淺析橋梁加固改造

劉 楠

(東營市公路勘察設計院 / 山東中咨公路咨詢設計有限公司 山東 東營 257091)

橋梁是公路的咽喉,其使用功能的好壞直接影響整條線路的暢通,既有公路中設計標準較低的橋梁嚴重制約了公路運輸事業的發展。同時,隨著國民經濟的發展,交通量和車輛載重不斷加大,公路交通的負荷日趨增大,使部分早期設計修建的橋梁的既有損傷不斷加重,加速了橋梁的老化、破損。受資金和材料資源的限制,上述橋梁不可能全部拆除重建,而期望盡量利用既有橋梁,通過技術手段對舊橋進行技術改造,恢復和提高其承載能力。因此，加強對橋梁的加固及技術改造的研究有其重要意義。

1 橋梁加固及改造概念

1.1 橋梁的加固

橋梁加固的含義為對有缺陷的橋梁主要承重構件進行補強，改善結構性能，恢復和提高橋梁結構的安全度，提高其承載能力通過能力，以延長橋梁的使用壽命，使整個橋梁結構可滿足規定的承重力要求，并滿足規定的使用功能需求。橋梁加固一般是針對三、四類橋梁，個別的是針對荷載等級的橋梁或者是臨時需要通過超重車的橋梁。有些時候，加固補強和橋梁拓寬、橋梁抬高等技術改造工程同時進行的。滿足并適應發展了的交通運輸的要求。橋梁加固在公路養護部門稱為橋梁“大中修工程”。

1.2 橋梁的技術改造

橋梁的技術改造是一個綜合性的概念，包括橋梁的加固補強、橋梁拓寬、橋梁抬高、橋梁平面線形改善等多項工作，凡是利用原有橋梁結構，通過特定的技術措施，使原橋梁結構荷載等級提高、通行能力增強、使用性能得到改善的，統稱為橋梁技術改造。不過，橋梁技術改造的重點是指除加固補強以外的技術改善工作，本書中的含義即為此，并簡稱“改造”。橋梁技術改造基本上與公路養護中的橋梁“新改建工程”中的改建工程含義基本一致。

2 橋梁加固改造特點

橋梁加固改造是一項十分重要而又極具將專業知識靈活運用的工作，即將專業基礎理論與實際已有病害的橋梁結構結合在一起，需要考慮的因素及涉及到方方面面的問題，從某種意義上講，無論是加固改造方案的擬定與設計計算，還是加固改造的具體實施，其難度往往比新建橋梁還大。

2.1 橋梁加固改造方法

橋梁主要承重結構的加固補強的根本目的是為了恢復和提高其承載能力，改善其使用性能，防止橋梁結構的安全隱患，提高其通行能力。加固與技術改造的方法大致分以下幾種類型：

2.1.1 加固補強薄弱構件

對于有嚴重缺陷或因通行重型車輛而不能滿足承載力要求的薄弱構件，可以采用以新的材料（鋼筋、鋼板、混凝土、復合材料等），增大構件的截面尺寸、增設外部預應力鋼筋或用化學粘貼劑粘貼補強材料等補強措施進行加固補強，這種方法實際上是通過增加的剛度或增加受力材料數量來提高原構件的承載能力。

2.1.2 增設輔助構件

在原結構基礎上增加新的受力構件，如在多梁式梁橋中為增強橫行聯系而增設的端橫梁、中橫梁；又如樁基承載力不足時增設扁擔樁、增設擴大承臺等。

2.1.3 改變結構體系

不同的結構體系其受力性能不同，通過結構體系的轉換來改變原有結構的受力狀況，人為地改善原結構受力整體性能，以達到改善和提高橋梁承受荷載的能力目的。例如將有推力體系的拱橋改變成無推力體系的拱橋以改善拱圈、拱腳及拱頂截面的受力狀態；又如將原有的多孔簡支梁橋通過一定的構造措施改變為連續梁橋，利用連續體系來改善原有簡支梁跨中部分的受彎等。結構體系的轉變一般都能起到較好的加固補強效果，但隨著體系的改變所形成的新體系中某些構件或截面的受力需按新體系進行認真的檢算，并采取相應的措施。

2.1.4 更換構件

橋梁局部構件有嚴重缺陷而不易修復時，也可采用新的構件替換原有結構。如斜拉橋的拉索銹蝕損壞時，可用新的拉索來替換；當橋梁支座失去功效而不能滿足主梁變形受力要求時，可將主梁頂起更換支座；又如少筋微彎板梁橋的微彎板，破損后不易修復，也可考慮更換；再如雙曲拱橋的拱波、剛架拱橋的橋面板等。

2.1.5 橋梁拓寬

當橋梁寬度不足影響到橋梁通行能力時，橋梁就需要加寬。加寬一般和提高荷載等級改善橋面線形等可能同時進行。

2.1.6 其他上部結構的特殊改造方法

有些加固改造方法在實際工程中應用不多，如橋梁平面線形的改善，橋梁的升高降低等。

2.1.7 墩臺基礎處治

在橋梁上部結構進行補強加固提高其承載能力的同時，對橋梁下部結構及基礎是否需采取補強措施也應認真研究。如果原橋下部結構及基礎具有足夠的潛力，足以滿足上部結構補加加固所增加的橋梁自重以及活荷載對它的要求時，則可不再采取補強措施。

如果墩臺基礎的承載能力不足，或者上部結構缺陷、承載能力的降低等是由于墩臺與基礎的位移或缺陷等年引起的，則應對原橋墩臺基礎進行必要的補強加固。常用的方法較多，如基礎灌漿，加鋼筋混凝土樁，擴大承臺，基礎及臺后打粉噴樁，基礎周圍拋置片石、塊石（常置于鋼筋籠內，主要用于防沖刷）等。

2.1.8 橋臺加固處治

當橋臺本身因其強度剛度不足時，可能發生較大的位移，可采用的方法很多，如對橋臺進行頂推，改變橋臺結構形式，對橋臺身進行局部補強等。

2.1.9 橋墩加固處治

橋墩的加固補強技術，一般通過對橋墩結構的補強、限制或減小墩頂的位移、增加墩身承載能力（如改變墩身結構形式、增加墩身截面面積）等途徑進行。

2.2 加固改造的一般特點

橋梁加固改造方案的擬定，首行必須根據橋梁現有的技術狀況和使用荷載的要求，對加固改造的必要性和可行性做出判斷，然后對各種可能的加固改造方案的技術經濟效果進行分析比較，從中選擇合理的改造方案，大體上應注意以下問題：

2.2.1.一般來說，加固改造的橋梁結構均有一定的病害，結構已處于相對危險的狀態，故加固改造方案必須考慮盡可能少地擾動原結構，特別是主要承重結構，以策安全。

橋梁的加固改造工程通常要求在不中斷交通、盡量少中斷交通或者有交通干擾的條件進行施工，故要求施工工藝簡單且容易操作便、施工速度快、工期短。

2.2.2 加固改造的施工面狹窄、擁擠，常受原有結構物的制約。

2.2.3 補強加固施工往往相鄰結構構件也產生影響。

2.2.4 加固改造施工中對原結構的拆除、清理工作量大，工程較煩瑣零碎，并常常隱含許多不安全因素，要求施工人員更加注意操作安全與施工質量，嚴格進行施工管理。

2.2.5 加固改造的方案擬定與設計計算要充分考慮新、舊結構的強度、剛度與使用壽命的均衡，以及新、舊結構共同工作，特別應注意新增混凝土部分在達到一定的齡期前僅僅只能作為恒載來考慮。

2.2.6 加固改造方案應盡可能周密考慮增加和減少對原結構的影響，舊結構的拆除與新結構的補加在有些橋梁結構形式中應考慮減載加載程序；對大多數橋梁結構，以增加最少的荷載為宜。

通過對橋梁加固改造的分析研究，為公路危舊橋改造提供了技術支持，確保危舊橋的改造工作科學合理、經濟安全,讓中國傳統文化中的有德之物——橋梁，健康地繼續為人們工作和造福。

[1]諶潤水、胡釗芳、帥長斌.《公路舊橋加固技術》.人民交通出版社,2002.

[2]姚國文、張學富.《橋涵維護與加固技術》.人民交通出版社，2007

[3]黃平明、陳萬春.《橋梁養護與加固》.人民出版社，2008