淺談橋梁加固的幾種常用方法及原則

王金城

摘要：橋梁的加固維修問題已經成為世界普遍關注的課題，而且我國新建橋梁技術發展較快，但橋梁養護維修加固技術的發展相對滯后。文章對影響橋梁穩固的原因進行了分析，介紹了一些橋梁加固的常用方法，最后說明了在橋梁加固方案的選擇上要注意的各種因素。

關鍵詞：橋梁加固；橋梁病害；橋梁荷載

中圖分類號：U445文獻標識碼：A文章編號：1009-2374(2009)13-0142-02

橋梁作為交通干線道路的一部分，隨著國家經濟的發展和公路交通量的增大，橋梁荷載呈現以下特點：(I)交通量不斷增大；(2)重型車輛和超載現象嚴重；(3)超限運輸的增加。由于橋梁的承載能力有限，許多橋梁都會出現不堪重負出現了裂紋，沉陷等各種的破壞。對橋梁的加固是道路使用安全的需要。

一、影響橋梁穩固的主要原因

一些舊橋尤其是上世紀七八十年代的橋梁設計標準低，導致公路與運輸之間的矛盾日益突出。一方面，設計荷載越來越大。隨著橋梁設計規范的不斷發展，公路橋梁的設計荷載已由汽車－6級、汽車－8級、汽車－13級發展到汽車-15級、汽車-20級及汽車超20級，并呈繼續增大的趨勢。另一方面，通行能力不足。橋面寬度不足，橋梁平面線形、縱斷面線形標準太低，橋上通車凈空或橋下通車凈空不足。橋梁施工存在著缺陷。大多數橋梁施工時因為勘測不夠到位，造成橋梁施工不知基底地質、不知基礎深度、不知隱蔽部分的尺寸。同時，由于河床屢遭洪水沖刷，河床底部加深，橋梁墩臺基礎外露、沖空，產生不均勻沉降，導致橋臺、拱圈產生附加應力而出現開裂，影響到了橋梁的安全。超負荷使用。隨著經濟的發展，交通量不斷增大，重型車輛增加及超載現象嚴重，超限運輸的出現和增加，橋梁使用荷載大大超出設計荷載，致使橋梁長期在超重荷載作用下運營。

二、橋梁加固的常用方法

常用的加固、改造技術和方法有：減輕恒載、加固臨界桿件、提供新補充桿件、改善原結構的受力體系等，增大橋梁承受活載的能力。對于下部結構，支座和車行道伸縮縫，應適當清潔，改善幾何形狀，增加安全設施，這對改善服務性能和延長現有結構的使用壽命，都起著重要的作用。

(一)上部結構常用的加固方法

1橋面補強層加固法。在梁頂上加鋪一層鋼筋混凝土，一般先鑿除舊橋面，使加強層與原有主梁形成整體，增大主梁有效高度，提高抗壓截面強度，改善橋梁荷載橫向分布能力，從而達到提高橋梁承載力的目的。

2增大截面和配筋加固法。當梁的強度、剛度、穩定性和抗裂性能不足時，通常采用增大構件截面、增加配筋、提高配筋率的加固方法。這種方法是增大梁底面或側面的尺寸，增配主筋，提高粱的有效高度和抗彎強度，從而提高梁的承載力。該法廣泛用于梁橋及拱橋肋的加固。

3錨噴混凝土加固法。借助高速噴射機械，將新混凝土混合材料連續地噴射到已錨鋼筋網的受噴面上，凝結硬化而形成鋼筋混凝土，從而增大橋梁的受力截面，增加補強鋼筋，加強結構的整體性，使其能承受更大的外荷載作用。

4粘貼鋼板(筋)加固法。當交通量增加，主梁出現承載力不足，或縱向主筋出現嚴重腐蝕的情況時，梁板橋的主梁會聘同嚴重的橫向裂縫，采用粘結劑及錨栓，將鋼板粘貼錨固在混凝土結構的受拉邊緣或薄弱部位，使其與結構形成整體，以鋼板代替增設的補強鋼筋，達到提高梁的承載能力的目的。這種加固的方法的特點是：(1)不需要改變被加固的原結構的尺寸；(2)施工工藝簡單，施工質量較容易控制。

5改變結構受力體系的加固法。這種加固改造方法是通過改變橋梁結構受力體系，達到提高橋梁承載能力的目的。如在簡支梁下增設支架或橋墩，或把簡支梁與簡支梁縱向加以連接，由簡支梁變為連續梁，或在梁下增設鋼桁架等加勁梁或疊合梁，以減小梁的內應力，達到提高橋梁的承載力的目的。改變結構體系的方法以有多種，但往往都需要在橋下操作，或設置永久設施，因而，減小了橋下凈空，或施工時會影響通航，所以必須考慮橋下通航及排洪能力。用I臨時支架加固時，改變了原簡支梁的受力體系，支點處將產生彎矩，故必須進行受力驗算。

三、橋梁加固的原則及方案的選擇

(一)橋梁加固的原則

1橋梁加固是一種借加大或修復橋梁構件來提高局部或整座橋梁承載能力或通過能力的措施。因此，橋梁加固工作一般以不更改原建筑形式為原則，只有在復雜的情況下，才更改其結構。如僅加固仍不足以適應交通運輸的需要，必須進行重建橋梁的一部分或全部時，則重建橋梁需考慮到將來的發展，并按現行橋梁設計及施工規范進行設計與施工。

2橋梁加固可以有各種不同的方式，視服役橋的情況，承載能力的減弱程度以及今后的任務而變。橋梁的加固一般有如下幾種：(1)擴大或增加原結構構件截面，以提高原結構的強度和剛度；(2)以新的結構代替服役的應力不夠的結構；(3)改變原結構的受力體系，使原結構減少受力；(4)對原結構施加外應力(如預應力)，以改變原結構的受力圖形，達到提高橋梁剛度和強度的目的；(5)采用擴大或增加橋梁構件截面的方法進行加固時。應特別注意新加部分與原有部分的結合，使其成為一個整體起到加固作用；(6)不管采用何種加固方案，都應考慮投資少、功效快、不中斷交通、技術上可行、有較好的耐久性等方面的要求。

(二)橋梁加固方案的選擇

加固方案與諸多因素有關，選擇合理的加固方案非常重要，?？紤]下列因素：(1)橋梁結構型式；(2)橋位地形、水文、自然狀況；(3)橋梁現狀分析研究結論；(4)施工技術水平；(5)能否封閉交通；(6)預期加固效果；(7)資金投入量。

建議：β>0.9，進行橋面板加固；β=0.7～0.8，粘貼鋼板、改變體系加固．β=0.6～0.7，體外預應力、貼碳纖維加固。

加寬加固同時進行時，宜將加寬部分與原橋連為整體，以充分發揮新加部分的卸載作用。

上述各種常見加固方法可綜合運用，優化組合，更能體現出加固效果及經濟效益，但還應注意以下幾點：(1)不同的加固方法有對應的設計計算方法；(2)加固后的橋梁結構承載能力提高幅度受原結構的制約，如原結構配筋率、截面尺寸等，不可能無限制地提高承載能力；(3)對于大跨徑復雜橋梁結構的加固計算，一般要做結構整體分析，有效工具是有限元法，必要時應考慮非線性影響。

四、結語

橋梁的加固維修問題已經成為世界普遍關注的課題，現今的橋梁病害主要出現在低等級公路中的橋梁，目前的橋梁維修加固任務主要是這些低等級的中小橋梁，其數量雖多但加固工程規模相對較小。而且我國新建橋梁技術發展較快，但橋梁養護維修加固技術的發展相對滯后。因此，進一步加強對橋梁的養護維修、加固及技術改造的研究及其工程應用有其重要意義。