危舊橋梁的改造加固技術(shù)研究

■段 然 ■國家林業(yè)局昆明勘察設(shè)計(jì)院，云南 昆明 650216

橋梁加固是通過一定的措施使構(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。橋梁加固可以達(dá)到使用較少的資金投入而延長其本身使用的耐久度，可以滿足更高要求的交通量需求，分散橋梁投資的集中性，最基本的目的是為了更好的、有效的降低橋梁發(fā)生危險(xiǎn)的概率，以免造成重特大事故。橋梁加固的關(guān)鍵環(huán)節(jié)是加固之前的設(shè)計(jì)階段，在加固之前必須要針對(duì)改造加固的橋梁整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測(cè)和分析，通過數(shù)據(jù)對(duì)橋梁進(jìn)行評(píng)估。通過對(duì)橋梁的評(píng)估得出的結(jié)論，結(jié)合自身的實(shí)際經(jīng)濟(jì)、技術(shù)情況及最終要求，為要改造的橋梁設(shè)計(jì)科學(xué)、合理的改造加固方案。

1 我國危舊橋梁加固技術(shù)現(xiàn)狀

近些年，我國的機(jī)動(dòng)車數(shù)量猛增，也對(duì)我國道路交通帶來了很大的壓力。因此，橋梁施工的對(duì)象也越來越復(fù)雜，施工技術(shù)要求也越來越高，橋梁的質(zhì)量、安全越要更加放到首要位置。機(jī)動(dòng)車數(shù)量的猛增及機(jī)動(dòng)車技術(shù)的提高使得載重能力也大大提高，直接導(dǎo)致橋梁本身所受到的通行壓力及負(fù)載壓力日益增大。由于舊有橋梁的老化、受損及原有設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)等約束，在此情況下絕大部分橋梁都存在上述情況的困擾。危舊橋梁的改造和加固是為了提高橋梁本身的承載力及優(yōu)化橋梁結(jié)構(gòu)。國際及國內(nèi)橋梁改造加固性價(jià)比最高的是對(duì)原橋進(jìn)行加固提高承載能力從而解決現(xiàn)階段我國橋梁所面臨的實(shí)際問題。

2 危舊橋梁加固方案設(shè)計(jì)原則

2.1 擇優(yōu)選擇加固方案

在選擇橋梁加固方案的同時(shí)，還應(yīng)全面考慮相關(guān)的加固技術(shù)水平、橋梁實(shí)際情況、預(yù)計(jì)未來橋梁車輛通行能力。據(jù)此做出科學(xué)、客觀、合理的橋梁加固的可行性分析及必要性，通過全方面的考察、權(quán)衡各個(gè)方案的優(yōu)缺點(diǎn)，選擇出技術(shù)領(lǐng)先、質(zhì)量過硬、性價(jià)比高的加固方案。下面是具體加固方案的選擇原則:第一橋梁加固最基本的要保證橋梁本身結(jié)構(gòu)的提升和優(yōu)化即提高其穩(wěn)定性、耐久性和承載能力。第二從加固技術(shù)的先進(jìn)程度、性價(jià)比和耐久性等方面來綜合判斷選擇最佳的加固方案。第三橋梁加固方案達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)所需的費(fèi)用要比新建橋梁節(jié)省至少六成，此外還包括在施工期間因橋梁施工所導(dǎo)致的相關(guān)經(jīng)濟(jì)損失。第四加固后的橋梁下部基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)能承受橋梁加固后的橋梁荷載。

2.2 準(zhǔn)確確定橋梁加固的性質(zhì)

根據(jù)橋梁加固的方式不同，可以分為以下幾種加固方式:使用功能的加固、橋梁結(jié)構(gòu)承載力加固及耐久性的加固。

第一 使用功能的加固方式。這種加固方式主要針對(duì)橋梁振動(dòng)過大的構(gòu)件及承受荷載時(shí)的變形度進(jìn)行增大橫截面的尺寸，目的是為了增大構(gòu)建截面的剛性程度，進(jìn)而可以滿足相應(yīng)的使用要求，以此保障在橋梁使用過程中的安全性、穩(wěn)定性。

第二 橋梁結(jié)構(gòu)承載力的加固為的是確保橋梁的穩(wěn)定、安全使用的基礎(chǔ)。所以橋梁結(jié)構(gòu)承載力的加固是整個(gè)橋梁加固的最關(guān)鍵部分。具體加固內(nèi)容包括，斜截面抗剪承載力和正截面抗彎承載力兩種加固方式。承載力加固部分的設(shè)計(jì)中要全面的考慮到橋梁各個(gè)階段受力的特征，此外還要考慮到新材料與舊有材料之間的融合程度，避免在使用新材料之后出現(xiàn)加固未達(dá)到設(shè)計(jì)要求的情況出現(xiàn)。

第三 橋梁耐久性的加固，是對(duì)橋梁的受損構(gòu)件及部位進(jìn)行修復(fù)或者加強(qiáng)。橋梁耐久性的加固可以對(duì)已受損的構(gòu)件及部位進(jìn)行加強(qiáng)，阻止或者延緩橋梁使用性能的繼續(xù)下降，提高橋梁整體的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，延長橋梁使用時(shí)間。

2.3 橋梁加固應(yīng)與加寬設(shè)計(jì)同步進(jìn)行

為了滿足日益增加的道路交通通行量的要求，在橋梁加固設(shè)計(jì)的同時(shí)還需要對(duì)橋梁本身的寬度進(jìn)行考慮。在對(duì)原有橋梁加寬程度不大的情況下，可以將加寬部分與原橋連接成為一個(gè)新的整體，這一舉措不單單只加寬了橋面，更可以對(duì)原橋內(nèi)力進(jìn)行再分配，從而達(dá)到減輕原橋本身橋梁所負(fù)擔(dān)的承載，從而間接的達(dá)到加固的目的。

3 橋梁加固的技術(shù)方法

3.1 粘貼鋼板加固法

該加固方法與碳纖維布加固方法類似，主要使鋼板與鋼筋混凝土粘接成為一體，進(jìn)而增加主梁承載力的加固方法。該加固方法具有速度快、施工過程簡(jiǎn)單、不影響結(jié)構(gòu)外形、成本低、不減小橋下凈空高度等好處，但是其主要弱點(diǎn)是其粘接的耐久度不長，因此會(huì)直接影響加固的效果。

3.2 擴(kuò)大基礎(chǔ)加固

該加固方法是增大橋梁基礎(chǔ)的受力面積進(jìn)而提高橋梁基礎(chǔ)的承載能力，目的是為了阻止或者延緩橋梁基礎(chǔ)的沉降。此法主要應(yīng)用于基礎(chǔ)埋置太淺及基礎(chǔ)承載力不夠，且墩臺(tái)是磚、石頭或者混凝土剛性實(shí)體為基礎(chǔ)的情況。此方法主要優(yōu)點(diǎn)是擴(kuò)大基礎(chǔ)后并不對(duì)原有基礎(chǔ)有任何影響，反而會(huì)增加原有基礎(chǔ)的穩(wěn)定性，施工的安全系數(shù)高。

3.3 加大截面法

該方法是通過在橋梁的頂部增加一層鋼筋混凝土，目的是為了與原有的橋梁形成一個(gè)新的主梁，以此可以達(dá)到提升主梁有效高度和增加抗壓截面積的效果。增加橋梁整體承受力的方法之一便是增加橋面的整體剛度。當(dāng)鋼筋混凝土受到外來壓力發(fā)生彎曲時(shí)，通過加大截面積可以有效的提高其正截面的抗彎能力。適用范圍:這種加固方法在梁(板)橋的加固中被廣泛應(yīng)用;優(yōu)缺點(diǎn):加大截面法計(jì)算簡(jiǎn)單方便，能夠顯著改善原結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和正常使用要求，同時(shí)裂縫可以得到修復(fù)。施工較為方便，加固后對(duì)原橋的整體效果沒有太大改變，外觀有了少許改變。應(yīng)用此法進(jìn)行加固時(shí)，混凝土的養(yǎng)護(hù)齡期較長。

3.4 預(yù)應(yīng)力加固法

該加固方法是采用外加預(yù)應(yīng)力鋼拉桿或者對(duì)橋梁整體進(jìn)行加固的方法。該方法特點(diǎn)是外加預(yù)應(yīng)力的鋼拉桿以改變?cè)袠蛄簝?nèi)力的分布，從而達(dá)到加固的目的。

3.5 碳纖維加固法

該加固方法具體是用碳纖維布與要加固構(gòu)件的表面用高性能粘接劑相互粘接在一起，當(dāng)結(jié)構(gòu)的荷載增大時(shí)，碳纖維布與被粘接對(duì)象共同發(fā)揮作用，同時(shí)提高構(gòu)件的承載能力，以此達(dá)到加固的目的。

4 總結(jié)

危舊橋梁的改造及加固需要全面考慮橋梁本身的實(shí)際結(jié)構(gòu)情況，對(duì)橋梁改造、加固做出客觀的分析、設(shè)計(jì)。在改造和加固及設(shè)計(jì)的同時(shí)要遵循上述加固的原則和設(shè)計(jì)方法。

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