舊橋加固技術與應用

內蒙古 通遼市交通工程局 張燕飛

長安大學 公路學院 任士樸

舊橋加固技術與應用

內蒙古 通遼市交通工程局 張燕飛

長安大學 公路學院 任士樸

現代橋梁的設計使用年限一般在20 ～ 30 a，但是隨著現代建橋技術、材料的發展以及交通量的增加，很多原有橋梁出現承載能力不足、通過能力不足等問題，對于不滿足承載能力和現代交通車輛的通過能力舊橋的處理，通常采用以下解決方案：一是拆除舊橋，重建新橋，二是換下全部舊橋主梁、架設荷載等級高的新梁，三是采用加固技術，對舊橋進行加寬處理。由于舊橋拆除重建不僅資金耗費巨大，而且在時間上也受到諸多制約；而采取有效的加固和拓寬措施，恢復和提高現有橋梁的承載力，使其繼續為交通運輸服務，可以給國家帶來巨大的經濟效益。

一、加固前的準備工作

橋梁加固之前，首先要對舊橋進行評價，舊橋的評價包括使用功能評價、承載能力評價和使用價值評價等方面。使用功能評價主要側重于橋梁本身功能和效用的評價；承載能力的評價是在使用功能評價的基礎上，通過對橋梁靜、動載試驗的分析，對橋梁的承載力做出切合實際的分析與評價。使用價值的評價是在完成上面兩個評價之后，對舊橋加固、改造后的效益和建造新橋的總效益進行對比分析，若認為前者大于后者，即可對舊橋進行加固處理。

二、現代橋梁加固技術常用方法及工程實例分析

現代橋梁加固技術中，常用的加固方法有：增大主梁截面的慣性矩，從而提高主梁截面的承載力；改變橋梁的結構體系或增強主梁間的橫向聯系，以減小主梁中的內力；體外預應力加固法，粘貼加固法等。在實際工程中，要結合橋梁的實際使用情況，選取合適的加固方法。

本文，筆者以江西省某橋加固方案為例，對橋梁加固技術進行探討。該橋自建成以來已運營將近30 a，隨著私家車及大噸位的車輛的不斷增加，該橋的交通通過量日益增加，荷載承受水平也越來越大，原設計標準已經不能適應新的交通情況；再加上橋梁出現多處病害，無法滿足現代交通運輸的要求，因此，這該橋進行加固處理勢在必行。

由于此橋是一段交通要道，不允許中斷交通，若另外搭設施工便橋，會增加工程造價，造成不必要的浪費。結合經費運營困難的實際情況，在進行多方比較之后，決定采用體外預應力鋼筋加固提載法對原橋進行加固。

體外預應力筋的布置和張拉方式多種多樣，根據被加固構件受力要求不同可分為三種，即梁底水平設置的預應力筋、斜撐式預應力筋布置和組合式預應力筋布置。加固前對該進行靜、動載試驗，并對試驗結果進行了分析計算，決定采用斜撐式體外預應力筋加固方式，既能明顯提高跨中斷面的抗彎能力，又能改善斜撐斷面的抗剪能力，同時預應力施工過程也比較簡便。斜撐式布筋方式如圖1所示。

在確定了基本方案后，再進行體外預應力筋的相關計算，確定合理的預應力筋數，最后采用斜撐式布筋方案對橋梁進行加固處理。所有的加固過程完成后還要對加固效果進行檢驗，該橋檢驗采用用荷載試驗的方法，測定橋梁加固后的承載力是否達到加固設計的要求。測試試驗主要檢測主梁加固后的受力狀況。加固前后20級靜載作用下梁地步鋼筋應力對比見表1。

表1 20級靜載作用下梁底部鋼筋應力比較

由表1可知，該橋加固后承載力得到了較大提高，達到了加固設計的預期結果。

三、新技術展望

1.碳纖維材料技術。碳纖維材料是一種力學性能優異的新材料， 碳纖維材料的強度與其密度之比大大高于鋼板， 其比模量也比鋼板高很多。

2.超早強鋼纖維混凝土技術。以快硬硫鋁酸鹽水泥為膠結材料，以TS型速凝劑為外加劑，并摻入約占體積1%的鋼纖維，采用噴射法施工的超早強鋼纖維混凝土技術，具有凝結時間快、早期強度高、后期強度不受速凝劑影響、耐久性能良好、耐震性和韌性好等顯著特點，在橋梁的搶修加固中得到了廣泛應用。

3.無損技術。無損技術主要運用于橋梁加固前的檢測工作中，如，應用激光雷達技術對橋梁下部結構的撓度進行測試，利用全息干涉儀對橋面的變形情況進行測量，利用雙波長紅外成像技術對橋梁混凝土損傷情況進行檢測等。

四、橋梁加固中存在的問題

1.橋梁設計標準不統一。由于舊有建筑物的存在，以及未來使用年限要求不同，橋梁加固或改建的標準不可能與設計時所采用的標準完全相同。

2.舊橋加固技術沒有權威的規范要求。很多舊橋加固技術都是在不斷的試驗中逐漸成形，舊橋加固設計時的制約因素和技術風險遠遠大于新橋設計。

3.各種加固方法中依然存在著許多不足，目前這一方面的實測數據和理論研究都很缺乏，多數憑經驗估計，在實際工程中，應結合實際情況認真考慮。