对桥梁加固工程施工的研究

贾生会

摘要： 桥梁是交通的咽喉，对我国城市发展建设起着重要的作用。目前，我国桥梁数目众多，但不少桥梁因设计或施工问题年久失修，道路安全存在隐患，无法适应当今高速发展的交通状况。本文主要介绍了桥梁加固工程中常用的几种方法，总结了各种方法的优劣性，为今后的桥梁加固提供一点建议。

关键词： 桥梁；加固；方法；总结

一、引言

随着经济的腾飞发展交通运输量增大，伴随着载重等级的变化，桥梁的承重能力备受考验，加上桥梁早年设计原则是注重于材料的节省，安全度较低。例如双曲拱桥目前存在着严重的断面单薄、安全储备低问题，砖拱桥也存在耐久性差和年久老化等问题，这些桥梁都亟需实施加固工程。此外一些近年修建的桥梁，因设计失当或者施工质量差，也存在着加固的问题。据国内有关部门统计，我国的公路危桥大约有四千多座，面对数量众多的旧桥、危桥，若一味的全部重建，既不科学，又浪费了大量的资源。在这种情况下，我国急需找到一种快速、有效、可靠的桥梁加固方法。

二、桥梁加固的基本原则

桥梁加固是指通过补强桥梁的构件改善其结构的性能，提高或恢复现有桥梁的承载能力，延长使用寿命，投入少量的资金以适应现代交通运输和通行的要求。桥梁的加固与桥梁的设计一样，除了应满足设计规范，符合技术可行、结构安全、经济合理的原则外，还必须经过一定的步骤和程序，这就是所谓的加固概念设计。

1. 首先评估桥梁结构，由于结构故障或损坏不能满足结构安全或正常使用要求，则必须实施加固工程。加固的内容和范围，应根据评估结果，确定委托方的要求，可以包括全桥也可以指定部分或特定组件；

2. 建立桥梁修复、加固、重建的经济分析模型，通过分析和比较，选择技术上可行，经济上合理，现有改造后的行动计划对交通干扰较少的方案，以确保桥梁加固的安全实施；

3. 根据需要改造的桥梁评估结论和经济分析，确定现有的桥梁需要加固、修建以达到使用要求，然后提出桥梁加固的设计方案；

4. 当为大桥、特大桥的主要承重构件进行加固施工前，至少提出2个设计方案，通过方案比较和经济评价后，最终确定最佳加固方案；

5. 加固设计和施工，尽量不破坏原有的结构，并保留具有价值的组成部分，以避免不必要的拆卸或更换；

6. 加固设计及施工方法应紧密结合，并采取有效措施，确保新老结构的可靠连接及协同工作；

7. 加固工程的设计方案应按照实际损失情况进行计算；

8. 在加固工程施工过程中，应尽量减少对桥上的车辆和行人的干扰，采取必要的措施减少对周围环境的污染；

9. 在施工过程中，如果发现原来的结构或相关工程隐蔽部位的构造有严重的缺陷，应立即停止施工，会同加固工程设计师协商，采取有效措施处理后再继续施工；

10. 加强施工安全监测，同时相应采取措施，以确保结构及相关人员的安全。

三、几种桥梁加固方法

根据桥梁的加固原因、加固部位以及现有桥梁本身桥型方案的不同，应采用不同的加固方法。我们将现有的加固方法分为两类，一是桥梁上部结构加固，二是桥梁下部结构加固方法，即桥梁墩台与基础加固。目前，在很多桥梁加固工程施工中，同一座桥梁，针对不同的加固原因、加固部位以及桥型，同时采用了几种不同的方法。

（一）桥梁上部结构加固

1. 体系转换加固法

旧桥加固体系转换通常是指增设附加构件或技术创新，使桥的受力体系和受力状况改变，从而减少承重构件的压力，提高桥梁的性能，其目的是使承载能力得以改善。这项技术的优点有提高结构承载力，提高结构刚度，减少挠度等。常用的方法有：拱桥转换为梁拱式拱上建筑法、简支转连续法、多跨简支梁转为先简支后桥面连续体系法、增加辅助墩法等。

2. 体外预应力加固法

体外预应力加固法是利用预应力原理，增设构件或原始构件，施加初始应力（即预应力）的一种加固方法。这种方法主要适用于：正截面受弯承载能力不足、正截面受拉区钢筋锈蚀、由梁抗弯刚度不足引起的梁挠度超过规范、梁的受拉区裂缝宽度超过规范以及梁斜截面受剪承载能力不足。体外预应力加固法，较为主动，大大改善或恢复桥梁的承载力，施工工艺简单，交通干扰小，需要的设备简单，经济效益突出。缺点是容易受环境影响，需要可靠的防腐蚀设计。

3. 桥面层补强加固法

桥面补强层加固法是通过在桥面板铺设一层钢筋混凝土层，使其与原有结构结为一体，从而达到扩大桥面板或主梁有效高度和受压截面，提高桥面整体刚度，增大桥梁承载能力的一种加固方法。主梁或桥面板承载力不够，刚度不足，或铰接梁、板的铰缝传力失效时，可采用该法进行加固。这种方法主要适用于中小跨径的桥梁，施工活动均在桥面进行，操作简捷，便于控制工程质量，补强效果明显。不足的是该法对新旧混凝土结合面和收缩差动变形提出了特殊构造要求，加铺补强层后，桥面高程会受到影响，连接路面或桥面纵坡需要进行相应的调整。

4. 粘贴钢板加固法

粘贴钢板加固法是用粘结剂及锚栓将钢板粘贴锚固在混凝土结构的受拉缘或薄弱部位，形成新的整体，以钢板代替增设的补强钢筋，增大桥梁的承载能力的一种加固方法。该方法具有不改变原结构的尺寸以及施工强度，保证碳纤维与混凝土间剪力的传递，韧性充足等優点。不足之处是粘结剂的质量及耐久性将决定着加固效果的好坏。

5. 碳纤维加固法

粘贴碳纤维加固法是指采用高性能粘结剂将碳纤维布粘贴在建筑结构物表面，当结构荷载增加时，两者共同作用，提高构件承载力的一种加固方法。碳纤维具有高强、轻质、耐疲劳、耐腐蚀等性能，保证了施工速度以及粘贴质量。相比于其他加固方法，采用碳纤维加固旧桥能最小程度地改变原有结构的应力分布，保证在设计荷载范围内与原结构共同受力。

（二）桥梁墩台与基础加固

1. 扩大基础加固法

扩大基础加固法即桥梁基础扩大底面积的加固方法。此法适应于基础承载力不足、墩台为砖石或混凝土刚性实体的情况。当构造物基础具有较大的不均匀沉降，且地基土质坚实时，可以采用该法进行加固。而当扩大部分基础底部的地基承载力不足时，可采取在扩大部分基础下打入一定数量的桩，增大地基承载力，桩的参数则需考虑地基变形情况。扩大基础加固法施工比较便捷，缺点是它必须使新老基础共同承受上部荷载，故加固费用较为昂贵，加固效果难以控制。

2. 高压旋喷注浆加固法

高压旋喷注浆是对地基进行加固的一种加固方法，具体操作方法如下：利用设备把带有喷嘴的注浆管钻入土层的预定位置，不断旋转并以一定的速度提升，将液体以高压流的形式从喷嘴里射出，冲击土体并用高压流切割搅碎土层，使其分散成颗粒状，一部分被液体带出钻孔，另一部分则与浆液搅拌混合，随着浆液的凝固，组成具有一定强度和抗渗能力的固结体。旋喷注浆加固法用途十分广泛，具有加固地基的质量高、效果好、成本低，施工方便等优点。

3. 粘贴钢板加固法、碳纤维加固法

通过粘贴钢板加固法和碳纤维加固法对桥梁墩台进行加固改造，同样可以增加墩台的刚度，提高墩台的抗压、抗弯和抗剪能力。

四、总结

旧桥梁加固改造有其内在的规律性，加固设计应基于对桥梁的技术状态、各部位的缺陷、经济效益等多方面进行全面细致的分析，选择合适的一种或多种有效的加固方案。老旧桥梁的加固技术是一门新兴学科，正在不断地发展、补充和完善。随着桥梁的结构变化，新材料、新技术、新工艺的出现，必然会出现更完美的加固方法。

参考文献：

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