旧桥加固技术与应用

内蒙古 通辽市交通工程局 张燕飞

长安大学 公路学院 任士朴

旧桥加固技术与应用

内蒙古 通辽市交通工程局 张燕飞

长安大学 公路学院 任士朴

现代桥梁的设计使用年限一般在20 ～ 30 a，但是随着现代建桥技术、材料的发展以及交通量的增加，很多原有桥梁出现承载能力不足、通过能力不足等问题，对于不满足承载能力和现代交通车辆的通过能力旧桥的处理，通常采用以下解决方案：一是拆除旧桥，重建新桥，二是换下全部旧桥主梁、架设荷载等级高的新梁，三是采用加固技术，对旧桥进行加宽处理。由于旧桥拆除重建不仅资金耗费巨大，而且在时间上也受到诸多制约；而采取有效的加固和拓宽措施，恢复和提高现有桥梁的承载力，使其继续为交通运输服务，可以给国家带来巨大的经济效益。

一、加固前的准备工作

桥梁加固之前，首先要对旧桥进行评价，旧桥的评价包括使用功能评价、承载能力评价和使用价值评价等方面。使用功能评价主要侧重于桥梁本身功能和效用的评价；承载能力的评价是在使用功能评价的基础上，通过对桥梁静、动载试验的分析，对桥梁的承载力做出切合实际的分析与评价。使用价值的评价是在完成上面两个评价之后，对旧桥加固、改造后的效益和建造新桥的总效益进行对比分析，若认为前者大于后者，即可对旧桥进行加固处理。

二、现代桥梁加固技术常用方法及工程实例分析

现代桥梁加固技术中，常用的加固方法有：增大主梁截面的惯性矩，从而提高主梁截面的承载力；改变桥梁的结构体系或增强主梁间的横向联系，以减小主梁中的内力；体外预应力加固法，粘贴加固法等。在实际工程中，要结合桥梁的实际使用情况，选取合适的加固方法。

本文，笔者以江西省某桥加固方案为例，对桥梁加固技术进行探讨。该桥自建成以来已运营将近30 a，随着私家车及大吨位的车辆的不断增加，该桥的交通通过量日益增加，荷载承受水平也越来越大，原设计标准已经不能适应新的交通情况；再加上桥梁出现多处病害，无法满足现代交通运输的要求，因此，这该桥进行加固处理势在必行。

由于此桥是一段交通要道，不允许中断交通，若另外搭设施工便桥，会增加工程造价，造成不必要的浪费。结合经费运营困难的实际情况，在进行多方比较之后，决定采用体外预应力钢筋加固提载法对原桥进行加固。

体外预应力筋的布置和张拉方式多种多样，根据被加固构件受力要求不同可分为三种，即梁底水平设置的预应力筋、斜撑式预应力筋布置和组合式预应力筋布置。加固前对该进行静、动载试验，并对试验结果进行了分析计算，决定采用斜撑式体外预应力筋加固方式，既能明显提高跨中断面的抗弯能力，又能改善斜撑断面的抗剪能力，同时预应力施工过程也比较简便。斜撑式布筋方式如图1所示。

在确定了基本方案后，再进行体外预应力筋的相关计算，确定合理的预应力筋数，最后采用斜撑式布筋方案对桥梁进行加固处理。所有的加固过程完成后还要对加固效果进行检验，该桥检验采用用荷载试验的方法，测定桥梁加固后的承载力是否达到加固设计的要求。测试试验主要检测主梁加固后的受力状况。加固前后20级静载作用下梁地步钢筋应力对比见表1。

表1 20级静载作用下梁底部钢筋应力比较

由表1可知，该桥加固后承载力得到了较大提高，达到了加固设计的预期结果。

三、新技术展望

1.碳纤维材料技术。碳纤维材料是一种力学性能优异的新材料， 碳纤维材料的强度与其密度之比大大高于钢板， 其比模量也比钢板高很多。

2.超早强钢纤维混凝土技术。以快硬硫铝酸盐水泥为胶结材料，以TS型速凝剂为外加剂，并掺入约占体积1%的钢纤维，采用喷射法施工的超早强钢纤维混凝土技术，具有凝结时间快、早期强度高、后期强度不受速凝剂影响、耐久性能良好、耐震性和韧性好等显著特点，在桥梁的抢修加固中得到了广泛应用。

3.无损技术。无损技术主要运用于桥梁加固前的检测工作中，如，应用激光雷达技术对桥梁下部结构的挠度进行测试，利用全息干涉仪对桥面的变形情况进行测量，利用双波长红外成像技术对桥梁混凝土损伤情况进行检测等。

四、桥梁加固中存在的问题

1.桥梁设计标准不统一。由于旧有建筑物的存在，以及未来使用年限要求不同，桥梁加固或改建的标准不可能与设计时所采用的标准完全相同。

2.旧桥加固技术没有权威的规范要求。很多旧桥加固技术都是在不断的试验中逐渐成形，旧桥加固设计时的制约因素和技术风险远远大于新桥设计。

3.各种加固方法中依然存在着许多不足，目前这一方面的实测数据和理论研究都很缺乏，多数凭经验估计，在实际工程中，应结合实际情况认真考虑。