淺談橋梁加固

                   馮永利

摘要：闡述了橋梁加固的意義，分析了橋梁需要加固的原因，并詳細介紹了加大截面加固法、粘貼鋼板加固法、粘貼碳

纖維增強塑料加固法等幾種常用的橋梁加固方法，以使橋梁能更好地、及時地為現(xiàn)代交通運輸服務。

關(guān)鍵詞：橋梁加固，加固方法，選用原則

1橋梁加固的意義

對舊橋、危橋的加固維修，以及如何提高其承載力的問題研究、試驗與推廣，是非常有必要的。很多資料表明，當前有些交通發(fā)達的國家，橋梁建設(shè)的重點已放到了對舊橋的加固與改造方面，而新建橋梁已降為次要地位。國內(nèi)舊橋加固或改造的經(jīng)驗也表明，在一般情況下，橋梁的加固費用約為新建橋梁費用的10％～20％；雙曲拱橋的加固改造費用約為新建橋梁費用的20％～40％。因此，加速我國舊橋加固或改造技術(shù)的研究，不僅能更好地、及時地為現(xiàn)代交通運輸服務，而且能為國家?guī)砭薮蟮慕?jīng)濟效益和社會效益。

2橋梁需要加固的原因

1)舊橋梁原有的設(shè)計標準低，不能滿足現(xiàn)在發(fā)展了的車輛通

行要求。隨著橋梁設(shè)計規(guī)范的不斷發(fā)展，公路橋梁的設(shè)計荷載已由汽一6級、汽一8級、汽一13級發(fā)展到汽一15級、汽一20級及汽—超20級，并且仍有繼續(xù)增大的趨勢。據(jù)調(diào)查分析，全國的國道、省道和縣級公路的永久大、中型橋梁中，設(shè)計荷載達到汽一20級、掛一100級標準的僅占大、中型橋梁總數(shù)的6．53％，汽一10級、履帶50級及以下荷載標準的橋梁占9．17％，其余84．3％的橋梁基本上是汽一13級和汽一15級荷載標準。

2)由于設(shè)計及施工的缺陷以及各種不利作用(如碳化、氯離子侵入、酸侵蝕、堿集料反應、凍融、鹽害等)，使得橋梁結(jié)構(gòu)的混凝土及鋼筋腐蝕嚴重。

3)橋梁的使用年限長，接近其使用壽命。我國在20世紀60年代～70年代修建的橋梁，大部分仍在服役，由于年久失修、失養(yǎng)，已不適應交通量日益增長的需要。

4)外界不利荷載的影響使得橋梁結(jié)構(gòu)安全性下降。在我國，造成此種情況的最大原因是在公路上行駛的貨車大多數(shù)超載、超限行駛，致使20％以上的橋梁出現(xiàn)安全隱患。

5)新建橋梁由于勘察、設(shè)計及施工的問題而無法滿足使用要求以及新橋的使用功能發(fā)生改變，也是橋梁需要加固的重要原因。

3常用加固方法

3．1加大截面加固法

加大截面加固法是在原結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上再澆筑一定厚度的鋼筋混凝土，這是對鋼筋混凝土橋加固的一種常用的改造技術(shù)。加大截面加固法一般采用兩種方式：1)加厚橋面板；2)加大主梁梁肋的高度和寬度。該法施工工藝簡單、適應性強，并具有成熟的設(shè)計和施工經(jīng)驗，適用于較小跨徑的T梁橋或板橋的加固。采用此法加固后橋梁剛度明顯提高，承載能力也能取得較好的效果。但現(xiàn)場施工的濕作業(yè)時間長，對生產(chǎn)和生活有一定的影響，且加固后的建筑物凈空有一定的減小。

3．2粘貼鋼板加固法

粘貼鋼板加固法是以樹脂粘結(jié)鋼板與混凝土的結(jié)構(gòu)加固法，其施工快速、現(xiàn)場無濕作業(yè)或僅有抹灰等少量濕作業(yè)，對生產(chǎn)和生活影響小，且加固后對原結(jié)構(gòu)外觀和原有凈空無顯著影響。但加固效果在很大程度上取決于膠粘工藝與操作水平，適用于承受靜力作用且處于正常濕度環(huán)境中的受彎或受拉構(gòu)件的加固。

1)堅固耐用；2)施工快速；3)簡捷輕巧；4)靈活多樣；5)經(jīng)濟合理。

3．3粘貼碳纖維增強塑料加固法

      粘貼碳纖維增強塑料加固法采用專門的樹脂將碳纖維粘貼于混凝士結(jié)構(gòu)受拉表面，碳纖維與原結(jié)構(gòu)形成新的受力整體，碳纖維與鋼筋共同承受荷載，降低了鋼筋應力，從而使結(jié)構(gòu)達到了加固和補強效果。其主要特點是：幾乎不增加結(jié)構(gòu)自重和截面尺寸，不改變凈空高度，施工方便，對原結(jié)構(gòu)幾乎不會造成新的損傷，具有良好的耐腐蝕性、耐久性和抗疲勞性能，根據(jù)受力分析可進行多層粘貼進行補強，其方向性也可以靈活掌握。該方法的缺點是彈性模量與強度比值過低；環(huán)氧樹脂在溫度大于60℃時會呈現(xiàn)軟化現(xiàn)象，而橋梁一般受到陽光直射，橋面溫度大于60℃的可能性很大，不利于采用樹脂膠作粘貼劑。

碳纖維加固特性有以下幾方面：1)強度高。2)超強防水效果。3)重量輕。4)不受形狀限制。

3．4體外預應力加固法

體外預應力加固法是指對布置于承載結(jié)構(gòu)主體之外的鋼束張拉而產(chǎn)生預應力的后張法。體外預應力體系由體外預應力孔

管、漿體、錨固體系和轉(zhuǎn)向塊等部件組成。體外預應力技術(shù)能大大縮短施工工期，能降低被加固構(gòu)件的應力水平，不僅使加固效

果好，而且還能較大幅度地提高結(jié)構(gòu)整體承載力，但加固后對原結(jié)構(gòu)外觀有一定影響。適用于大跨度或重型結(jié)構(gòu)的加固以及處

于高應力、高應變狀態(tài)下的混凝土構(gòu)件的加固。但在無防護的情況下，不能用于溫度在60℃以上環(huán)境中，也不宜用于混凝土收縮

徐變大的結(jié)構(gòu)。采用體外預應力技術(shù)加固橋梁結(jié)構(gòu)有以下優(yōu)點：

1)預應力布置簡單，可以調(diào)整，簡化了后張的操作程序：2)對橋梁加固施工過程中，可以不封閉交通；3)增加恒重不多，可以能動地調(diào)節(jié)原結(jié)構(gòu)中的應力狀態(tài)，達到有效加固的目的；4)提高原結(jié)構(gòu)承載能力幅度，使用等級的提高。適用性：主要適用于橋梁的主梁、墩柱的修復和加固。

3．5增加受力構(gòu)件及改變結(jié)構(gòu)體系

當橋梁承載力不足或因種種原因使橋梁遭到破壞時，通過一定的工藝及結(jié)構(gòu)措施，可以在原有結(jié)構(gòu)上增加新的受力構(gòu)件，從而提高結(jié)構(gòu)的承載力。改變結(jié)構(gòu)體系主要是利用梁的連續(xù)作用或梁、板組合作用及拱梁組合作用改變結(jié)構(gòu)的受力體系，改善結(jié)構(gòu)的受力狀況，以提高橋梁承受荷載的能力。

3．6增加橫向聯(lián)系加固法

增加橫向聯(lián)系，也是近幾年采用較多的加固方法。該方法是通過增設(shè)橋梁橫向聯(lián)系，以改善上部結(jié)構(gòu)的荷載橫向分布規(guī)律，從而達到提高結(jié)構(gòu)整體承載能力的加固方法。一般用于無內(nèi)橫梁或少內(nèi)橫梁的T型截面及工字形截面梁式橋，工程上常在相鄰主梁間增設(shè)現(xiàn)澆混凝土橫梁或鋼橫梁來提高橫向抗彎剛度。該技術(shù)的缺點是會對原結(jié)構(gòu)造成一定程度的損傷，對于配筋較為復雜的區(qū)域或構(gòu)件，不宜采用該方法加固設(shè)計，以免增加加固后的

安全隱患。

4結(jié)語

上述這些加固技術(shù)，較好地滿足了我國公路橋梁養(yǎng)護發(fā)展的需要，在橋梁維修工作中發(fā)揮了積極的作用。但是，由于每一種加固方案都有一定的適用范圍，其適用范圍主要由橋梁需要加固的原因和結(jié)構(gòu)的特點、結(jié)構(gòu)所處的環(huán)境、當?shù)鼐唧w條件，尤其是對加固后橋梁的功能要求所決定的。所以很難提出一種能夠解決所有問題的統(tǒng)一方法，在實際操作中，針對不同的橋型，不同的病害和在不同的環(huán)境下，需要選擇的加固方法也各不相同。

參考文獻：

    [1]張開鵬，蔣玉龍，曾雪芳．橋梁加固的發(fā)展與展望[J]．公路．2005(2)：31—32，

    [2]堪潤水，胡釗芳，帥長斌．公路舊橋加固技術(shù)與實例[M]．北京：人民交通出版社，2002．

    [3]羅偉．橋梁加固技術(shù)綜述[J]．黑龍江交通科技，2005(4)：21—22．

    [4]李鳳求，楊莉．橋梁加固技術(shù)探討[J]．湖南交通科技，2005(10)：7—8．

    [5]楊文'淵，徐奔．橋梁維修與加固[M]．北京：人民交通出版社，1992．