橋梁設計原則和橋梁加固的技術途徑

摘 要：改革開放以來，由于我國快速發展的國情需要，因此我國橋梁建設技術在同等國家中發展較快，但由于我國現代橋梁建設技術和現代橋梁養護維修與加固技術的發展相對滯后，所以對我國現代橋梁建設和維護工作來說，對舊橋進行加固、對舊橋進行維修將是一個永久性的技術課題。正因為這樣，因此我們需要在日常的舊橋檢測、評定、加固和改造的普通工作中，運良好的運用現代化的、新型的橋梁加固工藝和橋梁施工材料，保證在不損害橋梁的使用功能的前提下，提升對新建橋梁進行創新的設計和對舊橋的加固維修工作。

關鍵詞：橋梁設計；橋梁加固；橋梁加固技術

1 橋梁設計原則

橋梁是鐵路、公路和城市道路的重要組成部分，尤其是對于大、中型橋梁的建設。橋梁建設對當地的政治、經濟、國防等領域都會具有非常重要的意義。因此，橋梁建設應該根據所修建橋梁對當地的作用、性質和將來發展的需求，除了要保證符合技術先進、安全可靠、經久耐久、經濟合理等等要求之外，還需要按照美觀、有利于環境保護的原則來進行設計。同時要考慮到因地制宜、就地取材、便于施工和養護等方面的因素。

1.1 安全可靠

我們在設計橋梁結構的時候，要充分考慮到橋梁要在強度、穩定性和耐久性這三方面應該具有完全的安全性質。橋梁設計的時候，防撞欄桿設計的時候要考慮到人與車流之間的安全性。防撞欄桿要具有足夠的高度和強度，為了防止車輛撞壞人行道或者欄桿而導致事故的發生。橋梁的照明設施一定要考慮到第一位，良好的照明可以避免很多事故的發生。尤其是在交通繁忙的橋梁上，不光需要設計良好的照明設施，還應該設置有明確的交通指示標志，完整的交通指示牌可以避免很多事故的發生。在易變遷河床的河道上建設橋梁，應該考慮好導流設施的建設，以防止橋梁的基礎部分被水流沖刷過度而造成事故。對于需要通行大型的、大噸位的船舶的河道，在按照規定擴大橋梁的孔跨徑之外，還得加裝防撞構筑物，以免船舶對橋梁造成損傷。針對修建在地震區的橋梁，我們必須按照抗震要求對橋梁進行合理的設計，采取必要的防震措施。針對特殊類型的橋梁，例如大跨柔性的橋梁，我們還應該考慮到風振效應的影響。

1.2 適用耐久性

橋梁設計時候要考慮到橋面寬度必須滿足當前和以后的規劃期限內的交通流量（包括行人通道中的交通流量）。保證所設計的橋梁結構在進行常規荷載試驗的時候不會出現較大的變形和較寬的裂縫，在設計標準內的橋梁荷載承受能力才能放心的投入使用。設計的橋跨結構的下方要有利于泄洪、通航（跨河橋）或車輛（立交橋）和行人的通行（早橋）。所設計的橋梁的兩端要便于緊急情況下車輛的進入和疏散，并且不會導致交通堵塞等現象的發生。在設計橋梁的時候，還應該考慮到綜合利用方面，橋梁設計要求方便各種管線（水、電氣、通信等）的搭載和鋪設。

1.3 橋梁設計的經濟合理性

橋梁設計的時候需要遵循因地制宜、就地取材和方便施工的基本原則以爭取效益最大化。經濟型的橋梁應該是從造價和養護費用等多方面綜合考慮，費用最省的橋型。設計時應該充分考慮維修的方便和維修費用的多少，維修時盡可能做到不中斷交通，如果有必要中斷交通，則保證中斷交通的時間最短。所選擇的橋位應該是地質、水文等條件好的地區，并盡量使橋梁修建長度較短。橋梁建設應考慮建在能縮短河道兩岸運距的位置，以促進該地區的經濟發展，產生最大的經濟效益。對過橋收費的橋梁就能吸引更多的車輛通過，達到盡快回收投資的目的。

1.4 橋梁設計的技術選擇原則

我們在進行橋梁建設的時候，要考慮到橋梁的具體使用年限，為了保證橋梁能夠完整的發揮它自身的作用，我們在建設的時候，就要選擇好的方案。盡力做到選擇成熟而又先進的結構和建設材料，避免短時間內發生橋梁被淘汰的情況。

2 橋梁加固原則

針對橋梁進行加固設計的時候要注意以原橋為加固基礎，確保在不改變原來橋梁結構和型式的前提下，采取對原橋的主要承受力構件進行加固的方法來加固橋梁，對橋梁的加固設計我們需要考慮到以下幾個重點：確保橋梁的下部承力結構具有足夠的受力能力。橋梁的加固要求是加固后必須能通過重噸的單個卡車的硬性要求。在河道上方的橋梁，由于橋梁下部是航道，因此施工時，在對跨中腹板和對斜腿加固的過程當中，我們應該盡量保留原有的空當，不能對下部的空間削減太多。對于表面開裂的構件，我們采取對構件表面進行修復的方法進行加固處理，確保構件的表面光滑平整。在對橋梁進行加固的同時，還應該注意到加固物的本身重量對原有橋梁的承受力的影響。對舊橋進行加固的最后要求就是保證加固的橋梁具有整體美觀的特性，不能忽略表面美觀的修復工作。

3 橋梁加固的技術途徑

3.1 增大橋梁各個構件部分的截面面積

這種方法主要是增加橋梁主梁的橫截面大小。主要使用在橫截面不足、橋下凈空不夠的橋梁上。這樣的橋梁加固方法可以擺脫橋梁下凈空的限制條件，不需要考慮到其他方面。僅僅需要接長箍筋進行加固施工，但是由于這種方法施工工藝較復雜，因此對橋梁的主體和施工部位易造成損傷。增大橋梁的橫截面積。這種方法同第一種方法相反，它適用于橋梁下部凈空較高的情況，這種方法可以增加主梁的高度進行加固。這種方法的缺點是會減小橋梁下方的凈空面積，這種改變對橋梁的原有的外觀影響很大，因此注重美觀的城市橋梁基本不會使用這種方法來加固橋梁。加厚橋梁的主體厚度，這種方法主要是增加橋梁主體的橫截面面積，好處是大大增加了橋梁的承力能力，缺點是加厚的部分重量可能會對橋梁整體的安全性造成影響，因此這種加固方法需要提前做出風險評估才能進行施工。

3.2 提高橋梁承力能力的方法

加裝鋼板。這種外加鋼板的方法，可以大大增加橋梁的抗力，也不會過多的增加橋梁的橫截面。但是由于加固鋼板的加工成形工作比較有難度，而且鋼板加裝需要支護設備，另外在后期的使用中，對鋼板的維修和保養工作量很大，所以這種方法不會大面積的使用。在橋梁表面粘貼玻璃鋼，這種方法有利有弊。因為玻璃鋼的彈性模量相對于混凝土來說較低，很容易在受力之后發生變形。因此這種方法只簡單地適用于需要臨時加固以便不經常通過橋梁的大噸位卡車的通行。所以這種方法的局限就在于只能在臨時加固中使用。加裝鋼筋。這種方法主要是對橋梁的表面進行鋼筋二次加裝，將鋼筋固定在橋梁的表面，可以大大增加橋梁的抗彎性，而且不會過多的增加橋梁自身重量。這種方法的缺點不大，主要是會對橋梁的外觀造成一定程度的損傷。所以這種方法就不經常使用在城市橋梁中。

3.3 增加輔助構件以增加橋梁抗力

加裝第二主梁。這種方法主要使用在橋梁主體結構完好但是承力能力不是很滿足使用需要的橋梁。由于施工時需要中斷橋梁的交通，而且施工工藝非常復雜并且施工工程量很大，還會對橋梁原來的結構造成較大的損傷，因此這種方法不會輕易使用。增加橋梁的橫隔梁。這種方法的具體操作是在橋梁上增加橫隔梁，具體來說就是要對主梁上貫通全橋寬的鋼筋進行加固。

3.4 改變橋梁原有結構的加固方法

架設八字撐架。八字撐架適用于那些底部不需要通航的橋梁。這種方法非常占用橋梁下的凈空空間，因此不會用于城市橋梁和通航河道橋梁的加固。體系的連續加固方法。此方法適用于抗彎能力不足的橋梁。施工的時候會對橋梁的交通產生影響。增大邊梁和截面轉換。這兩種方法都是在橋梁的兩側或下部進行施工，施工難度大但是一般不影響交通。

3.5 預應力技術

由于日益增加的苛刻的橋梁需求，現代化的橋梁在逐步向輕型的、大跨度等方面前進，因此在以后的橋梁加固施工中，以前的和現有的橋梁加固施工技術就會受到一定的局限，因此預應力技術就會合理的普及開來。預應力技術的實現途徑主要是體外預應力，預應力鋼束一般會設立在橋梁混凝土構件的兩側，鋼束穿過橋梁的轉向構件，對橋梁進行拉伸，從而使得構件獲得預壓應力。預應力技術一般分為兩種：下撐式預應力拉桿法、預應力鋼絲束法。

4 結束語

我國橋梁的使用頻率很高，因此橋梁的病害品種也會很多，為了保證正常的運營使用，橋梁問題的處理措施也要多種多樣。我們平時對在舊橋的加固和改造工作中，就應該投入全部的精力和心血，不斷追求創新、努力地進行探索，力爭采用最先進的技術工藝和施工材料，在對橋梁的設計和加固工作中，確保一步到位，保證橋梁的正常使用，使加固后的橋梁能夠繼續發揮它本身的使用功能，以保證我國的橋梁交通暢通無阻。我們也是對國家的經濟和建設付出了微薄之力。

參考文獻

[1]晏慶輝.某拱橋荷載試驗與結構評定[J].四川建材，2011（04）.

[2]嚴青苗.常金大橋靜載試驗研究[J].江蘇科技信息，2011（06）.

[3]魏偉.澳門某大廈樓板靜載試驗[J].建筑監督檢測與造價，2011（06）.

[4]曹曉旭.連續箱梁橋的典型病害檢測及分析[J].北方交通，2011（06）.

[5]莊洪亮，劉躍進.中承式拱橋荷載試驗[J].天津建設科技，2011（03）.

[6]李建林，李曉亮.淺談施工中各種樁基礎的應用[J].華章，2011（20）.

[7]張彬彬，譚小林，喻紅月，王海城.砌體結構承載力檢驗與評定[J].建筑科學，2011（S1）.

作者簡介：李沛東，男，工程師，畢業于長安大學，道路橋梁與渡河工程專業，一直從事道路、橋梁的勘察設計工作。