关于桥梁加固技术与方法的探讨

杨学中

【摘 要】对于桥梁加固当中出现的一些问题，对这些问题进行分析、维修和加固，提高桥梁运行的安全性已经成为了今后将要面对的重要任务。本文就桥梁加固技术与方法进行了探讨。

【关键词】桥梁；加固；方法；技术

桥梁的加固维修技术是最近兴起的一门新技术，是二十一世纪公路桥梁施工领域发展速度最快、用途最广的一门科学技术，加速我国旧桥加固或改造技术的研究，不仅能更好地、及时地为现代交通运输服务，而且能为国家带来巨大的经济效益和社会效益。

1.公路桥梁加固的原因

1.1桥面不平、不洁

由于缺乏经常性的维修养护，在车辆轮胎的不断作用下，许多桥梁的桥面板易产生破坏，特别对于已使用数十年以上的桥梁，或用沥青材料铺装的桥面最易遭到损坏。桥面不平整对行车的影响，轻则使行车有轻微颠簸，重则产生跳车，以至不得不低速行驶。在简支梁的梁端接头处和挂梁的悬臂挂梁支点处的填缝材料，由于缺乏养护而产生脱落，且遭受车辆的磨耗，从而出现较大沟槽，这是引起跳车的主要原因。

当车辆经过跳车处时，即会引起临近梁段的严重振动，从而增加构件的疲劳。若对此不加以改善，势必将缩短桥梁的使用寿命。桥面上因长期无人清扫、整理，桥面不清洁，泄水孔堵塞，这一问题在许多中、小型桥梁中普遍存在。桥面上不清洁往往体现在护轮带下积存垃圾、泥土污物，形成三角形硬块，造成泄水孔被堵塞，下雨时桥面产生积水，车辆过桥时泥水飞溅，影响通行能力。

1.2桥面栏杆破损、不完整

桥面栏杆损坏后，没有及时维修恢复，在许多失养的公路线上都能看到。造成桥面栏杆局部损坏的原因，绝大多数是机动车交通事故造成的，部分是因为车辆上载有长大笨重的货物在桥上行驶时不慎碰坏的，少数是人为碰损或盗窃所致。桥梁栏杆损坏，如不及时修整，不但影响美观，更重要的是使桥上交通缺乏安全感。

1.3桥头产生跳车

由于桥头引道高填土产生不均匀沉降，致使许多桥梁桥面与引道路面衔接处不够平整、顺适，从而使车辆驶过桥头时，产生轻微或严重跳车。桥头跳车不但影响车速，降低行车质量，而且也会影响桥梁使用寿命，严重的跳车甚至导致汽车弹簧钢板折断。

1.4桥梁构件小的损坏未及时维修

桥梁在交付使用后出现的空洞、裂缝、沉陷、变位等毛病在日常维修养护中缺乏经常检查与及时修补，致使钢筋锈蚀，小裂缝发展成大裂缝，活动支座失去活动能力，混凝土脱落等。对桥梁下部的墩台、锥坡、护岸，上部构件的背面极少巡视查看，因此问题不能及时发现，汛期抗洪能力极差，易遭到水毁，所以有的桥梁“小病不治酿成大病”。

1.5桥孔通水不畅，通航净空不足

不少中小桥的桥孔水流不畅，桥孔附近河床淤塞。位于城镇郊区和工厂附近的桥梁，由于排放大量生活污水和工业废水，使桥孔淤塞更为严重。

1.6路宽桥窄，形成“瓶颈”，影响通过能力

许多桥梁由于建造年限较长，标准较低，桥面窄小。在公路的维修改建中，往往路面拓宽，而桥梁没有相应拓宽改建，形成“瓶颈”，既影响通过能力，又增加行车的危险性。

2.公路桥梁加固方法

2.1桥路面层补强加固法

桥面补强层加固法是通过在梁顶（桥面）上加铺一层钢筋混凝土层，使其与原有主梁形成整体，从而达到增大主梁有效高度和抗压截面，增加桥面整体刚度，提高桥梁承载能力的一种常用且有效的方法。为了减小补强层增加的恒载，常将原有桥面铺装层凿除，而且能使新老结合良好，共同受力。

2.2粘贴钢板加固法

交通量增加，主梁出现承载力不足，或纵向主筋出现严重腐蚀的情况下，梁板桥的主梁会出现严重的横向裂缝。粘贴钢板加固是对粘贴部位砼和粘贴用钢板进行表面处理后，用环氧树脂胶浆将钢板粘贴在砼表面，并加压成型，使钢板密贴砼表面，以提高梁的抗弯、抗剪能力的一种加固方法。采用粘接及几锚栓，将钢板粘贴锚固在混凝土结构的受拉或薄弱部位，使其与结构形成整体，以钢板代替增设的补强钢筋，以达到提高梁的承载能力的目的。该方法还具有施工简便，快速，不影响结构外形，加固费用低，不减小桥梁净空以及增加荷载不多等优点。不足之处是粘贴钢板加工成型较困难，需要一定的支护设备，而且在长期使用过程中维修保养工作量大，粘结材料的耐久性能也值得重视。

2.3碳纤维加固法

碳纤维布是一种新型建材，因其质轻、耐腐蚀，片材很薄，抗拉强度高而被广泛应用于土木工程的加固与补强上。碳纤维布加固法亦被视为梁式桥加固补强、提高承载能力，尤其是当桥下净空受限制时首选的加固方法。粘贴碳纤维加固技术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，两者共同工作，提高构件承载力，从而达到加固补强的目的。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。由于碳纤维具有高强、轻质、耐腐蚀、耐疲劳等优异物理力学性能，以及施工速度快，施工工期短，粘贴质量容易得到保证等优点，因此是旧桥加固补强的理想材料。

2.4增加主梁加固法

增加主梁加固法是在新增主梁位置将原桥面凿开，切断原横隔梁，利用原结构挂设模板，现浇钢筋砼主梁，并连通原横隔梁，保证新旧结构成为整体，共同受力。这种方法适用于主体结构基本完好、而承载力不能满足要求的情况。但是，在加固过程中必须中断交通，且工艺复杂，工程量大，对原结构的损伤较大。

2.5锚喷混凝土加固法

借助高速喷射机械，将新混凝土混合料连续地喷射到以锚固好钢筋网的受喷面上，凝结硬化而成钢筋混凝土，从而增大桥梁的受力断面和补强钢筋，加强结构的整体性，使其能承受更大的外部荷载作用，提高桥梁承载能力。

2.6预应力钢丝束法

沿梁腹侧面按抛物线形敷设预应力钢丝束，在梁底每隔一定距离（50～100cm） 设置一根定位箍， 用以固定钢丝束的形状，钢丝束的两端穿过梁端翼缘板伸至梁顶锚固。张拉预应力钢丝束，通过定位箍使梁获得预应力；再通过喷射砼使预应力钢丝束及定位箍与梁体形成整体。这种加固方法的受力明确，效果明显，但箍圈的构造较复杂。

3.桥梁加固的新技术应用

3.1体外预应力加固技术

这种加固技术是在桥梁的下缘安装预应力材料，通过对预应力材料的拉升对桥梁产生偏心的预应力，从而减小桥梁因为自重和一些外力作用下产生的变形和裂缝宽度，提高桥梁的结构承载力。这种加固技术在大跨径预应力混凝土方面应用得比较的广泛。这种加固技术的特点有：第一，钢筋可以设计成是不可更换的或者是不可更换的。可更换的加固钢筋在维修方面比较的方便。第二，这种加固技术操作简单，对于普通的加固技术，节省了施工量，这些都是具有重要的意义的。第三，体外预应力的钢筋的利用率比较的高，体系布置比较的灵活，不仅可以加固桥梁的连接处，对桥拱也能进行加固，不仅能够进行桥梁整体性的加固还能够优化构件的抗剪性能。因此这种新型的加固技术有着比较好的应用前景。但是用这种新技术对桥梁进行加固时应该先进行合理的计算，并且在施工的过程当中采取一些相应的措施，从而最大程度上的减小预应力损失。

3.2高强复合纤维预应力加固技术

高强复合纤维材料主要是一些碳纤维材料，这种加固技术比较的成熟。其原理是利用高性能的粘合剂把碳纤维粘贴在桥梁结构的表面，二者共同作用从而达到加固桥梁、提高桥梁承载力的目的。粘合剂和碳纤维的性能是能否加固桥梁的关键所在。因此，为了达到加固桥梁的效果，应对碳纤维材料施加预应力。这种加固技术的特点如下：第一，高性能复合纤维材料具有高强度、高弹性的特点，这些特点可以有效的提高混凝土结构的承载力。第二，当温度发生变化时，高性能碳纤维材料可以和混凝土协同工作，而且由于高性能复合纤维材料厚度很薄，因此在修复之后不增加桥梁构件的自重和体积，而且对桥梁的原结构不会造成损伤，具有良好的耐腐蚀性、耐久性和抗疲劳的性能。但是这种加固技术因为材料的原因，当温度大于60摄氏度的时候，材料会出现软化的现象，考虑到现在的桥梁都是暴露在空气当中的，受到了阳光的直射，因此很容易高于60摄氏度，因此不利于采用树脂胶作为粘合剂。