淺論橋梁加固技術

摘 要：近年來，隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，我們國家的公路事業(yè)無論是建設規(guī)模還是建設標準都有了一個大跨度、超常規(guī)的發(fā)展。隨著橋梁使用年限的增長以及橋梁負荷的日趨增大及施工質量和橋梁設計等方面的原因，使得橋梁加固成為必要，研究如何修復這些橋梁已成為當今橋梁設計的重要課題。通過對目前我國大部分橋梁修復的實例分析，橋梁加固是維修病害橋梁、提高橋梁承載能力的最基本、最常用的方法，本文提出了橋梁加固的目的，論述了橋梁加固的常見方法及特點，給出了橋梁加固的方案選擇方法。

關鍵詞：橋梁加固 加固方法 加固方案 加固效果

橋梁是公路交通的咽喉，其使用功能的好壞直接影響整條線路的暢通，既有公路中由于受到當時局限的設計、材料、施工加固等各方面的影響，嚴重制約了公路運輸事業(yè)的發(fā)展，加上不能適應現(xiàn)在交通量飛速增長，使得舊橋檢測和舊橋加固技術顯得非常迫切。

1、加固目的

隨著我國國民經(jīng)濟的日益發(fā)展，交通運輸量的迅速增長，橋梁老化、破損情況日益凸顯。若將其拆除重建，不僅要耗費大量資金，而且工期也較長；若有計劃、有步驟的對現(xiàn)有舊橋進行加固改造，橋梁加固后，可以延長橋梁的使用壽命，用少量的資金投入，使橋梁能滿足交通量的需求，還可以緩和橋梁投資的集中性，為國家?guī)砭薮蟮慕?jīng)濟和社會效益。因此，加固設計必須本著“牢固可靠、簡便耐用、經(jīng)濟適用”的基本原則。

2、加固方法

加固，簡單來說，就是通過一定的措施使構件乃至整個結構的承載能力及其使用性能得到提高，以滿足新的要求。

2.1橋跨結構

（1）體外預應力加固法

體外預應力法的加固原理是在梁的下緣受拉區(qū)設置預應力材料，通過張拉對梁體產(chǎn)生偏心預應力，在此偏心壓力作用下，使梁體發(fā)生上拱，抵消部分自重應力，減小了結構變形和裂縫寬度、改善了結構受力，能夠較大幅度的提高結構承載力。目前常用下?lián)问筋A應力拉桿加固法和外部預應力鋼絲束加固法兩種。

（2）粘貼鋼板加固法

粘貼鋼板加固是采用粘結劑將鋼板粘貼在鋼筋混凝土結構物的受拉邊緣或薄弱部位，使之與結構物形成整體，從而提高梁的承載能力的一種加固方法。若使用錨栓將鋼板錨固在梁體上，則又稱錨栓鋼板法，這時鋼板可適當厚一些。鋼板固定于受拉混凝土表面可以增加混凝土結構抗彎剛度，使結構撓度減小，限制了裂縫的發(fā)展。并且施工時可以根據(jù)設計需要進行裁切鋼板，有效的發(fā)揮粘鋼構件的抗彎、抗壓和抗剪的性能，受力均勻，不會在混凝土中產(chǎn)生應力集中現(xiàn)象，除此以外，該方法還具有施工簡便，快速，不影響結構外形，加固費用低，不減小橋梁凈空以及增加荷載不多等優(yōu)點。不足之處是粘結劑的質量及耐久性是影響加固效果的主要因素

（3）粘貼碳纖維加固法

粘貼碳纖維加固技術是指采用高性能粘結劑將碳纖維布粘貼在建筑結構物表面，當結構荷載增加時，兩者共同工作，提高構件承載力，從而達到加固補強的目的。纖維復合材料的力學特點是其應力應變量完全線彈性，不存在屈服點或塑性區(qū)。由于碳纖維具有高強、輕質、耐腐蝕、耐疲勞等優(yōu)異物理力學性能，以及施工速度快，施工工期短，粘貼質量容易得到保證等優(yōu)點，因此是舊橋加固補強的理想材料。碳纖維加固法中粘結材料的性能是保證碳纖維與混凝土共同工作的關鍵，也是兩者傳力途徑的薄弱環(huán)節(jié)，因此粘結材料應有足夠的剛度與強度保證碳纖維與混凝土間剪力的傳遞，同時應有足夠的韌性，不會因混凝土開裂導致脆性粘結破壞。與其它加固方法相比，采用碳纖維加固舊橋能最小程度的改變原有結構的應力分布，保證在設計荷載范圍內與原結構共同受力。

橋面層補強加固法 橋面補強層加固法是通過在梁頂（橋面）上加鋪一層鋼筋混凝土層，使其與原有主梁形成整體，從而達到增大主梁有效高度和抗壓截面，增加橋面整體剛度，提高橋梁承載能力的一種常用且有效的方法。為了減小補強層增加的恒載，常將原有橋面鋪裝層鑿除，而且能使新老結合良好，共同受力。

2.2墩臺與基礎的加固

組成橋梁的下部結構的部分主要是橋墩、橋臺以及基礎等。橋梁的下部加固主要分為兩個基本方面，即墩臺加固和基礎加固。橋梁下部結構加固的主要目的是提高橋墩的整體承載能力。如橋墩發(fā)生了結構性損傷，可以用外包混凝土、粘貼鋼板或碳纖維的方法進行加固。但是對于實體橋墩等橫向剛度比較大的結構，其狀態(tài)變化主要是由地基所引起，此時可重點從回填硬土或者對地基進行注漿等方法提高其約束橋墩的能力，提高橋墩的整體承載能力。

（1）擴大橋梁基礎加固法

橋梁基礎擴大底面積的加固方法，稱為擴大基礎加固法。此法適應于基礎承載力不足或埋置太淺，而墩臺又是磚石或混凝土剛性實體或基礎時的情況。當構造物基礎具有較大的不均勻沉降，并且地基土質比較堅實時，可以采用擴大基礎法進行加固。而對于擴大部分基礎底部的地基承載力不足的問題，可采取在擴大部分基礎下打入一定數(shù)量的樁以提高地基承載力，樁的參數(shù)根據(jù)地基變形計算來加以選定。擴大基礎加固法，施工比較簡單。缺點是它必須使新老基礎連成一體共同承受上部荷載，故其加固費用較高，而且加固效果也不易控制。

（2）高壓旋噴注漿加固法

高壓旋噴注漿，就是先利用鉆機把帶有噴嘴的注漿管鉆入土層的預定位置，旋轉并以一定的速度提升，同時將漿液或水以高壓流的形式從噴嘴里射出，沖擊破壞土體，高壓流切割并攪碎土層，使其成顆粒狀分散，一部分被漿液和水帶出鉆孔，另一部分則與漿液攪拌混合，隨著漿液的凝固，組成具有一定強度和抗?jié)B能力的固結體，從而對地基進行加固的一種加固方法。旋噴注漿加固法，用途廣泛，加固地基的質量可*而且效果好，成本低，加固效果明顯，且施工便捷，目前已逐漸成為我國常用的對橋梁墩臺基礎處理方法之一。

3、加固方案選擇

加固方案與諸多因素有關，常考慮的主要因素：①橋梁結構型式；②橋位地形、水文、自然狀況；③橋梁現(xiàn)狀分析研究結論；④施工技術水平；⑤能否封閉交通；⑥預期加固效果；⑦資金投入量等。

合理的加固方案是將上述加固方法優(yōu)化組合，體現(xiàn)出加固效果及經(jīng)濟效益。應注意以下兩點：不同的加固方法有對應的設計計算方法；加固后的橋梁結構承載能力提高幅度受原結構的制約，如原結構配筋率、截面尺寸等，不可能無限制地提高承載能力。

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作者簡介：

岳增冬（1987.12.19），男（漢族），遼寧省撫順市人，理學學士學位，研究方向：橋梁維修與加固改造（橋梁混凝土裂縫處治，橋梁粘貼鋼板結構補強，橋梁粘貼碳纖維布結構補強，橋梁增加體外預應力，斜拉橋更換斜拉索，橋梁伸縮縫維修，橋梁梁板頂升及更換支座等）。