淺議橋梁加固處治方案與施工工藝

吳曉靜

（溫州楓景市政園林工程有限公司，浙江溫州 325000）

0 引言

橋梁加固是隨著日益增長(zhǎng)的交通運(yùn)輸業(yè)而產(chǎn)生、發(fā)展的新課題。橋梁加固能夠節(jié)省三材，縮短工期，不建便道，不中斷交通，不占用農(nóng)田，因此，橋梁工程人員要對(duì)橋梁加固技術(shù)進(jìn)行更深入的研究，更好地為現(xiàn)代交通運(yùn)輸服務(wù)。

1 橋梁加固的相關(guān)理論

1.1 橋梁加固的目的和要求

橋梁在使用過程中，經(jīng)常遭受風(fēng)、雨、水流（包括洪水、冰凌）的侵襲以及車輛通過時(shí)的沖擊、輪胎的磨耗；通航河道上的橋梁還有可能受到船只的碰撞；一些工程項(xiàng)目在橋梁周圍施工，也有可能危及橋梁安全。所以，橋梁在運(yùn)營(yíng)過程中，難免會(huì)發(fā)生病害或損傷。一旦發(fā)生病害或損傷，就要及時(shí)進(jìn)行維修。小壞小修，隨壞隨修，防止病害擴(kuò)大，確保橋梁結(jié)構(gòu)的完整與安全。相反，產(chǎn)生病害后不及時(shí)維修加固，由于病害的逐漸擴(kuò)大，不但導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)提前破壞，甚至可能發(fā)生塌橋事故。橋梁的適用性與耐久性遭到破壞，勢(shì)必影響交通運(yùn)輸?shù)臅惩?，給國家和人民帶來重大損失。

1.2 橋梁加固的重要性

由于橋梁是建在大地上的特殊產(chǎn)品，不僅受自然環(huán)境的影響（如大氣腐蝕、溫度、濕度變化等），而且還受到使用環(huán)境的影響 ，難以避免產(chǎn)生損壞現(xiàn)象。這使橋梁的維修、養(yǎng)護(hù)、加固、改造成為必然。從經(jīng)濟(jì)上分析，橋梁加固可以節(jié)省大量投資，收到良好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。采用適當(dāng)?shù)募庸碳夹g(shù)和拓寬措施，不僅可以避免因拆除舊橋與重建新橋而增加工程費(fèi)用，同時(shí)也恢復(fù)和提高了舊橋的承載能力及通行能力，延長(zhǎng)橋梁的使用壽命，滿足現(xiàn)代化交通運(yùn)輸?shù)男枨?。同時(shí)橋梁的改造和加固不僅可以提高橋梁的通航能力和服務(wù)水平，而且在更大程度上能夠消除交通安全隱患。從發(fā)展中分析，舊的橋梁加固有利于促進(jìn)橋梁建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展，既滿足現(xiàn)代人的需求，又不損害后代人滿足需求的能力，使經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、資源和環(huán)境保護(hù)協(xié)調(diào)發(fā)展。

2 橋梁加固原則

我國現(xiàn)在通用的橋梁設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的頒布時(shí)間是20世紀(jì)90年代。限于當(dāng)時(shí)比較低的技術(shù)水平以及落后的交通運(yùn)輸業(yè)，使得在該標(biāo)準(zhǔn)下建設(shè)的橋梁已經(jīng)不能完全適用于現(xiàn)階段的車輛通行要求。尤其是在某些城鎮(zhèn)公路上，重型貨車超載現(xiàn)象十分嚴(yán)重。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，至少20%的城鎮(zhèn)道路橋梁存在安全隱患，如果不能及時(shí)予以加固，所產(chǎn)生的后果將不堪設(shè)想。因此，對(duì)于橋梁的加固已經(jīng)越來越引起人們的重視。相對(duì)于發(fā)達(dá)國家，我國的各項(xiàng)基礎(chǔ)設(shè)施還不是很完善。為了完善這些基礎(chǔ)設(shè)施，國家每年都會(huì)投入大量的資金，但是橋梁加固在資金的占用率上相對(duì)較少。如何用較少的資金投入，修復(fù)或者加固更多的橋梁就顯得尤為重要?，F(xiàn)階段對(duì)橋梁進(jìn)行加固時(shí)，要遵循以下兩個(gè)原則。

（1）做好維修前的檢測(cè)工作

在對(duì)橋梁進(jìn)行加固前，質(zhì)量檢測(cè)人員對(duì)所要加固的橋梁進(jìn)行詳細(xì)檢測(cè)，分析橋梁的損壞程度，并制作成一目了然的數(shù)據(jù)表格。根據(jù)檢測(cè)結(jié)果計(jì)算所要加固橋梁的實(shí)際運(yùn)輸能力，分析橋梁的損壞程度對(duì)于橋梁的承載力以及耐久性所造成的影響。所謂的承載力即在設(shè)計(jì)橋梁的初期，保證橋梁應(yīng)該達(dá)到的荷載能力；耐久性即橋梁的壽命。

（2）合理選用加固方式

加固方式的選擇要考慮施工成本的經(jīng)濟(jì)性，不能無限制耗費(fèi)原材料，而且要保證施工進(jìn)度，避免交通中斷時(shí)間過長(zhǎng)。在對(duì)橋梁進(jìn)行加固時(shí)，通常不采用改變?cè)冉Y(jié)構(gòu)的方式。一方面是考慮施工成本，另一方面是改變橋梁原先的結(jié)構(gòu)會(huì)長(zhǎng)時(shí)間中斷交通，所帶來的經(jīng)濟(jì)損失會(huì)更為巨大。對(duì)橋梁的加固要具體問題具體分析，當(dāng)橋梁老化嚴(yán)重、加固修護(hù)難度過大時(shí)，也會(huì)考慮更改橋梁原有的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，但要保證橋梁的承載力以及耐久性。即使改變橋梁原有的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，也盡量采用局部更改的形式。

3 橋梁加固處治方案與施工工藝

3.1 增大混凝土截面加固技術(shù)

增大混凝土截面加固技術(shù)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(duì)鋼筋混凝土橋加固的一種常用的改造技術(shù)。增大混凝土截面一般采用兩種方式，一種是加厚橋面板，另一種是加大主梁肋的高度和寬度。加厚橋面板進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)時(shí)，先將原橋面鋪裝層鑿除，在橋面板上澆筑一層新的混凝土補(bǔ)強(qiáng)層，使其與原T梁形成組合斷面，用以提高抗彎剛度以達(dá)到補(bǔ)強(qiáng)的效果。后者則使梁肋下緣采用鋼筋混凝土加寬加高，通常在加大的下緣混凝土截面中加設(shè)主筋，用以提高截面的承載力，達(dá)到補(bǔ)強(qiáng)加固的效果。該方法僅適用于具有梁肋的橋梁加固，對(duì)于板梁、箱梁不宜實(shí)施。但是，此方法只對(duì)較小跨徑的T梁橋或板橋較為適用。一般采用此法加固后，橋梁剛度明顯提高，承載能力也能取得較好的效果。

3.2 改進(jìn)結(jié)構(gòu)體系法

該法通過改變現(xiàn)有橋梁結(jié)構(gòu)的受力體系，以實(shí)現(xiàn)改進(jìn)橋梁性能與提升承載力之目的。一般來說，可以在簡(jiǎn)支梁之下增加支架或者橋墩，并在縱向上對(duì)簡(jiǎn)支梁和簡(jiǎn)支梁加以連接，讓其能夠變成連續(xù)梁；或者是在橋梁下增加結(jié)合梁，通過鉸接變固接等手段來減小梁內(nèi)的應(yīng)力，并且實(shí)現(xiàn)提高橋梁承載能力之目的。一般來說，往往可以有多種方法來改變橋梁的結(jié)構(gòu)體系，然而多數(shù)需在橋下進(jìn)行操作，或者是設(shè)置一些永久設(shè)施，讓橋下的凈空能夠減小，因此，運(yùn)用這一方法時(shí)，一定要考慮到對(duì)施工期間交通所造成的影響。無論如何，改變橋梁結(jié)構(gòu)體系的加固效果是比較好的，因此當(dāng)前主要用在解決臨時(shí)應(yīng)對(duì)超重車輛通行的問題，在重型車輛通過之后，原有的臨時(shí)支撐可隨時(shí)進(jìn)行拆除，從而使通航與排洪免受影響。

3.3 高強(qiáng)復(fù)合纖維預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)

高強(qiáng)復(fù)合纖維主要有芳倫纖維及碳纖維（FRP），碳纖維材料在橋梁加固工程中應(yīng)用非常廣泛，技術(shù)比較成熟。技術(shù)原理為：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)，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。碳纖維加固技術(shù)性能是否能夠達(dá)到要求的關(guān)鍵是碳纖維材料與混凝土基材的粘結(jié)性能能否保證。為了提高碳纖維材料的利用效率及增強(qiáng)舊橋加固效果，對(duì)碳纖維材料施加預(yù)應(yīng)力是一種有效的辦法。碳纖維預(yù)應(yīng)力加固的作用原理是利用錨固粘貼于被加固梁體上的碳纖維布條（或板條）對(duì)梁體施加預(yù)應(yīng)力，改善加固梁的受力狀態(tài)，其關(guān)鍵技術(shù)是解決適應(yīng)于橋梁現(xiàn)場(chǎng)施工的預(yù)應(yīng)力纖維布（或板）的張拉、錨固問題。技術(shù)特點(diǎn)是施工便捷、高效，具有良好的耐腐蝕性和耐久性，對(duì)內(nèi)部混凝土結(jié)構(gòu)起到保護(hù)作用，進(jìn)而達(dá)到高效加固修補(bǔ)的目的。

3.4 體外預(yù)應(yīng)力加固方法

體外預(yù)應(yīng)力加固是利用預(yù)應(yīng)力所產(chǎn)生的反向預(yù)矩，能較大幅度地減小恒載下的構(gòu)件變形與應(yīng)力水平，屬于一種主動(dòng)加固法。其優(yōu)點(diǎn)是在自重增加很小的情況下，能夠大幅度改善和調(diào)整原結(jié)構(gòu)的受力狀況，提高承重結(jié)構(gòu)的剛度、抗裂性能。由于承重結(jié)構(gòu)自重增加小，所以對(duì)墩臺(tái)以及基礎(chǔ)受力狀況影響很小。可以節(jié)省對(duì)墩臺(tái)以及基礎(chǔ)的加固，對(duì)橋梁營(yíng)運(yùn)影響較小，可在不限制通行的條件下加固施工。缺點(diǎn)是會(huì)導(dǎo)致超靜定結(jié)構(gòu)發(fā)生內(nèi)力重分布，轉(zhuǎn)向塊和錨固點(diǎn)存在巨大的集中力，容易受環(huán)境影響，需要做防腐處理。其設(shè)計(jì)要點(diǎn)是：通過在梁體外部設(shè)置鋼材的拉桿或撐桿，并與被加固的梁體錨同連接，然后施加預(yù)應(yīng)力，強(qiáng)迫后加的拉桿或撐桿受力，從而改變?cè)Y(jié)構(gòu)的內(nèi)力分布，并降低原結(jié)構(gòu)的應(yīng)力水平，使結(jié)構(gòu)總承載力顯著提高，且可減少結(jié)構(gòu)的變形，使裂縫寬度縮小甚至完全閉合。該加固法適用于中小跨徑的梁式橋。

4 結(jié)語

綜上所述，橋梁加固質(zhì)量控制越來越被人們所重視，橋梁工作人員針對(duì)橋梁出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析，用智慧的頭腦和精湛的技術(shù)對(duì)橋梁進(jìn)行加固，最大程度地提高橋梁的負(fù)荷量，使橋梁的質(zhì)量得到大幅度的提高。