支座部位、承受负弯矩的部位等等，以及其他变截面处等，采取加强措施，进行补强。在桥梁结构中，特别需要注意的是：桥梁的薄弱处一般在受拉区域，受压区域则比较少。所以，对于薄弱处补强方法，往往采用增大截面面积、粘贴加固，增设预应力钢筋等等。

目前，国内有相当一部分桥梁由于在修建年代时，荷载等级仅适应当年的要求，因此在当前的使用中表现出承载力不足的缺陷。如果病害不断产生和发展，就会成为危桥。对于这部分桥，可以采用增大构件截面的方法，特别是在截面突变处或截面薄弱处。增大构件截面的途径有：增加受力钢筋的面积、加大梁的截面以及喷锚等方法。例如扬州市诵河涧桥在检测中发现跨中部位有少许裂缝，采用加固方式为在梁底板加焊Φ=22mm钢筋，荷载试验证明加固后完全满足规范要求，全部费用加在一起约9500元，经济节约且效果好。

但是对于交通流量较大的桥梁而言，增大构件界面的施工措施可能会导致将作业面设置在交通要道上，影响了桥梁的通行能力。更有甚者可能会因为要加焊钢筋或喷涂混凝土等施工要求而导致整座桥梁结构陷入封闭状态。

粘贴加固方法以其施工方便、影响范围小等优点已广泛应用于建筑结构中。钢板粘贴法是采用环氧树脂系列粘结剂，将钢板粘贴在结构的受拉区域或薄弱部位，使之与结构物形成整体，提高其刚度，限制裂缝开展，以达到补强的效果。随着加固技术的改进，粘贴加固法的材料也有了很大的改进。近几年来，玻璃纤维(CFRP)、碳纤维(CFRP)和芳纶纤维(AFRP)。纤维复合材料的力学特点是其应力应变量完全线弹性，不存在屈服点或塑性区。由于碳纤维材料具有高强、轻质、耐腐蚀等优异物理性能，以及现场施工便捷，成为旧桥加固的理想材料。近年来，省市利用碳纤维粘贴加固法对市政工程的人行天桥、通车桥等进行了大量的加固，施工效果良好体外预应力加固法也是当前较为普遍的一种的加固措施。预应力加固是指运用预应力原理，在增设构件或原有构件中，施加一定初始应力的一种加固方法。采用对受拉区域以预加应力的加固方法，可以抵消部分自重应力，起到卸载作用，从而提高梁的承载能力。

体外预应力加固技术对于施工的要求比较高，前期计算也需要进行系统的分析，工作量比较大。体外预应力加固技术对于桥梁下净空高度有较大的影响，且加固外形需要做精心的设计，特别是针对市政工程时，外观要求更为重要。

二、增加辅助构件加固方法

在地基安全性能好，并具有足够承载能力的情况下，可采用增设承载能力高和刚度大的新纵梁，这些新梁与旧梁相连接，共同受力。新结构中的内力将重新分布，使原有结构梁中所受荷载减小，由此使加固后的桥梁承载力和刚度得到提高，新增设的纵梁还兼有加宽作用。

相对于其他几种加固技术而言，增加辅助构件加固方法工程量较大，一般采用拓宽改建的技术路线，施工费用也较高，但是加固后的桥梁不仅在安全性能上能有很大的改善，还可以增加交通流量。

三、改变结构体系加固方法

改变结构体系加固，实际就是通过改变桥梁结构体系以减少梁内应力，例如：在简支梁下增设支架或桥墩；或把简支梁与简支梁加以连接，从而由简支梁变为连续梁；或者，在梁下增设钢桁架等的加劲梁等，以提高桥梁的承载能力，减小梁的跨中挠度。

在梁下增设支架使简支梁变为连续梁的加固方法中，需要注意梁的内力重分布，支撑与梁连接处为负弯矩处，需要对构件进行强度分析，必要时也可结合加固薄弱构件的方法，采用粘贴钢板、碳纤维等措施进行。

四、减轻恒载加固方法

减轻桥梁上部结构的恒载，改善原桥梁的受力状念，提高桥梁的承载能力，特别是在桥梁基础承载力受到限制，不能满足加固上部结构和提高活载承载力时，通过减轻桥梁恒载的办法来提高承受活载的能力，乃是一种经济有效的措施。

此种加固方法对于施工技术要求较低，且不需要进行复杂的验算，效果显著。但减轻恒载的方法从一定程度上来说，会影响原有结构的交通功能。此方法的施工面一般位于桥面，施工时会时得桥梁结构通行能力减低。

五、结语

随着我国经济建设的高速发展，城市中不仅车辆数量急剧增加，而且行人的通行要求也越来越高。城市基础设施中的桥梁结构的建设、维修和养护工作问题突出。据资料统计，旧桥的加固费用一般仅为建设新桥梁的10%～20%，若能提高加固技术，同时改进对加固方案优选的方法，必然能有效的节约城市基建费用，达到可持续发展的目的。

[1] 朱正伟, 刘东燕, 彭文轩. 体外预应力技术在桥梁加固中应用的思考[J]. 重庆建筑大学学报, 2005,27(2).

[2] 翟飞格, 张建仁, 王磊. 桥梁加固前后对环境影响的评价[J]. 中外公路, 2010,30(1).

TU698

1674-3954（2011）03-0257-01