當前城市橋梁加固設計的應用探究

王煥利

（中國瑞林工程技術股份有限公司， 江西 南昌）

1 橋梁加固設計現狀問題

近年來，由于橋梁運營安全隱患而引起的人員生命和財產事故頻頻報道，對橋梁安全提出了更高的要求。下面，對橋梁加固設計的現狀進行了分析。

1.1 設計標準和工程實際情況結合考慮不周

眾所周知，橋梁設計是一項具有專業技術性強的工作，需要我們橋梁設計人員能夠充分對橋梁各部分的設計標準進行了詳細掌握，但目前大多數橋梁設計工作都存在著設計標準和設計狀況不符合的現象。在實踐中，許多設計人員缺乏對橋梁施工現場的特點、使用要求和車輛荷載的全面了解，導致橋梁工程投入使用后車輛數量的增加，導致實際荷載遠遠超過設計荷載。

1.2 橋梁設計管理不到位

加強對整個設計過程的管理和控制是保證橋梁加固設計質量的重要手段。然而，目前橋梁加固設計大多缺乏對整個設計過程的管理，各部門的管理責任不明確。另外，在設計方案審核等環節存在疏漏，根據規范流程審核不到位，將影響后續計劃的實施。

1.3 技術、工藝流程等計劃不合理

根據當前橋梁實踐設計的現狀而言，許多的橋梁加固設計在工藝選擇及工藝優化方面都缺乏足夠的視，在技術設計上往往采用傳統技術。這些技術往往不能滿足現代橋梁工程加固的需要，加上不合理的工藝設計，最終導致整個工程的失敗。

2 橋梁加固設計的原則

2.1 合理性原則

針對加固工藝和方法選擇的合理性，只有保證加固工藝和方法的合理性，才能充分發揮加固效果。具體而言，在選擇加固技術時，設計人員必須根據實際病害情況選擇最合適的加固技術，還要考慮所選擇的技術方法是否在施工現場可行，是否會影響周圍的環境。

2.2 不改變原建筑結構原則

橋梁加固是在原有橋梁的基礎上更換其構件和附件，以提高橋梁的承載能力和通行能力。但也有特殊情況，需要對原有橋梁進行改造，需要改變橋梁的結構。這主要是由于原有橋梁加固不能滿足當前交通需求，需要進行改造，然后需要充分考慮中長期運輸的需要，在施工過程中也按照現代橋梁規范進行施工設計。

2.3 經濟性原則

主要是指橋梁加固設計，堅持最低成本投入，達到最佳效果。在保證各種資源使用效果的前提下，應盡量降低采購成本。否則，既不能達到節約成本的目的，又可能造成加固效果不明顯、需要返修的情況，從而浪費更多的成本。

3 橋梁加固設計常用方法

3.1 碳纖維或鋼板粘貼的加固法

碳纖維加固技術是我國引進的一項新技術，具有耐腐蝕、強度高等優點。目前正在推廣應用。鋼板粘結加固方法主要采用錨栓和粘結劑將鋼板粘結錨固在混凝土受拉或其它薄弱部位，并將鋼筋混凝土與鋼板整體連接。該方法在不改變原有橋梁結構的前提下，具有施工簡單、技術可靠、技術成熟的優點，提高了橋梁的承載能力。

3.2 增加配筋及截面的加固法

當橋梁出現剛度、強度、抗震能力和穩定性能等問題時，常用的加固方法是增加橋梁的加固，增加橋梁的施工截面等。梁的能量是通過增加橋的側面和底部的面積和主加固的數量來實現的。該方法被廣泛應用于拱橋和梁橋的加固設計中。

3.3 橋面補強層的加固法

該方法主要是鋼筋混凝土結構的一層被放置在梁的頂部。在施工中，通常先將舊橋面切斷，使主梁與加固層形成整體，從而增加主梁的厚度，改變橋面橫截面的荷載分布，增強主梁的抗壓能力，進而提升橋梁的整體承載力，達到加固目的。

3.4 改變結構受力系統的加固法

主要是在改變橋梁結構的應力體系的基礎上，提高橋梁的承載力。將簡支梁與簡支梁縱向連接，使簡支梁變為連續梁，或在橋下架設橋墩或托架，組合梁與T型鋼類似的加勁梁。可以在梁下安裝拉索，減小梁的外部應力，提高橋梁的承載力。改變橋梁結構體系的方法很多，但需要在橋下操作或增加永久性設施。這種方法減少了橋梁下的空間，并會影響施工過程中的交通量。因此，在施工設計中必須綜合考慮橋梁的承載能力和泄洪能力。

4 實例分析橋梁樁基礎加固設計應用

4.1 工程概況

某地區一道路擴建項目，該道路寬度為34-40米，橋梁三跨形成的簡支梁橋，分別為15米、25米、15米。橋荷載設計為懸掛—100和汽—20。該橋以36米的寬度開始，快車道的寬度為8.5米，拓寬后加寬到53米，快車道加寬12米，橋面拓寬時，把機非隔離帶加寬后成為快車道。加寬不需要改變原橋的位置，只需要通過兩側新橋的拼接來擴大原橋的面積。改造后，根據城市—A負荷設計橋梁。加寬后，橋梁荷載值也由汽—20提高到城市—A。為了避免事故的發生，采用橫向分布系數法對原橋板進行加固，而不用更換橋板來滿足城市—A的荷載。

4.2 梁板加固方案分析

將原橋梁懸臂的部分混凝土鉆開，然后讓鋼筋裸露，連結機非隔離帶的兩側板下，將裸鋼筋與鋼筋與φ14結構的鋼筋焊接一起，然后澆注C50混凝土。另外，采用厚度為15毫米、寬度為400毫米的A3鋼板粘接加固梁板。采用C50環氧砂漿將中空板與A3鋼板沿橋面橫向粘結20米，在梅花A3鋼板上焊接20厘米長、20厘米間距的鋼筋，以提高鋼板與橋面鋪裝層的粘結力。最后，將C50混凝土鋪在橋面上。

4.3 加固前原結構的橫向分布系數和承載能力

（1)計算加固前橋梁的橫向分布系數，采用“鉸接板梁法”計算原結構主路1～9根梁板的橫向分布系數。選擇1-9#梁和樓板最不利的條件。分布系數分別1#梁板-20，2#梁板 0.252，3#梁板 0.234，4#梁板 0.227，5#梁板 0.218，6#兩邊那 0.214，7#梁板0.21，8#梁板0.205，9#梁板0.200。

（2)實測加固橋梁的橫向分布系數，分別為:1#梁板-20，2#梁板 0.247，3#梁板0.231，4#梁板0.226，5#梁板0.218，6#梁板0.216，7#梁板0.212，8#梁板0.21，9#梁板0.204。可以看出，1#橋板橫向分布系數的實測值小于計算值，可以得出橋間橫向連接性能實際上優于假設的結論。因此，當橋梁加寬時，不需要重新澆注鉸接接頭。

4.4 加固后結構的橫向分布系數以及承載能力

(1)加固后橫向分布系數計算，拓寬后的道路是雙向6車道，重新計算了梁板的橫向分布系數之后，采用有限元模分析加固后的橋梁，找出最不利于1#梁板的車載工況，按照該工況計算出各梁板的橫向分布系數：1#梁板為 0.23，2#梁板為0.224，3#梁板為0.219，4#梁板為0.215，5#梁板為0.211，6#梁板為0.207，7#梁板為0.200，8#梁板為0.197，9#梁板為0.195，-1#梁板為0.215。

(2)加固后橋梁承載力檢驗

橋梁加寬后，用上述加載方法測量了 1個縱梁和板的最不利彎矩。通過計算數據與實測數據的比較，可以看出，1_梁和板在活荷載作用下的內力基本相同，滿足承載力要求。在橋梁加固設計中。原道路兩車道設計為三車道，荷載變化。在實際應用中，粘貼鋼板固定梁板后，可有效地調整1#梁板應力。降低橫向分布系數，達到梁板應力平衡的目的。這種加固方案可以提高橋梁的整體剛度。

5 結論

(1)當橋梁道路拓寬時，車輛荷載和跨跨橋梁的車道布置經常發生變化。該橋面橫向連接加固方法在不改變橋面初始布置的情況下，能夠平衡橋梁的橫向分布系數，從而分散活荷載，延長梁板使用壽命。

(2)鋼板可有效提高梁板屋面的含鋼量，大大提高截面的抗彎能力，延長梁板的使用壽命。

(3)粘貼鋼板后，能更好地約束橫橋梁板位移，使梁板鉸接更加緊密，從而可以限制梁板之間的橫向連接。

6 結語

總之，橋梁加固設計是現代橋梁工程設計中的重要環節，其設計質量不僅對整個橋梁工程的安全使用有著直接影響，同時也對人們的正常出行有著直接的影響。為進一步保證橋梁施工的整體質量，我們設計人員要不斷提高專業素質，采用最科學、合理的加固技術，以保證加固后的橋梁安全。

[1]李瑞云，馬亞軍.橋梁樁基礎的加固設計[J].黑龍江交通科技，2013（3）

[2]李玉珍.試述橋梁樁基礎的加固設計[J].城市建設理論研究，2013（47）