淺談舊橋加固的原則和方法

佛山市高明區(qū)公路局管養(yǎng)中心 528500

摘要：筆者長(zhǎng)期從事有關(guān)舊橋加固類的工作，本文主要論述舊橋改造所利用設(shè)計(jì)的原則和加固的基本要求等內(nèi)容，旨在與同行探究學(xué)習(xí)共同進(jìn)步。

關(guān)鍵詞：舊橋加固；基本原則；加固方法

1.舊橋加固的意義

隨著我國高速公路的建設(shè)和發(fā)展，逐步建成全國干線和高速公路網(wǎng)絡(luò)。原有的公路將發(fā)揮干線到支線、到各地分散物流的重要作用。因此，研究延長(zhǎng)既有橋梁使用壽命的方法，力求加以充分利用，使有限的建設(shè)資金用于當(dāng)前急需的工程。為了解決舊橋的承載能力和通過能力不足的問題，提出有兩種方案可以選擇：一是拆除舊橋后重新建橋，或者采取加固措施。相對(duì)而言，采取維修加固，提高橋梁的承載能力和通過能力，是提高現(xiàn)有橋梁經(jīng)濟(jì)效益，減少人力、物理和投資的重要途徑。

2.舊橋改造所利用設(shè)計(jì)的原則

（1）在確定橋涵構(gòu)造物加寬加固方案的過程中，應(yīng)充分注重結(jié)構(gòu)的耐久性和可靠性要求，同時(shí)考慮施工的可實(shí)施性和方便性，降低后期養(yǎng)護(hù)成本。

（2）對(duì)全線原有橋梁構(gòu)造物進(jìn)行歸類分析和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，進(jìn)行必要的研究、論證，為選擇合理可行的建設(shè)方案提供充分依據(jù)。

（3）橋梁的拼接加寬宜采用與原橋同跨徑、同結(jié)構(gòu)形式，力求標(biāo)準(zhǔn)化、裝配化、外觀一致性。

（4）對(duì)現(xiàn)有老橋逐一進(jìn)行檢測(cè)、驗(yàn)算、分析歸類，合理確定加固利用方案，提高其承載能力。

（5）橋涵構(gòu)造物的改擴(kuò)建，本著“安全、適用、經(jīng)濟(jì)、美觀和有利環(huán)?！钡脑瓌t，因地制宜，盡量利用原有構(gòu)造物。

（6）荷載標(biāo)準(zhǔn)。

近年來，由于新的公路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)規(guī)范的逐步頒布執(zhí)行，設(shè)計(jì)荷載較之前有了一定變化；新橋規(guī)對(duì)結(jié)構(gòu)在正常使用狀況下的各項(xiàng)應(yīng)力要求也有較大提高。而現(xiàn)有橋梁大部分是按舊橋規(guī)設(shè)計(jì)的，不可能全面滿足新橋規(guī)的要求。

3.1.加固的基本要求

加固的基本要求的有以下幾點(diǎn)：（1）經(jīng)濟(jì)費(fèi)用。一般地說，加固費(fèi)用比新建費(fèi)用節(jié)省一半時(shí)，即應(yīng)優(yōu)先考慮加固。（2）不中斷交通或盡量少中斷交通。在加固與加寬同時(shí)進(jìn)行的橋梁，可把加寬集中在一側(cè)，往往可以將加寬與加固錯(cuò)開，不搭便橋。（3）對(duì)已發(fā)現(xiàn)的缺陷，要一次加固好，不留后患。加固設(shè)計(jì)宜按規(guī)范進(jìn)行。（4）對(duì)原有結(jié)構(gòu)的損傷盡可能減至最低。（5）技術(shù)可靠，耐久使用，養(yǎng)護(hù)方便。

2.舊橋上部結(jié)構(gòu)加固、改造技術(shù)和方法

（1）增大截面和配筋加固法當(dāng)梁的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性和抗裂性能不足時(shí)，通常采用增大構(gòu)件截面、增加配筋、提高配筋率的加固方法。這種方法是在梁底面或側(cè)面加大尺寸，增配主筋，提高梁的有效高度和抗彎強(qiáng)度，從而提高橋梁的承載力。該法廣泛用于梁橋及拱橋拱肋的加固。

（2）橋面補(bǔ)強(qiáng)層加固法

在梁頂上加鋪一層鋼筋混凝土層，一般先鑿除舊橋面，使其與原有主梁形成整體，達(dá)到增大主梁有效高度和抗壓截面強(qiáng)度、改善橋梁荷載橫向分布能力，從而達(dá)到提高橋梁的承載能力的目的。

（3）粘貼鋼板（筋）加固法

當(dāng)交通量增加，主梁出現(xiàn)承載力不足，或縱向主筋出現(xiàn)嚴(yán)重腐蝕的情況時(shí)，梁板橋的主梁會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的橫向裂縫。采用粘結(jié)劑及錨栓，將鋼板粘貼錨固在混凝土結(jié)構(gòu)的受拉緣或薄弱部位，使其與結(jié)構(gòu)形成整體，以鋼板代替增設(shè)的補(bǔ)強(qiáng)鋼筋，達(dá)到提高梁的承載能力的目的。

（4）改變結(jié)構(gòu)受力體系加固法

這種加固、改造方法是通過改變橋梁結(jié)構(gòu)受力體系，達(dá)到提高橋梁承載能力的目的。如：在簡(jiǎn)支梁下增設(shè)支架或橋墩，或把簡(jiǎn)支梁與簡(jiǎn)支梁縱向加以連接，由簡(jiǎn)支變連續(xù)梁，或在梁下增設(shè)鋼桁架等加勁或疊合梁等，以減少梁內(nèi)應(yīng)力，達(dá)到提高梁的承載力目的。改變結(jié)構(gòu)體系的方法有多種，但往往都需要在橋下操作，或設(shè)置永久設(shè)施，因而減少橋下凈空，或施工時(shí)會(huì)影響通航，所以必須考慮通航及橋梁排洪能力。用臨時(shí)支架加固時(shí)，改變了原簡(jiǎn)支梁的受力體系，支點(diǎn)處將產(chǎn)生負(fù)彎矩，故必須進(jìn)行受力驗(yàn)算。

（5）拱圈增設(shè)套拱加固法

當(dāng)拱式橋梁的主拱圈為等截面或變截面的磚、石或混凝土等實(shí)體板拱時(shí)，且下部構(gòu)造無病害，同時(shí)橋下凈空與泄水面積容許部分縮小時(shí)，可在原主拱圈腹面下增設(shè)一層新拱圈，即緊貼原拱圈底面上，澆筑或錨噴混凝土新拱圈，外形上就像是在原拱圈下套做了一個(gè)新拱圈。

（6）增設(shè)縱梁加固法（拓寬改建）

在墩臺(tái)地基安全性能好，并具有足夠承載能力的情況下，可采用增設(shè)承載力高和剛度大的新縱梁，新梁與舊梁相連接，共同受力。由于荷載在新增主梁后的橋梁結(jié)構(gòu)中重新分布，使原有梁中所受荷載得以減少，由此使加固后的橋梁承載能力和剛度得到提高。當(dāng)增設(shè)的縱梁位于主梁的一側(cè)或兩側(cè)時(shí)，則兼有加寬的作用。為保證新舊混凝土共同工作，必須注意做好新舊梁之間的橫向連接。橫向的連接方法，如：企口鉸接、鏈槽聯(lián)接、焊接及鋼板鉸接等，使新增主梁與舊梁牢固聯(lián)接，可提高主梁之間的橫向連接剛度，有利于荷載的橫向分布。

4.舊橋下部結(jié)構(gòu)加固、改造技術(shù)與方法

（1）橋臺(tái)新建輔助擋土墻加固法

由于橋臺(tái)臺(tái)背水平土壓力過大，引起橋臺(tái)傾斜，應(yīng)設(shè)法采取平衡橋臺(tái)后壁的土壓力處理，在臺(tái)背之后加建一擋墻，以抵御過大的土壓力。

（2）增補(bǔ)樁基加固法

當(dāng)橋梁墩臺(tái)基底下有軟臥層，或墩臺(tái)基礎(chǔ)未下至堅(jiān)硬巖層時(shí)，墩臺(tái)發(fā)生沉陷；當(dāng)橋梁墩臺(tái)采用樁基礎(chǔ)，而樁的深度不足，或由于水流沖刷等原因發(fā)生傾斜。這些病害都直接影響橋梁結(jié)構(gòu)的正常使用和服務(wù)年限。因此，采用增補(bǔ)樁基加固法是一種常用而且有效的方法。這種加固方法是：在樁式基礎(chǔ)的周圍補(bǔ)加鉆孔樁，或打入鋼筋混凝土預(yù)制樁，擴(kuò)大原承臺(tái)，以此提供基礎(chǔ)的承載力，增強(qiáng)基礎(chǔ)的穩(wěn)定性。

（3）擴(kuò)大基礎(chǔ)加固法

橋梁基礎(chǔ)擴(kuò)大底面積的加固，稱為擴(kuò)大基礎(chǔ)加固法。此法適用于基礎(chǔ)承載力不足或埋深太淺，而墩臺(tái)又是磚石或混凝土剛性實(shí)體式基礎(chǔ)時(shí)的情況。擴(kuò)大基礎(chǔ)底面積應(yīng)由地基強(qiáng)度驗(yàn)算確定。當(dāng)?shù)鼗鶑?qiáng)度滿足要求而缺陷僅僅表現(xiàn)為不均勻沉降變形過大時(shí)，采用擴(kuò)大基礎(chǔ)底面積的加固，主要由地基變形計(jì)算來加以確定。

（4）鋼筋混凝土套箍或護(hù)套加固法

當(dāng)橋梁墩臺(tái)由于基礎(chǔ)埋置深度不夠，或因施工質(zhì)量控制不嚴(yán)等原因，導(dǎo)致墩臺(tái)開裂破損時(shí)，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)貫通裂縫，可采用鋼筋混凝土圍帶或鋼箍進(jìn)行加固。加固時(shí)一般在墩身上中下分設(shè)三道圍帶，其間距應(yīng)大致相當(dāng)于橋墩側(cè)面的寬度。每個(gè)圍帶的寬度，則根據(jù)裂縫的情況和大小而定，一般約為墩臺(tái)高度的1/10，厚度采用10 ～20 cm。當(dāng)墩臺(tái)損壞嚴(yán)重，如有嚴(yán)重裂縫及大面積表面破損、風(fēng)化和剝落時(shí)，則可采用圍繞整個(gè)墩臺(tái)設(shè)置鋼筋混凝土護(hù)套的方法（穿褲子）進(jìn)行加固。

5.橋梁加固的方法

目前橋梁加固的主要方法有增大構(gòu)件截面加固、粘貼加固、體外預(yù)應(yīng)力加固和改變結(jié)構(gòu)體系加固四種方法。而增大構(gòu)件截面加固技術(shù)又可分為橋面補(bǔ)強(qiáng)加固、增大構(gòu)件截面和配筋 和增焊主筋加固。粘貼加固是用化學(xué)黏結(jié)劑或錨栓將補(bǔ)強(qiáng)材料直接粘貼錨固于構(gòu)件薄弱部位的混凝土表面，使之與構(gòu)件形成受力整體，從而提高結(jié)構(gòu)的承載力和剛度。體外預(yù)應(yīng)力加固是通過增設(shè)體外預(yù)應(yīng)力索（包括鋼絞線、高強(qiáng)鋼絲束和精扎螺紋鋼筋）對(duì)既有混凝土構(gòu)件主動(dòng)施加外力，以改善原結(jié)構(gòu)的受力狀況的加固方法。改變結(jié)構(gòu)體系加固是采用一定技術(shù)措施改變?cè)Y(jié)構(gòu)受力體系，降低控制截面內(nèi)力，以提高橋梁結(jié)構(gòu)整體承載力，是一種變被動(dòng)為主動(dòng)的加固方法。

6.總結(jié)

隨著交通的發(fā)展，舊橋加固改造擴(kuò)建有很大的實(shí)際需要。采用適當(dāng)?shù)募庸碳夹g(shù)和拓寬措施，對(duì)恢復(fù)和提高舊危病橋的承載能力及通行能力，延長(zhǎng)橋梁使用壽命以滿足現(xiàn)代化交通運(yùn)輸?shù)男枰强尚械?。但是在正確檢測(cè)評(píng)估橋梁的病害與使用功能的前提下，在充分研究病害原因與加固要求的基礎(chǔ)上，結(jié)合具體情況通過計(jì)算慎重確定加固方案。

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