探究桥梁维修加固方法

(山东建筑大学 山东 济南 25000)

探究桥梁维修加固方法

高朝彪

(山东建筑大学山东济南25000)

随着现代理论研究的不断深入,以及建桥技术的成熟和完善,各种新材料、新工艺的出现,随着时间的推移,现役桥梁最终都将成为旧桥，经过长期使用的桥梁结构难免也会因各种原因发生损伤,存在不同程度的病害和缺陷，需要维修、加固和改造。在维修加固前均需对其进行合理的检测和评价,得出桥梁的实际工况和承载能力,分析病害、损伤的成因,从而提出有效的维修加固措施。

桥梁加固;承载力；措施；加固技术

一、桥梁检测与加固技术研究的意义

对旧桥加固、改造和利用，是维持公路正常交通的有效措施，积极引进和开发旧桥加固、改造的先进技术、材料和设备，合理确定加固、改造方案，可以让旧桥延长使用寿命，节约资金，其意义和影响是深远的。既可以评定现有桥梁的实际承载能力，为桥梁的使用及维修加固提供必要的，又可以建立和积累必要的技术资料，建立桥梁数据库，还可以检验桥梁结构的质量，确定工程的可靠度，推动和发展旧桥评定及新结构的设计计算理论。

二、评定桥梁承载能力的原则

桥梁承载能力的不足，直接影响到桥梁的使用寿命，它与很多因素有关，而评定桥梁的质量好与坏，应主要从它的使用功能、结构承载力和使用价值三个方面综合考虑。使用功能是指在桥梁有效的使用期内，设计技术标准是否满足运营要求；桥梁各部构造完好程度、上下部承重结构质量状况，对桥梁整体正常使用、影响程度如何；对桥梁养护状况及意外事故进行分析，并做出评价。承载能力评价是通过对桥梁上、下部结构作静、动载计算分析，或对静、动载试验结果分析，对结构承载能力做出切合实际的评价，也是对旧桥使用功能作实质性的分析评定。使用价值评价是对上述两项评价之后，从技术可能性、经济合理性的角度出发，对旧桥在设计运营期间内的使用价值做出评价对旧。当分析结果表明：对旧桥加固、改造加以利用的总效益大于建新桥的总效益时，则应对旧桥进行加固改造，同时提出可行性的加固方案。

三、常用加固方法探究

(一)桥面补强层加固法

采用桥面补强进行加固，桥面板或主梁恒载将有所增加，应通过力学计算判断桥面增厚后是否可以提高桥梁的有效承载能力(即进行力学计算，判断工作应力能否满足)。若恒载的增加影响较大，则应考虑采用其他加固方法或与其他方法综合运用。同时，加铺补强层厚后，桥面高程也将受到影响，连接路面或桥面纵坡应予调整。为减少补强层增加的恒载，往往必须先将原有的桥面铺装层凿除，并要求对伸缩缝进行改造。

(二)预应力加固法

预应力加固旧桥的原理是通过在梁体外设钢质的拉杆或撑杆，并与被加固梁体锚固连接，然后施加预应力，强迫后加拉杆受力，从而改变原结构内力分布，并降低原结构应力水平，使结构承载力显著提高，且可减少结构变形，缩小裂缝宽度甚至闭合。该方法适用于正截面受弯承载能力不足或正截面受拉区钢筋锈蚀的情况；适用于梁抗弯刚度不足导致的梁挠度超过规范或由于刚度太小导致梁的受拉区裂缝宽度超过规范规定的情况；适用于梁斜截面受剪承载能力不足的情况。

(三)粘贴碳纤维片加固法

适用于混凝土梁桥、板桥的抗弯和抗剪加固。对于配筋率较低或钢筋锈蚀严重的旧桥，加固效果尤为显著；还适用于混凝土墩柱的抗剪、抗压补强，抗震延性补强以及地震破坏后的修复等。碳纤维片材受拉时呈线弹性关系直至破坏，其脆性性能与钢筋的延性有明显的区别。一方面碳纤维片材不具备钢筋所拥有的延性，加固后结构的延性将受到限制；另一方面由于碳纤维片材的延性缺乏，构件中的应力重分布将受到约束。因此，在粘贴碳纤维片材的结构设计中不能简单地将碳纤维片材作为钢筋的替代物，必须考虑碳纤维片材的脆性特点。

(四)增大截面和配筋加固法

该加固方法是在构件表面加大混凝土尺寸，增加受力钢筋，使其与原结构形成整体从而增大构件有效高度和受力钢筋面积，增加构件的刚度，提高桥梁整体承载能力，这种加固方法广泛应用于梁(板)桥及拱桥拱肋的加固。加大构件截面时，会使上部结构恒载增加，对原结构及基础承载能力有一定影响。增大主梁混凝土截面和增加配筋后，使主梁成为二次受力的叠合构件，原主梁的混凝土和钢筋除了已有的应力外，还需要承受后期恒载和活载产生的应力。因此需按二次受力的叠和梁进行承载能力极限状态和正常使用极限状态的演算。如果桥面铺装部分得到加固，可适当考虑部分铺装层参与受力。

(五)预应力加固法

预应力加固旧桥的原理是通过在梁体外设钢质的拉杆或撑杆，并与被加固梁体锚固连接，然后施加预应力，强迫后加拉杆受力，从而改变原结构内力分布，并降低原结构应力水平，使结构承载力显著提高，且可减少结构变形，缩小裂缝宽度甚至闭合。该方法适用于正截面受弯承载能力不足或正截面受拉区钢筋锈蚀的情况；适用于梁抗弯刚度不足导致的梁挠度超过规范或由于刚度太小导致梁的受拉区裂缝宽度超过规范规定的情况；适用于梁斜截面受剪承载能力不足的情况。

四、桥梁检测与加固技术应用的展望

随着高科技时代的到来，很多先进的检测和加固技术已经用于桥梁建设上。特别是对加固后的旧桥在使用期间的各项技术指标及性能的全面系统地跟踪检测，从中获得重要的实验数据，为今后旧桥加固的理论研究提供了有价值的参考资料。我们相信，在不久的将来，一本属于我们自己的能够指导设计和施工的桥梁加固规范将会诞生，它对个公路交通事业的发展具有深远的影响意义。

[1]夏占武.桥梁检测与加固技术应用

[2]颜志华.王起才.体外预应力加固旧桥设计与施工方法研究.公路与自然，2003年第4期.

[3]刘立刚.混凝土桥梁粘贴加固技术的研究进展.公路，2003年5月第5期.

高朝彪(1991-)，男，汉族，山东聊城人，学生，硕士，山东建筑大学，研究方向：桥梁防撞。