橋梁加固實(shí)施的原則及加固技術(shù)

竇榮強(qiáng)

【摘 要】我國(guó)橋梁建設(shè)技術(shù)發(fā)展較快，但橋梁養(yǎng)護(hù)維修加固技術(shù)的發(fā)展相對(duì)滯后，對(duì)舊橋加固、維修將是一個(gè)永久性的技術(shù)課題。因此需要我們?cè)谂f橋檢測(cè)、評(píng)定、加固和改造工作中，運(yùn)用現(xiàn)代化的新型加固工藝和材料，在不損害其使用功能的前提下對(duì)存在安全隱患的公路橋梁進(jìn)行加固。

【關(guān)鍵詞】橋梁病害；橋梁加固；加固技術(shù)

0.前言

隨著我國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的飛速發(fā)展，交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)無(wú)論從規(guī)模上還是建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)上都有了一個(gè)大跨度的提高。橋梁作為道路交通的一部分，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和公路交通量的增大，橋梁荷載呈現(xiàn)以下特點(diǎn)：交通量不斷增大；重型車(chē)輛和超載現(xiàn)象嚴(yán)重；超限運(yùn)輸?shù)脑黾拥取Ｓ捎跇蛄旱某休d能力有限，造成了許多橋梁不同程度的損傷，存在安全隱患。 因此，對(duì)橋梁的加固與維修非常重要。

1.橋梁加固的內(nèi)容

橋梁加固是一種借加大或修復(fù)橋梁構(gòu)件來(lái)提高局部或整座橋梁承載能力或通行能力的措施。橋梁加固與改建工作的主要內(nèi)容包括：對(duì)服役橋上部構(gòu)件進(jìn)行加固；對(duì)服役橋下部構(gòu)進(jìn)行加固；拓寬橋梁的行車(chē)道或人行道；升高橋梁部構(gòu)造的高度；更換橋梁行車(chē)道路面或引橋路面結(jié)構(gòu)。橋梁的加固與改建工作應(yīng)充分利用原有部件，凡能加固的，則不宜改建。橋梁加固的工作程序一般為：檢查橋梁現(xiàn)狀及損壞情況；調(diào)查橋梁歷史技術(shù)資料及現(xiàn)有交通狀況；提出維修加固或改建方案并進(jìn)行分析比較；確定方案并付諸實(shí)施，即進(jìn)行維修加固或施工。

2.橋梁加固的具體工作

2.1橋梁病害的成因

（1）以前我國(guó)修建的橋梁因?yàn)槭艿疆?dāng)時(shí)設(shè)計(jì)、材料、施工等方面的影響和局限，存在一定的先天不足，安全不足。一般會(huì)有斷面單薄、安全儲(chǔ)備低、雙曲拱等，這就需要橋梁加固，對(duì)原本存在的缺陷進(jìn)行修補(bǔ)。

（2）橋梁的耐久性差或年久失修、老化等問(wèn)題。很多早年修造的磚拱橋就存在這樣的問(wèn)題。

（3）近年修建的橋梁，因施工期短、設(shè)計(jì)不當(dāng)、施工質(zhì)量差等原因，很多的橋梁都出現(xiàn)了多種問(wèn)題，這也是亟待加固的一部分橋梁。

（4）隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，交通量再增大，橋梁的載重又面臨新的挑戰(zhàn)，這就需要對(duì)橋梁進(jìn)行加固，提前預(yù)防事故發(fā)生。

（5）還有部分橋沒(méi)有自身的先天問(wèn)題，但是隨著使用年份的增加，由于雨水沖刷、風(fēng)化等自然原因致使存在一些病害，就需要進(jìn)行修補(bǔ)，以延長(zhǎng)橋梁使用年限。

2.2橋梁加固實(shí)施的原則和難度

2.2.1橋梁加固的難度

（1）橋梁建成后，基本都已使用通車(chē)，那么加固要在保證交通暢順的同時(shí)進(jìn)行，這就為加固工程帶來(lái)的一定的難度。

（2）很多需要加固的舊橋多是危橋，結(jié)構(gòu)已經(jīng)很脆弱，這些舊橋因?yàn)闀r(shí)間長(zhǎng)，很多原有的設(shè)計(jì)資料和施工記錄都不完整了，造成對(duì)結(jié)構(gòu)內(nèi)部不能完全解析，因此存在很多不確定因素，所以這就給舊橋加固帶來(lái)了很大難度。

（3）有很多過(guò)渡時(shí)期的舊橋，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)參雜了新老結(jié)構(gòu)體系，還有的橋包括了新老橋體，這就為加固橋梁工作增加了施工難度和工序。

（4）橋梁都有自身的結(jié)構(gòu)，所有的加固都要在原結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上進(jìn)行，這對(duì)加固工作帶來(lái)了局限性。

2.2.2橋梁加固的原則和安全評(píng)估

橋梁加固原則就是在遵循先加固，加固不能滿足需要的就進(jìn)行改造，完全失去交通行車(chē)能力的就重建。舊橋加固實(shí)際上是一項(xiàng)經(jīng)常性的橋梁施工工程，橋梁的加固是以加大和修復(fù)橋梁構(gòu)件來(lái)提高局部或整體橋梁的承載力的施工。橋梁加固一般遵循不改變橋梁原結(jié)構(gòu)的原則；若是橋梁加固不能滿足和適應(yīng)實(shí)際的交通需要，那么就要對(duì)橋梁進(jìn)行改造。一般舊橋改造是對(duì)舊橋的部分構(gòu)件進(jìn)行更換或者改變?cè)瓨蛄旱慕Y(jié)構(gòu)體系，再者就是拆除部分構(gòu)造重建；對(duì)于已經(jīng)完全不能通車(chē)的橋梁只能將舊橋進(jìn)行拆除，重新設(shè)計(jì)、建造新橋。

橋梁加固后，對(duì)上部結(jié)構(gòu)要進(jìn)行靜載和動(dòng)載實(shí)驗(yàn)，將試驗(yàn)結(jié)果與加固前進(jìn)行比較，再與所要達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較，看加固是否成功。對(duì)下部結(jié)構(gòu)，要運(yùn)用適當(dāng)?shù)钠餍颠M(jìn)行頻率變化的測(cè)評(píng)，以此確定橋墩加固效果是否合格。

橋梁的加固應(yīng)在施工完成后對(duì)工程進(jìn)行加固效果的評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)通過(guò)后橋梁加固才算完成。橋梁加固維修技術(shù)發(fā)展時(shí)間并不長(zhǎng)，為了指導(dǎo)橋梁加固工作，應(yīng)該有一套完整的實(shí)用性橋梁檢測(cè)、評(píng)定加固的技術(shù)規(guī)范，以保證橋梁加固工作科學(xué)合理安全。

3.橋梁加固常用技術(shù)

橋梁加固技術(shù)主要有：增大原結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面，提高原結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度；建立新結(jié)構(gòu)保證橋梁的抗力；改變?cè)Y(jié)構(gòu)的受力體系，減少原結(jié)構(gòu)受力；對(duì)原結(jié)構(gòu)施加預(yù)應(yīng)力，改善原結(jié)構(gòu)的受力能力。

3.1增大構(gòu)件截面的方法

①增加主梁截面。適用于主筋截面不足、橋下凈空有限、不允許增加梁高的橋梁。這種加固方式可以不受橋下凈空的限制，只需截?cái)嗖⒔娱L(zhǎng)箍筋，但這種方法對(duì)結(jié)構(gòu)的損傷較大，施工工藝較復(fù)雜。②增大梁肋混凝土截面。適用橋下凈空較高，允許增加主梁高度的橋梁，這種方法會(huì)減小橋下凈空，對(duì)于橋梁的外觀影響較大，城市橋梁多不適用這種方法。③加厚橋面板，增加橋面截面。適用于可中斷交通的小跨徑橋梁，這種加固法增加了自身結(jié)構(gòu)重量增加產(chǎn)生的彎矩，結(jié)構(gòu)承載力提高不明顯。

3.2提高橋梁抗力的方法

①粘貼鋼板。這種方法中，粘貼鋼板加工成形比較困難，需要支護(hù)設(shè)備，而且在長(zhǎng)期使用中維修保養(yǎng)工作量大。②粘貼玻璃鋼。適用于通行重型車(chē)和大型設(shè)備的橋梁進(jìn)行臨時(shí)加固。這種方法中玻璃鋼的彈性模量較混凝土低，容易發(fā)生變形，所以只在臨時(shí)加固中適用。③粘貼鋼筋。這種方法對(duì)鋼筋進(jìn)行了防護(hù)處理，可以增加梁的抗彎能力。

3.3增加輔助構(gòu)件，減少原結(jié)構(gòu)受力的方法

①增加主梁。適用于主體結(jié)構(gòu)較為完好但承載力不足的橋梁。這種方法施工時(shí)需要中斷交通，且工藝復(fù)雜、工程量大，對(duì)橋梁原結(jié)構(gòu)損傷也比較大。②增加橫隔梁。適用因橫向聯(lián)系不足而降低承載力的橋梁的上部結(jié)構(gòu)。這種方法是在橋梁上增設(shè)橫隔梁，主要是固定主梁上貫通全橋?qū)挼匿摻睢?/p>

3.4改變結(jié)構(gòu)的加固法

①八字撐架加固。適用于不通航河道之上的橋梁的上部結(jié)構(gòu)。這種方法對(duì)橋下凈空影響較大，不常用于城市橋梁的加固。②連續(xù)體系加固。適用于抗彎能力不足的橋梁。這種方法對(duì)交通有影響。

③還有增設(shè)大邊梁的方法和截面轉(zhuǎn)換方法。

3.5預(yù)應(yīng)力技術(shù)

現(xiàn)代橋梁逐漸向輕型、大跨度等方向發(fā)展，所以在今后的橋梁加固中，現(xiàn)有的加固技術(shù)就受到一定限制，所以預(yù)應(yīng)力技術(shù)會(huì)被普及。預(yù)應(yīng)力技術(shù)主要通過(guò)體外預(yù)應(yīng)力來(lái)實(shí)現(xiàn)，體外預(yù)應(yīng)力的預(yù)應(yīng)力鋼束設(shè)于混凝土構(gòu)件的外側(cè)，鋼束穿過(guò)設(shè)在構(gòu)建端部的擋塊和中部適當(dāng)位置的轉(zhuǎn)向塊進(jìn)行張拉，從而使砼構(gòu)件獲得預(yù)壓應(yīng)力。預(yù)應(yīng)力技術(shù)包括：下?lián)问筋A(yù)應(yīng)力拉桿法、預(yù)應(yīng)力鋼絲束法。

3.6對(duì)于橋梁出現(xiàn)裂縫等，不需進(jìn)行大型技術(shù)工程的，可進(jìn)行局部的修補(bǔ)

①表面抹灰補(bǔ)縫。在混凝土表面用水泥漿、水泥砂漿、環(huán)氧基液、環(huán)氧砂漿等材料在裂縫處涂抹。②表面噴漿補(bǔ)縫。根據(jù)裂縫的部位、性質(zhì)，可分別采用無(wú)鋼筋素噴漿或掛網(wǎng)噴漿等方法修補(bǔ)裂縫。噴漿修補(bǔ)一般先對(duì)裂縫表面進(jìn)行毛處理，之后噴射一層有一定密度的高強(qiáng)度水泥砂漿封閉裂縫。③壓力灌漿補(bǔ)縫。施加一定壓力，將漿液灌進(jìn)裂縫內(nèi)部，提高結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、耐久性和抗?jié)B性。壓力灌漿的漿液也有多種，水泥灌漿、瀝青灌漿、化學(xué)灌漿，可根據(jù)橋梁裂縫的實(shí)際情況進(jìn)行選擇。

4.結(jié)束語(yǔ)

橋梁的病害品種繁多，處理措施也多種多樣。在舊橋加固、改造中，要不斷創(chuàng)新和探索，采用最先進(jìn)技術(shù)工藝和材料，對(duì)舊橋進(jìn)行修復(fù)，使其繼續(xù)發(fā)揮使用功能，以保證公路交通暢通無(wú)阻。 [科]