橋梁設計加固方法與安全優化措施分析

車然娜

安徽省綜合交通研究院股份有限公司 安徽 合肥 230001

橋梁設計不當易影響橋梁的質量與后期的維護，所以在設計時要對各施工環節細致的考慮，根據當前超載與動荷載的影響，設計出科學合理的方案，提高橋梁的壽命。對橋梁進行加固時也要根據實際情況選擇合適的經濟實用加固法，降低破壞橋梁結構的幾率。在安全的優化設計措施與合理的加固方法采用中，提高橋梁的施工質量，保證橋梁安全的使用。

1 橋梁加固方法

橋梁加固法采用時需注意與橋梁情況相符合的加固方法，采用使用頻率較高與可靠、耐久的加固方法，并且加固設備與工程盡量簡便，能保證車輛與人員正常通行，在耐用性加固材料的使用下減少后續的維護工作，在費用上盡量控制，并減少破壞橋梁結構的幾率。

1.1 加筋補強

加筋補強法是最常用的施工方法，傳統的鋪設新鋼筋提高橋梁結構的強度與承載力，當前采用率較高的包鋼加固法和粘貼碳纖維加固法，都是在橋梁外部加強結構的筋量達到加固。包鋼加固法是用結構膠把一定厚度的鋼板粘在橋梁混凝土表面或受到磨損的地方，在鋼板與橋梁原結構共同受力下，提高橋梁的承重力、抗彎能力與抗震性能。施工速度較快，恢復使用時間較短，但鋼材使用量較大，在高溫或濕熱天氣下防腐蝕問題較難解決。碳纖維布或碳纖維板具有強度高、質量輕便、易剪切與彎曲、抗沖擊耐腐蝕、易粘貼與壓縮等特點，主要用于中小型橋梁。該方法主要在60℃下使用，不能長久接觸陽光與有害介質，需進行表面防護，且在強拉伸力下容易破裂，延展性太差，應用范圍較小，主要用于橋梁混凝土的抗剪與彎曲加固，橋墩的剪切、壓縮加固等。

1.2 增大截面加固

增大截面加固就是加大橋梁截面面積，加厚橋板厚度、加寬主梁側面與底面的尺寸，在模板的構建下澆筑混凝土，提高了橋梁負荷能力，加強橋梁的使用壽命，但需注重橋梁下部的承重能力。鋼筋網噴射混凝土加固也屬此類加固法，在原有結構表面固定鋼筋網，再噴射速凝細石混凝土，在濕作業的較長工期中，需較大施工場地。在新舊混凝土形成整體后，梁高增加，但使用空間減少，在共同受力下提高橋梁剛度與抗彎承載力。

1.3 橋面補強層加固

橋面是使用頻率較高的加固位置，需對舊的鋪裝結構鑿除，并除毛清理干凈，埋進鋼筋層，刷上粘合劑再鋪設新的混合纖維混凝土。在一定的厚度中減少負荷聚集度，提高橋梁的主梁高度與承載力。但人工工作量大、工期較長，人工鑿除或多或少會傷害原有橋梁結構。

1.4 預應力加固

如橋梁體積與跨度小，技術類型與材料采用較少，所以加固上難達到規范，可采用鋼制撐桿與拉桿來加固，提高橋梁的承重力與抗裂性。撐桿主要在橋梁下部墩柱部分支撐橋身，應用率較低。而拉桿則是在彎曲部分轉移橋梁的壓力，減少橋梁承受的載荷，提高橋梁使用壽命。而體外預應力加固則采用下撐式拉桿或水平拉桿等預應力裝置施加在橋梁構件中，提高橋梁部件的抗彎與抗剪承載力。對于構件中正、斜截面等外部需施工的，可調整預應力方向來改善構件的性能。

1.5 改變受力結構加固

分析各橋梁受力分布特征選擇加固方法，需要專業理論與分析方法進行測量與分析橋梁各部位的承載力與受力分布情況，計算重力分布情況，確定加固方法施工后能達到標準承載力，再進行加固措施。

1.6 止裂孔法

止裂孔法是利用工具對橋梁中裂縫頂端延伸方向進行打孔，防止裂縫繼續擴散。在施工前需對現場進行分析、檢測裂縫的數據參數，再對準確的縫頂進行鉆孔作業，特別注意精確度，防止裂縫擴大或鉆孔位置未對準出現更大的裂口。此方法與其他加固法一起使用效果最佳，多與鋼結構維修加固時加用的應急措施。

1.7 角撐板補強法

橋梁兩側面板下沉時用挖孔三角形鋼板跨角焊縫在橋面板與加勁肋下部進行加固補強，減少橋面變形程度。讓橋梁受力部分轉移分散，增加橋面剛度，但角撐面板間距小，焊接位置應力較集中，需在裂縫下側采用鋼板覆蓋，圍焊試件與角撐板的鏈接處，此法能適當提高橋梁使用效果與壽命。

2 橋梁設計安全優化措施

2.1 優化準備工作

在設計階段要重視設計準備工作，設計中考慮橋梁主體結構，實地考察掌握運行條件與氣候環境，根據運行要求做出科學的經濟性分析，不斷研究下創新出安全規范的設計方案。設計中還需對養護管理重點與可能出現的隱患問題進行考慮，不斷引進先進效果良好的技術，杜絕出現安全隱患。

2.2 充分考慮耐久性

橋梁使用年限久，但維修與翻新周期也較長，在設計中就要考慮橋梁的耐久性。在橋梁的承載結構中受到越來越重的負荷，結構在長時間受到顛簸、振動、擠壓與自然因素等影響下，出現各種損傷，降低橋梁使用壽命。所以橋梁設計中要多考慮當前交通運輸情況，在設計中積極更新技術與設計方法，提高橋梁的壽命與持久性。

2.3 著重考慮超載問題

橋梁工程當前面臨的主要破壞問題就是超載，如行駛車輛超過承載標準會造成橋梁出現變形或嚴重損傷，甚至出現安全問題。施工建設后對橋梁載重進行分析，嚴格按照施工標準在橋梁路段設置各類型的警告標示、限高、限重等，避免橋梁使用中出現超載問題，保障橋梁的使用安全與壽命。

2.4 重視橋梁疲勞損傷影響

橋梁使用中受到車輛的荷載與風荷載等動荷載的影響，壓力不斷變化，內部結構持續振動讓橋梁疲勞損傷增多。橋梁建設中的鋼筋、混凝土、石料等相互間存在細小縫隙，在荷載作用下會形成裂紋，損害橋梁結構，存在安全隱患。在施工建設中需考慮混凝土的結構，解決材料中存在的縫隙，并重視鋼筋構件的腐蝕現象，還需設計人員不斷研究并解決這些問題。

3 結語

總之，科技不斷發展下橋梁建設的要求也越來越高，橋梁工程負荷量越來越重，還受到其他因素的影響。橋梁設計中需制定諸多安全優化的的措施，減少設計出現的安全問題，積極考慮橋梁的耐久性與超載問題。在加固方法選取中，因地制宜，科學的選取最優方案?？茖W的加固法與安全優化措施，促進我國橋梁建設工作順利的進行與不斷的發展。