常規橋梁加固工程技術探究

司 維

（寧夏公路勘察設計院有限責任公司，寧夏 銀川 750001）

常規橋梁加固工程技術探究

司 維

（寧夏公路勘察設計院有限責任公司，寧夏 銀川 750001）

近年來我國經濟快速發展，汽車保有量增大，交通運輸量大幅度增長，部分舊橋不能滿足現代交通運輸要求，需要在原橋基礎上采取加固措施，提高它們的承載能力。文章主要對我國現有橋梁現狀進行了分析，并對橋梁加固方法進行了深入研究和探討。

橋梁；加固原因；工程技術；現狀要點

采用相應的技術手段、措施對橋梁受力結構進行補強加固，在不能滿足繼續使用的情條件下進行有效處理，使橋梁的承載力提高，繼續安全地工作，滿足安全性、適用性、耐久性的要求的過程橋梁加固。橋梁需要加固補強的原因很多，主要有橋梁年久失修、設計不當、施工過程中品控不嚴或車輛荷載增大等。橋梁加固后，可以滿足繼續使用的要求，與拆除重建相比，節約資金。

1　我國老、舊橋梁工程現狀

近年來我國經濟快速發展，人們生活水平不斷提高，汽車保有量增大，交通運輸量大幅度增長。許多前期修建的橋梁，由于當時經濟及實際需求限制，設計承載能力低，車流少、橋體狹窄。隨著車流增大，大型車輛載重大，我國橋梁工程負荷環境惡劣，前期修建的大批橋梁出現一定的損傷。常規橋梁中以梁橋、拱橋為主，普通梁橋的上部結構常常伴有裂縫、露筋、局部破損等，且梁板受汽車震動沖擊變形量大；下部結構受風蝕、水蝕作用，常常伴有墩柱混凝土麻面、剝落、露筋等。圬工拱橋更是存在抗震性能差，拱肋、拱波裂縫超限等問題。橋梁的承載能力明顯下降，有相當一部分成為危橋，嚴重影響影響了交通行駛安全、橋梁安全狀況迫待加以改善。

對這些橋梁需要通過加固補強來提高設計承載能力。特別是對于修建年代久遠、質量低、病害嚴重的老橋，或因設計、施工以及使用上的種種原因存在不同缺陷的橋梁，承載能力偏低，已不能滿足現代交通需求，而采取限重、限流，甚至不得不封閉交通。

對于上述不能滿足現代交通運輸要求的舊橋，如果拆除重建，將耗費巨大的人力、物力、財力。因此，如果能在原橋基礎上采取有效的加固改造措施，提高它們的承載能力，將給國家帶來巨大的經濟效益。所以世界各國都把舊橋視為寶貴的財富，力求充分地利用舊橋價值，進行適當地維修和加固，延長其使用壽命，以滿足交通運輸發展的需要。據有關資料統計，舊橋加固所需的費用僅是新建橋梁的10%左右，由此可見舊橋加固經濟效果十分顯著。

2　橋梁病害原因簡析

橋梁病害原因多種多樣，但目前來看，大多病害的發展原因都離不開如下幾條：①近年來我國經濟快速發展，交通運輸量大幅度增長，大型拖掛運輸和集裝箱、重型車輛日益增多；②早期建設的橋梁工程結構設計標準低，受當時經濟、技術條件影響，材料強度低；③舊有橋梁在長期使用過程中，材料老化、結構變形；④近年修建的橋梁，因勘察設計不合理或施工過程中品控不嚴，部分橋梁也存在一定的安全隱患。

3　橋梁工程加固特點

特點如下：①需要加固的橋梁工程，大多都正在使用中，有現實的交通需要。在不中斷交通的情況下進行橋梁加固，需要采取限流或封閉措施，對交通造成干擾；②橋梁工程加固一般都是不改變原橋梁受力形式，所以受到原設計的限制；③原橋梁結構材料與加固材料的結合是個難題，包含新老結構體系的變化和過渡，還包括新老橋體的接合面；④施工風險大，凡是需要進行加固的橋梁，多數結構已處在受力不利狀態。老橋有的缺乏原有設計資料和施工記錄，橋體結構內部情況不詳，很難確定其極限承載能力，給舊橋加固帶來了風險。

4　加固原則

加固工程實施前，首先要對舊橋進行勘察，根據橋梁的使用現狀、病害以及未來周邊路網發展趨勢，對加固的必要性和可行性進行評估，然后對各種加固方案的技術經濟效果進行比較，選擇合理的加固方案。一般應符合下列要求：①與重建新橋相比，費用節約60%～70%以上才更能突顯改造價值。包括因加固橋梁中斷交通造成的經濟損失；②橋梁經加固后，其承載力和繼續使用年限方面都滿足相關技術標準；③經勘測計算，橋梁下部地基基礎承載能力能滿足加固后所需提供的承載力。④對加固技術是否安全可行及經濟性等進行全面評估，采用合理的加固措施。

5　橋梁加固方法

加固方法應根據橋梁本身實際情況和環境來選擇，在橋梁上、下部加固前，應先將橋梁的裂縫、麻面等病害處理完之后方才能實施。目前圬工拱橋的加固方法較為簡單，無外乎拱圈加貼鋼板、加大不利構件受力面積等。而對于雙曲拱橋，由于其受力特點本身存在不合理，在基本地震烈度大于7度地區不建議再做加固處理（建議拆除新建）。下面僅對常規梁橋的加固方法進行簡單探究。

（1）普通梁橋上部加固。涉及梁橋結構問題，經常是梁板長期受荷載作用導致的撓度過大、以及長期的外部環境導致的混凝土老化、混凝土開裂、鋼筋銹蝕等，是結構承載力降低主因。加固設計應針對不同的病害特征，采用相對應的加固方法。針對以上病害，常規做法是重做橋面鋪裝及修補梁板間橫向聯系。為了提高主梁承載能力，在修補外觀混凝土后，梁底貼鋼板或是碳纖維布、碳纖維板也是常見做法。體外預應力加固法由于施工相對復雜，要求控制因素較多，一般采用較少，但在提高主梁承載力方面，其優勢非常明顯，在車輛荷載不斷增加及材料進步的背景下，其未來應用空間會更加廣闊。

以下簡單介紹體外預應力加固方法相關概念。橋底抗彎能力不足或主梁撓度過大時，可在梁外施加預應力。外部預應力鋼索加固一般采用預應力鋼絲束或鋼絞線，沿梁肋側面按某種線形設置，通過張拉實現體外預應力。梁底設置若干定位裝置，以保證鋼索線形并固定其位置。鋼索錨固于梁兩端。預應力鋼索通常套以保護管，或待張拉錨固后用混凝土包裹，以防銹蝕。①體外預應力加固的優缺點。體外預應力加固方法的優點是：可在不改變橋梁結構的情況下平衡橋梁所受的外力；能夠較大幅度地提高結構的承載能力和結構剛度；便于維修及更換體外力筋；能夠有效地控制原結構的裂縫和撓度，使撓度大幅度減小，提高原梁的整體性；體外預應力可調節；橋梁加固期間不中斷交通，對交通影響小；所需的設備簡單，施工工期短，節約施工成本。同時，體外預應力加固法也有不足，預應力筋易損壞，由于預應力狀態下伸長率小可能失去了橋梁的危險預警；②體外預應力加固方法。首先將高強鋼絲錨固于被加固梁體上，用支承角鋼固定，原梁鋼筋布置形式確定支承角鋼與被加固梁體的錨固方式，通常用植入膨脹螺栓（或植筋），亦可采用膨脹螺栓與膠結（或焊接）相結合的方式。采用螺旋扣環拉緊器或測力扳手扭進螺帽進行張拉，對梁體施加預加力，然后噴注具有較高抗拉強度的復合砂漿，將預加力筋與被加固梁體粘結為一體，構成有粘結預應力加固體系。復合砂漿粘結強度高，使橋梁與后加預應力筋共同工作，抵抗外部荷載。復合砂漿的高強度性能是保證結構承載力，提高抗裂性，保護預應力筋避免銹蝕的重要前提。

（2）橋梁下部結構加固方法。①蓋梁可采用施加體外預應力、增大截面、粘貼鋼板或纖維復合材料等方法進行加固；②墩柱可采用增大截面尺寸、鋼套管內灌注混凝土、粘貼纖維復合材料或鋼板等方法加固；③臺身可采用外包鋼筋混凝土套箍、更換臺后填土、增設輔助擋土墻、框架梁加注漿錨桿等方法加固；④基礎可采用擴大基礎受力面積、或增加基樁數量、設縱橫向支撐梁等方法加固；⑤橋梁抗震方面：現使用中橋梁的鋼筋混凝土橋墩通常剛性大，但是在抵抗彎曲和剪切破壞的能力不足，現加固方法中應用比較多的有增大橋墩尺寸、外包鋼管或粘貼碳纖維布加固方法等。

6　結束語

了解既有橋梁現狀，并根據具體病害深入研究選擇合理的加固措施，使舊橋、危橋繼續創造價值，具有重要的現實意義。

［1］中國公路學報編輯部.中國橋梁工程學術研究綜述·2014［J］.中國公路學報，2014，（5）：1-96.

［2］肖賢德，王福敏，連啟濱.橋梁加固改建新方法及其試驗研究［J］.公路交通技術，2003，（2）：30-35.

［3］田偉良.公路橋梁加固技術方法［J］.交通世界（建養.機械），2014，（Z1）.

U445.7+2

A

1671-3818（2016）09-0044-02