淺論橋梁加固技術(shù)

摘 要：近年來(lái)，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我們國(guó)家的公路事業(yè)無(wú)論是建設(shè)規(guī)模還是建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)都有了一個(gè)大跨度、超常規(guī)的發(fā)展。隨著橋梁使用年限的增長(zhǎng)以及橋梁負(fù)荷的日趨增大及施工質(zhì)量和橋梁設(shè)計(jì)等方面的原因，使得橋梁加固成為必要，研究如何修復(fù)這些橋梁已成為當(dāng)今橋梁設(shè)計(jì)的重要課題。通過(guò)對(duì)目前我國(guó)大部分橋梁修復(fù)的實(shí)例分析，橋梁加固是維修病害橋梁、提高橋梁承載能力的最基本、最常用的方法，本文提出了橋梁加固的目的，論述了橋梁加固的常見(jiàn)方法及特點(diǎn)，給出了橋梁加固的方案選擇方法。

關(guān)鍵詞：橋梁加固 加固方法 加固方案 加固效果

橋梁是公路交通的咽喉，其使用功能的好壞直接影響整條線路的暢通，既有公路中由于受到當(dāng)時(shí)局限的設(shè)計(jì)、材料、施工加固等各方面的影響，嚴(yán)重制約了公路運(yùn)輸事業(yè)的發(fā)展，加上不能適應(yīng)現(xiàn)在交通量飛速增長(zhǎng)，使得舊橋檢測(cè)和舊橋加固技術(shù)顯得非常迫切。

1、加固目的

隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的日益發(fā)展，交通運(yùn)輸量的迅速增長(zhǎng)，橋梁老化、破損情況日益凸顯。若將其拆除重建，不僅要耗費(fèi)大量資金，而且工期也較長(zhǎng)；若有計(jì)劃、有步驟的對(duì)現(xiàn)有舊橋進(jìn)行加固改造，橋梁加固后，可以延長(zhǎng)橋梁的使用壽命，用少量的資金投入，使橋梁能滿足交通量的需求，還可以緩和橋梁投資的集中性，為國(guó)家?guī)?lái)巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。因此，加固設(shè)計(jì)必須本著“牢固可靠、簡(jiǎn)便耐用、經(jīng)濟(jì)適用”的基本原則。

2、加固方法

加固，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是通過(guò)一定的措施使構(gòu)件乃至整個(gè)結(jié)構(gòu)的承載能力及其使用性能得到提高，以滿足新的要求。

2.1橋跨結(jié)構(gòu)

（1）體外預(yù)應(yīng)力加固法

體外預(yù)應(yīng)力法的加固原理是在梁的下緣受拉區(qū)設(shè)置預(yù)應(yīng)力材料，通過(guò)張拉對(duì)梁體產(chǎn)生偏心預(yù)應(yīng)力，在此偏心壓力作用下，使梁體發(fā)生上拱，抵消部分自重應(yīng)力，減小了結(jié)構(gòu)變形和裂縫寬度、改善了結(jié)構(gòu)受力，能夠較大幅度的提高結(jié)構(gòu)承載力。目前常用下?lián)问筋A(yù)應(yīng)力拉桿加固法和外部預(yù)應(yīng)力鋼絲束加固法兩種。

（2）粘貼鋼板加固法

粘貼鋼板加固是采用粘結(jié)劑將鋼板粘貼在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)物的受拉邊緣或薄弱部位，使之與結(jié)構(gòu)物形成整體，從而提高梁的承載能力的一種加固方法。若使用錨栓將鋼板錨固在梁體上，則又稱錨栓鋼板法，這時(shí)鋼板可適當(dāng)厚一些。鋼板固定于受拉混凝土表面可以增加混凝土結(jié)構(gòu)抗彎剛度，使結(jié)構(gòu)撓度減小，限制了裂縫的發(fā)展。并且施工時(shí)可以根據(jù)設(shè)計(jì)需要進(jìn)行裁切鋼板，有效的發(fā)揮粘鋼構(gòu)件的抗彎、抗壓和抗剪的性能，受力均勻，不會(huì)在混凝土中產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象，除此以外，該方法還具有施工簡(jiǎn)便，快速，不影響結(jié)構(gòu)外形，加固費(fèi)用低，不減小橋梁凈空以及增加荷載不多等優(yōu)點(diǎn)。不足之處是粘結(jié)劑的質(zhì)量及耐久性是影響加固效果的主要因素

（3）粘貼碳纖維加固法

粘貼碳纖維加固技術(shù)是指采用高性能粘結(jié)劑將碳纖維布粘貼在建筑結(jié)構(gòu)物表面，當(dāng)結(jié)構(gòu)荷載增加時(shí)，兩者共同工作，提高構(gòu)件承載力，從而達(dá)到加固補(bǔ)強(qiáng)的目的。纖維復(fù)合材料的力學(xué)特點(diǎn)是其應(yīng)力應(yīng)變量完全線彈性，不存在屈服點(diǎn)或塑性區(qū)。由于碳纖維具有高強(qiáng)、輕質(zhì)、耐腐蝕、耐疲勞等優(yōu)異物理力學(xué)性能，以及施工速度快，施工工期短，粘貼質(zhì)量容易得到保證等優(yōu)點(diǎn)，因此是舊橋加固補(bǔ)強(qiáng)的理想材料。碳纖維加固法中粘結(jié)材料的性能是保證碳纖維與混凝土共同工作的關(guān)鍵，也是兩者傳力途徑的薄弱環(huán)節(jié)，因此粘結(jié)材料應(yīng)有足夠的剛度與強(qiáng)度保證碳纖維與混凝土間剪力的傳遞，同時(shí)應(yīng)有足夠的韌性，不會(huì)因混凝土開(kāi)裂導(dǎo)致脆性粘結(jié)破壞。與其它加固方法相比，采用碳纖維加固舊橋能最小程度的改變?cè)薪Y(jié)構(gòu)的應(yīng)力分布，保證在設(shè)計(jì)荷載范圍內(nèi)與原結(jié)構(gòu)共同受力。

橋面層補(bǔ)強(qiáng)加固法 橋面補(bǔ)強(qiáng)層加固法是通過(guò)在梁頂（橋面）上加鋪一層鋼筋混凝土層，使其與原有主梁形成整體，從而達(dá)到增大主梁有效高度和抗壓截面，增加橋面整體剛度，提高橋梁承載能力的一種常用且有效的方法。為了減小補(bǔ)強(qiáng)層增加的恒載，常將原有橋面鋪裝層鑿除，而且能使新老結(jié)合良好，共同受力。

2.2墩臺(tái)與基礎(chǔ)的加固

組成橋梁的下部結(jié)構(gòu)的部分主要是橋墩、橋臺(tái)以及基礎(chǔ)等。橋梁的下部加固主要分為兩個(gè)基本方面，即墩臺(tái)加固和基礎(chǔ)加固。橋梁下部結(jié)構(gòu)加固的主要目的是提高橋墩的整體承載能力。如橋墩發(fā)生了結(jié)構(gòu)性損傷，可以用外包混凝土、粘貼鋼板或碳纖維的方法進(jìn)行加固。但是對(duì)于實(shí)體橋墩等橫向剛度比較大的結(jié)構(gòu)，其狀態(tài)變化主要是由地基所引起，此時(shí)可重點(diǎn)從回填硬土或者對(duì)地基進(jìn)行注漿等方法提高其約束橋墩的能力，提高橋墩的整體承載能力。

（1）擴(kuò)大橋梁基礎(chǔ)加固法

橋梁基礎(chǔ)擴(kuò)大底面積的加固方法，稱為擴(kuò)大基礎(chǔ)加固法。此法適應(yīng)于基礎(chǔ)承載力不足或埋置太淺，而墩臺(tái)又是磚石或混凝土剛性實(shí)體或基礎(chǔ)時(shí)的情況。當(dāng)構(gòu)造物基礎(chǔ)具有較大的不均勻沉降，并且地基土質(zhì)比較堅(jiān)實(shí)時(shí)，可以采用擴(kuò)大基礎(chǔ)法進(jìn)行加固。而對(duì)于擴(kuò)大部分基礎(chǔ)底部的地基承載力不足的問(wèn)題，可采取在擴(kuò)大部分基礎(chǔ)下打入一定數(shù)量的樁以提高地基承載力，樁的參數(shù)根據(jù)地基變形計(jì)算來(lái)加以選定。擴(kuò)大基礎(chǔ)加固法，施工比較簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)是它必須使新老基礎(chǔ)連成一體共同承受上部荷載，故其加固費(fèi)用較高，而且加固效果也不易控制。

（2）高壓旋噴注漿加固法

高壓旋噴注漿，就是先利用鉆機(jī)把帶有噴嘴的注漿管鉆入土層的預(yù)定位置，旋轉(zhuǎn)并以一定的速度提升，同時(shí)將漿液或水以高壓流的形式從噴嘴里射出，沖擊破壞土體，高壓流切割并攪碎土層，使其成顆粒狀分散，一部分被漿液和水帶出鉆孔，另一部分則與漿液攪拌混合，隨著漿液的凝固，組成具有一定強(qiáng)度和抗?jié)B能力的固結(jié)體，從而對(duì)地基進(jìn)行加固的一種加固方法。旋噴注漿加固法，用途廣泛，加固地基的質(zhì)量可*而且效果好，成本低，加固效果明顯，且施工便捷，目前已逐漸成為我國(guó)常用的對(duì)橋梁墩臺(tái)基礎(chǔ)處理方法之一。

3、加固方案選擇

加固方案與諸多因素有關(guān)，常考慮的主要因素：①橋梁結(jié)構(gòu)型式；②橋位地形、水文、自然狀況；③橋梁現(xiàn)狀分析研究結(jié)論；④施工技術(shù)水平；⑤能否封閉交通；⑥預(yù)期加固效果；⑦資金投入量等。

合理的加固方案是將上述加固方法優(yōu)化組合，體現(xiàn)出加固效果及經(jīng)濟(jì)效益。應(yīng)注意以下兩點(diǎn)：不同的加固方法有對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)計(jì)算方法；加固后的橋梁結(jié)構(gòu)承載能力提高幅度受原結(jié)構(gòu)的制約，如原結(jié)構(gòu)配筋率、截面尺寸等，不可能無(wú)限制地提高承載能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]橋梁加固工程監(jiān)理計(jì)劃與實(shí)施要素[J]. 李小祥.中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品. 2013（17）

[2]公路橋梁加固技術(shù)方法[J]. 田偉良.交通世界（建養(yǎng).機(jī)械）. 2014（Z1）

[3]淺析橋梁加固改造[J]. 劉楠.四川水泥. 2014（07）

[4]橋梁加固技術(shù)[J]. 楊潔.交通世界（建養(yǎng).機(jī)械）. 2013（12）

[5]橋梁加固技術(shù)探究[J]. 方漢中.中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品. 2013（12）

作者簡(jiǎn)介：

岳增冬（1987.12.19），男（漢族），遼寧省撫順市人，理學(xué)學(xué)士學(xué)位，研究方向：橋梁維修與加固改造（橋梁混凝土裂縫處治，橋梁粘貼鋼板結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)，橋梁粘貼碳纖維布結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)，橋梁增加體外預(yù)應(yīng)力，斜拉橋更換斜拉索，橋梁伸縮縫維修，橋梁梁板頂升及更換支座等）。