試論幾種橋梁加固的施工工藝及其特點

金玲琴 駱旦云

（浙江宏亮建設有限公司）

試論幾種橋梁加固的施工工藝及其特點

金玲琴 駱旦云

（浙江宏亮建設有限公司）

市政工程橋梁較之于其他工程項目來說，具有重大的社會性、服務性和交通影響性等功能。本文對于幾種橋梁加固的施工工藝及其特點進行分析探討，對于我國市政工程橋梁建設具有一定幫助。

橋梁施工；橋梁加固；施工工藝；加固方法；比較

橋梁加固一般是指：通過對構件的補強和結構的性能改善，以恢復或提高現有橋梁的承載能力，延長使用壽命，適應現代交通運輸和通行的要求。梁式橋梁的主梁受力狀況Eh--個要素決定，即荷載產生的內力(彎矩)、主梁截面決定的幾何特性以及主梁材料的自身強度。當橋梁荷載增加或超重，使得橋梁引起的內力超過材料強度的允許范圍，勢必造成主梁受拉部位開裂、破損、承載力下降，成為舊危橋；隨著橋梁使用年限的增加，各種外界因素也會導致材料性能降低、強度降低，也將造成橋梁承載力下降，成為舊危橋[1]。結構或構件加固是一項復雜的工作，要考慮的因素很多。加固方法應從施工方便、不影響生產、經濟合理、效果好等方面來選擇，一般原則如下[2]：1)加固應盡可能做到不停產或少停產，因停產的損失往往是加固費用的幾倍或幾十倍。能否在負荷下不停產加固，取決于結構的應力應變狀態。一般構件的內應力小于鋼材設計強度的 80%，且構件損壞變形等不是太嚴重時，可采用負荷不停產加固方法。2)結構加固方案要便于制作、施工和檢查。3)結構制造組裝應盡量在生產區外進行。4)連接加固應盡可能采用高強螺栓或焊接。目前，國內外對于橋梁進行加固改造的技術途徑主要有加強薄弱構件、增加輔助構件、改變結構體系、減輕恒載和加固橋墩基礎等等。

一、加強薄弱構件加固方法

在橋梁上，對于有嚴重缺陷的部位，或者因要通行重型車輛而不能滿足承載要求的部位，如梁的跨中部位、支座部位、承受負彎矩的部位等等，以及其他變截面處等，采取加強措施，進行補強。在橋梁結構中，特別需要注意的是：橋梁的薄弱處一般在受拉區域，受壓區域則比較少。所以，對于薄弱處補強方法，往往采用增大截面面積、粘貼加固，增設預應力鋼筋等等。

目前，國內有相當一部分橋梁由于在修建年代時，荷載等級僅適應當年的要求，因此在當前的使用中表現出承載力不足的缺陷。如果病害不斷產生和發展，就會成為危橋。對于這部分橋，可以采用增大構件截面的方法，特別是在截面突變處或截面薄弱處。增大構件截面的途徑有：增加受力鋼筋的面積、加大梁的截面以及噴錨等方法。例如揚州市誦河澗橋在檢測中發現跨中部位有少許裂縫，采用加固方式為在梁底板加焊Φ=22mm鋼筋，荷載試驗證明加固后完全滿足規范要求，全部費用加在一起約9500元，經濟節約且效果好。

但是對于交通流量較大的橋梁而言，增大構件界面的施工措施可能會導致將作業面設置在交通要道上，影響了橋梁的通行能力。更有甚者可能會因為要加焊鋼筋或噴涂混凝土等施工要求而導致整座橋梁結構陷入封閉狀態。

粘貼加固方法以其施工方便、影響范圍小等優點已廣泛應用于建筑結構中。鋼板粘貼法是采用環氧樹脂系列粘結劑，將鋼板粘貼在結構的受拉區域或薄弱部位，使之與結構物形成整體，提高其剛度，限制裂縫開展，以達到補強的效果。隨著加固技術的改進，粘貼加固法的材料也有了很大的改進。近幾年來，玻璃纖維(CFRP)、碳纖維(CFRP)和芳綸纖維(AFRP)。纖維復合材料的力學特點是其應力應變量完全線彈性，不存在屈服點或塑性區。由于碳纖維材料具有高強、輕質、耐腐蝕等優異物理性能，以及現場施工便捷，成為舊橋加固的理想材料。近年來，省市利用碳纖維粘貼加固法對市政工程的人行天橋、通車橋等進行了大量的加固，施工效果良好體外預應力加固法也是當前較為普遍的一種的加固措施。預應力加固是指運用預應力原理，在增設構件或原有構件中，施加一定初始應力的一種加固方法。采用對受拉區域以預加應力的加固方法，可以抵消部分自重應力，起到卸載作用，從而提高梁的承載能力。

體外預應力加固技術對于施工的要求比較高，前期計算也需要進行系統的分析，工作量比較大。體外預應力加固技術對于橋梁下凈空高度有較大的影響，且加固外形需要做精心的設計，特別是針對市政工程時，外觀要求更為重要。

二、增加輔助構件加固方法

在地基安全性能好，并具有足夠承載能力的情況下，可采用增設承載能力高和剛度大的新縱梁，這些新梁與舊梁相連接，共同受力。新結構中的內力將重新分布，使原有結構梁中所受荷載減小，由此使加固后的橋梁承載力和剛度得到提高，新增設的縱梁還兼有加寬作用。

相對于其他幾種加固技術而言，增加輔助構件加固方法工程量較大，一般采用拓寬改建的技術路線，施工費用也較高，但是加固后的橋梁不僅在安全性能上能有很大的改善，還可以增加交通流量。

三、改變結構體系加固方法

改變結構體系加固，實際就是通過改變橋梁結構體系以減少梁內應力，例如：在簡支梁下增設支架或橋墩；或把簡支梁與簡支梁加以連接，從而由簡支梁變為連續梁；或者，在梁下增設鋼桁架等的加勁梁等，以提高橋梁的承載能力，減小梁的跨中撓度。

在梁下增設支架使簡支梁變為連續梁的加固方法中，需要注意梁的內力重分布，支撐與梁連接處為負彎矩處，需要對構件進行強度分析，必要時也可結合加固薄弱構件的方法，采用粘貼鋼板、碳纖維等措施進行。

四、減輕恒載加固方法

減輕橋梁上部結構的恒載，改善原橋梁的受力狀念，提高橋梁的承載能力，特別是在橋梁基礎承載力受到限制，不能滿足加固上部結構和提高活載承載力時，通過減輕橋梁恒載的辦法來提高承受活載的能力，乃是一種經濟有效的措施。

此種加固方法對于施工技術要求較低，且不需要進行復雜的驗算，效果顯著。但減輕恒載的方法從一定程度上來說，會影響原有結構的交通功能。此方法的施工面一般位于橋面，施工時會時得橋梁結構通行能力減低。

五、結語

隨著我國經濟建設的高速發展，城市中不僅車輛數量急劇增加，而且行人的通行要求也越來越高。城市基礎設施中的橋梁結構的建設、維修和養護工作問題突出。據資料統計，舊橋的加固費用一般僅為建設新橋梁的10%～20%，若能提高加固技術，同時改進對加固方案優選的方法，必然能有效的節約城市基建費用，達到可持續發展的目的。

[1] 朱正偉, 劉東燕, 彭文軒. 體外預應力技術在橋梁加固中應用的思考[J]. 重慶建筑大學學報, 2005,27(2).

[2] 翟飛格, 張建仁, 王磊. 橋梁加固前后對環境影響的評價[J]. 中外公路, 2010,30(1).

TU698

1674-3954（2011）03-0257-01