桥梁增大截面加固法综述

孙绪法

摘 要：增大截面加固法是桥梁加固中一种常用且有效的加固方法，与其它加固方法相比，具有施工便捷且施工质量容易保证等特点，近年来，已经逐渐被人们所认识并应用于现役桥梁的维修加固中。本文比较系统、全面地阐述了增大截面加固法的基本概念、原理、及其具有与其它加固法不同的特点和适用条件，特别是在设计和施工中注意该法所固有的构造要求，总结了该法的施工要点，即加固前的卸荷处理，连接处的表面处理，新增混凝土层的施工。

关键词：增大截面加固法;桥梁;新老混凝土

0引言

最近，桥梁事业迅速发展，桥梁作为公路和城市道路交通的重要建筑物，其重要性也与日俱增。目前，维修与加固在役桥梁成为桥梁界普遍关注的问题。根据国内外己有的经验，旧桥加固技术基本上有三种类型：加强薄弱构件，增加或更换桥梁构件，改变结构受力体系等。在工程应用中最常用的加固方法有：增大截面加固法、粘贴钢板加固法、粘贴纤维加固法、体外预应力加固法、改变结构体系加固法及增加构件加固法等。

1.绪论

1.1桥梁加固发展概况

20世纪70年代以来，为适应我国公路桥梁养护与技术改造要求，我国各省公路养护部门陆陆续续地进行了旧桥加固技术的试验研究和工程实践的尝试。近三十年来，国内外出现了许多桥梁加固及加固工程实例，在桥梁补强加固方面，积累了大量的实践经验，取得了丰硕成果。

1.2桥梁加固的目的与意义

随着我国经济的迅猛发展，由于车流量的增加，轴重和载重的增大，社会对其提出了更高的服务水平要求。然而，对于出现了许多病害的早期建设的桥梁来说，其设计标准和设计承载力与现今的交通不相适应，尤其是在目前交通压力的情况下，严重影响了公路交通的畅通和安全。所以，对公路桥梁进行合理有效的改造研究是非常有必要的。

1.3增大截面加固法研究、应用现状

早在20世纪初期开始，各国研究人员就开始对增大截面法这一加固形式展开研究，并成功将这种加固方法运用到工程实例中，促进了桥梁加固事业的发展。Sergio M.等人通过经过预处理受损的增大截面加固梁进行试验，研究分析在地震荷载下该钢筋混凝土梁的动力性能。

2.桥梁增大截面加固法力学特点

2.1增大截面加固法的概念及原理

增大截面加固后的构件与未加固的普通构件的受力性能相比，二者存在巨大的不同。其中，最大的区别是加固后的构件改变了受力方式，加固部分变为了二次受力组合结构，相对于未加固构件应变滞后。需要加固的构件往往在加固前就已经受载产生了应变，且在加固构件的时候其应力和应变很大。加固部分并不承担已有的应力和应变（即第一次的加载），而用来是承受新的荷载（即第二次的加载），所以己加固构件的新增部分在施加第二次加载的过程中承受的应力、应变总是滞后于原构件的总应力、应变。

2.2新旧混凝土结合

新旧混凝土的粘结性能是影响结构加固质量的关键因素，同时也是影响加固后混凝土构件协同工作性能的主要因素。

由于旧混凝土粘结面上附着有灰尘、骨料、油脂等杂质杂物，因此在对混凝土结构加固前，必须进行旧混凝土结构粘结面的处理，并保证一定的粗糙度，使粘结面上坚固的部分骨料露出来。同时，在浇筑新混凝土前要保证粘结面的潮湿、洁净。

2.3增大截面加固法的构造要求

新旧部分的整体性工作和共同受力是增大截面加固法在设计构造方面的关键点，必须解决好。众多试验研究结果显示，当受力时，拉、压、弯、剪等复杂应力会不同程度地在加固结构结合面出现，其拉力和剪力是关键。以下是一些注意事项：

（1）增大截面法加固混凝土构件时，对现浇混凝土层的厚度不宜过大，为了防止加剧原构件的截面受拉钢筋“应力超前”的现象发生。

（2）在受拉区增设混凝土加固的受弯构件，如果新增纵向钢筋需截断时，应从计算截断点外至少增加一个锚固长度。

（3）梁的纵向加固受力钢筋的两端应可靠锚固。

（4）加固设计时要对原构件的表面处理提出要求，在新老混凝土结合面处，原构件的表面应凿成凹凸差不小于6 mm的粗糙面。

2.4增大截面加固法加固受弯构件设计计算步骤

（1）根据原构件的受力情况、病害情况、尺寸及配筋、现场条件，结合设计及施工经验，初步确定需要增加的截面尺寸，新增钢筋量。

（2）第一阶段计算，即新增混凝土凝固前，构件各种自重作用下截面内各材料的应力强度计算。

（3）第二阶段计算，即新、旧混凝土形成整体共同承受后荷载作用下截面强度计算。

（4）验算以上加固后截面强度、刚度和抗裂性，若不符合要求或富余太多，应调整截面增大的尺寸及配筋，同时避免自重或加固费用增加较多。

（5）按上述最终确定的尺寸和配筋进行持久状况承载力极限状态正截面承载力计算和斜截面抗剪承载力计算。加固后，结构的各项性能均需符合规范要求。

3.特点及适用条件

3.1增大截面加固法的特点

增大截面加固法广泛应用于梁（板）桥及拱桥拱肋的加固。该加固方法有以下几个特点：

（1）受力明确，计算简单方便，加固后主梁的承载力、刚度、稳定性得到明显提高，加固效果较好。

（2）施工簡便，经济有效。桥面施工活动全部在桥面进行，操作便利，易于控制工程的质量。与其它加固方法相比，增大截面加固法可获得较好的经济效益和社会效益。

（3）加大构件截面，会使上部结构恒载有所增加，对原结构桥梁的下部结构有一定影响，沉降值会增大。

（4）现场有着湿作业工作量大的特点，养护周期长，加固期间需适当中断交通。

（5）如果对梁底增大尺寸，则会使桥下净空有所减小，对通航受到影响。

3.2增大截面加固法的适用条件

采用增大截面法加固构件时，对受弯构件而言抗弯刚度的增加有着很好的效果，但是尺寸的增加毕竟受到了限制;对偏心受压构件而言，强度和刚度的增加以及稳定性的提高有着很好的效果，但是新增加混凝土会给原构件带来负担，且浇筑不方便、养护时间和工期较长的缺点。增大截面加固法主要适用于下列情行：

（1）原受弯构件的抗弯承载力或者抗剪承载能力不足，或构件刚度不足时，采用增大截面加固法效果较佳。

（2）受压构件承载力、刚度、稳定性不满足现在通行要求，需对其加固。

（3）墩柱的主钢筋外露、锈蚀、混凝土空洞或破碎、墩柱倾斜时，需对其加固补强。

（4）在施工拱圈时由于质量原因所造成的主筋外露、混凝土空洞和破碎现象的发生以及承载能力和抗裂度不足等缺陷，需对其加固补强。

4结语

增大截面加固法目前应用广泛，已经渗透到桥梁的各方各面，所以，我们还需要进一步完善，因为增大截面是一项分厂艰巨的任务，我们的路还很长。