桥梁加固方法探讨

2013-04-17苏淑芳

交通运输研究 2013年5期

苏淑芳

（河北广通路桥工程有限公司，河北邯郸 056001）

0 引言

桥梁作为运输的枢纽直接影响着交通的运输量。当其运营使用一定时间后，往往因为初期设计的局限和施工的原因使其难以适应日益增多的交通量，而且随着运输设备重量和速度高速发展，车轮负载的不断增长，使桥梁大部分时间内处于超负荷状态，从而逐步成为交通运输线上的限制因素。

为了维持桥梁的正常营运和保证桥梁的使用寿命的延长，对桥梁结构物进行经常性的养护维修是非常必要的。当桥梁结构物无法满足承载能力、通过能力等要求时，需对桥梁进行补强加固、拓宽等技术性的改造。

1 桥梁的加固整治

桥梁的养护维修主要是对桥梁正常营运时产生危害的部分进行修缮工作。例如铺装层、伸缩装置、桥面防水设施、桥梁主体结构物（如钢筋混凝土桥梁等的混凝土裂缝等）的缺陷都会影响桥梁的正常营运并且导致使用寿命严重的缩短甚至直接导致桥梁承载力的降低。因此。在桥梁使用过程中对其进行经常性的养护维修是必须重视的一项工作。桥梁技术维护的工作重点往往是针对桥梁的主体结构但同时也必须对影响桥梁正常使用的非主体部分进行维修整治。

2 桥梁维护的原则探析

2.1 不改变原建筑结构原则

桥梁加固，即借助增强桥梁构筑物或者修复桥梁部分配件的途径使整个桥梁的通行和承载能力得以提高的措施，所以，桥梁加固的首要原则为在保证不改变原来桥梁本身的即有形式，只在情况特别复杂和特殊的时候，才对桥梁的部分结构进行一定程度的改动，例如：单纯的加固无法达到当地交通量的要求，这时就必须对桥梁结构进行部分改建或者全部重建，在对桥梁进行重新建设时，应考虑到以后交通的发展要求，建设时应严格按照现有的桥梁的现行规范和施工要求来进行设计和施工。

2.2 灵活处理原则

在不同的地质和交通量的条件下，桥梁加固的方式各有不同。所谓不同的条件是指桥梁的运营情况以及交通承载力的下降量以及桥梁未来需要应对的交通流量等。经过总结，桥梁加固的类型一般分为以下几种：

a）改变桥梁的主体结构，采取新型的结构替代以前的承载能力受限的结构；

b）将原有结构横截面积增加或者扩大，用以增加桥梁刚度和强度；

c）适当调整原有的受力系统，减少原结构的受力；

d）通过一定的结构改变使重新增加部分和以前的部分更好的结合，让二者能够形成整体更好的保证桥梁的整体性；

e）对原有的结构新增外应力，改变原有结构的受力层次，将提高桥梁的刚度和强度。

3 桥梁结构加固的具体措施

3.1 加大截面加固法

增大截面加固法是在原结构上再浇筑一定厚度的钢筋混凝土，这是桥梁改造工程中对桥梁加固的一种常用的改造方法。截面加固法一般重要有两种方式：增加桥面板的厚度；增加主梁梁肋的高度和宽度。该法施工方法简单、适应能力强，并且在实际工程中应用较多已经有成熟的设计技术和施工经验，适用于跨径比较小的T型桥或板桥的加固。通过此法加固后桥梁刚度明显提高，承载能力也能达到预期的的效果。但现场施工的湿作业时间长，对后续的运营有一定的影响，且加固后的净空有一定的减小。

3.2 粘贴钢板加固法

粘贴钢板法是以树脂粘结钢板与混凝土的结构使其形成整体的加固法，其施工时间短、现场无湿作业或只有少量有湿作业，对后续的桥梁的运营影响较小，且加固后对原结构外观和净空无明显的影响。但加固总体效果在很大程度上主要取决于胶粘技术与施工人员的操作水平，主要适用于承受静力荷载作用且处于正常湿度环境中的受拉弯构件的加固。该方法的特点是坚固耐用、施工快速、简捷轻巧、经济合理。

3.3 粘贴碳纤维增强塑料加固法

粘贴碳纤维增强塑料加固法采用专门的树脂将碳纤维粘贴于混凝士结构受拉表面，碳纤维与原结构形成新的受力整体，从而两者之间共同承受荷载，通过降低了钢筋应力，从而使结构达到了加固和补强效果。其主要特点是：几乎不增加自重和改变截面尺寸，不改变净空，施工方法方便，对原结构不会造成新危害和损伤，具有良好的耐腐蚀性、耐久性和耐疲劳等优良性能，通过对于主体结构的受力分析可进行多层粘贴进行补强，其方向性也能够灵活把握。该方法的缺点是弹性模量与强度比值过低；环氧树脂当温度大于一定程度时时会发生软化现象，而桥梁处于阳光直射的状态下，桥面温度过高的的可能性很大，不利于采用树脂胶作粘贴剂。碳纤维加固特点有以下几方面：强度高、超强防水效果、重量轻、不受形状限制。

3.4 体外预应力加固法

体外预应力加固法是指通过布置于承载结构主体之外的钢束进行适当的张拉而产生预应力的后张法。体外预应力体系由结构体外预应力管、浆体、锚固体和转向体等部件组成。体外预应力技术能够有效地缩短工期，能降低桥梁主体结构的应力水平，不仅获得较好的加固效果，而且还能较大幅度地提高结构整体承载力，但加固后对原有结构的外形产生一定影响。适用于跨度较大或重型结构的加固以及处于高应力应变状态下的混凝土构筑物的加固。但在构筑物无防护的情况下，不能用于温度过高的环境中，也不宜用于混凝土徐变较大的桥梁结构。采用体外预应力技术加固桥梁结构有以下优点：布置简单，可以调整，简化了后张的操作程序；对桥梁加固施工过程中，可以不封闭交通；增加荷载不多，可以能动地调节原结构中的应力状态；提高原结构承载能力幅度比较高，使受荷等级得到有效地提高。该法主要适用于桥梁的主梁、墩柱的修复和加固。

3.5 增加受力构件及改变结构体系

当桥梁承载力不足或因其他原因使桥梁承载能力遭到破坏时，通过一定的工艺及结构措施，可以在原有结构通过增加新的受力构件，从而提高桥梁的承载力。改变结构体系主要是利用梁的连续性能或梁、板组合作用及拱梁组合作用改变桥梁的受力体系，改善结构的受力情况，以提高桥梁承受荷载的能力。

3.6 增加横向联系加固法

增加横向联系，也是近几年采用较多的加固方法。该方法主要是通过增加桥梁结构横向联系，以改善上部结构的荷载在桥梁上的横向分布，从而使结构整体承载能力到提高的加固方法。一般用于没有内横梁或存在少量的内横梁的T型截面及工字形截面梁桥，工程上通常在两个相邻的主梁间通过增加现浇混凝土横梁或钢横梁来提高桥梁的横向抗弯刚度。该技术的缺点是会对原结构产生损伤，对于配筋和结构比较复杂的区域或构件，不宜采用该方法加固设计，以免增加加固后的安全隐患