淺談橋梁加固

                   馮永利

摘要：闡述了橋梁加固的意義，分析了橋梁需要加固的原因，并詳細(xì)介紹了加大截面加固法、粘貼鋼板加固法、粘貼碳

纖維增強(qiáng)塑料加固法等幾種常用的橋梁加固方法，以使橋梁能更好地、及時(shí)地為現(xiàn)代交通運(yùn)輸服務(wù)。

關(guān)鍵詞：橋梁加固，加固方法，選用原則

1橋梁加固的意義

對(duì)舊橋、危橋的加固維修，以及如何提高其承載力的問題研究、試驗(yàn)與推廣，是非常有必要的。很多資料表明，當(dāng)前有些交通發(fā)達(dá)的國家，橋梁建設(shè)的重點(diǎn)已放到了對(duì)舊橋的加固與改造方面，而新建橋梁已降為次要地位。國內(nèi)舊橋加固或改造的經(jīng)驗(yàn)也表明，在一般情況下，橋梁的加固費(fèi)用約為新建橋梁費(fèi)用的10％～20％；雙曲拱橋的加固改造費(fèi)用約為新建橋梁費(fèi)用的20％～40％。因此，加速我國舊橋加固或改造技術(shù)的研究，不僅能更好地、及時(shí)地為現(xiàn)代交通運(yùn)輸服務(wù)，而且能為國家?guī)砭薮蟮慕?jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

2橋梁需要加固的原因

1)舊橋梁原有的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)低，不能滿足現(xiàn)在發(fā)展了的車輛通

行要求。隨著橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范的不斷發(fā)展，公路橋梁的設(shè)計(jì)荷載已由汽一6級(jí)、汽一8級(jí)、汽一13級(jí)發(fā)展到汽一15級(jí)、汽一20級(jí)及汽—超20級(jí)，并且仍有繼續(xù)增大的趨勢(shì)。據(jù)調(diào)查分析，全國的國道、省道和縣級(jí)公路的永久大、中型橋梁中，設(shè)計(jì)荷載達(dá)到汽一20級(jí)、掛一100級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的僅占大、中型橋梁總數(shù)的6．53％，汽一10級(jí)、履帶50級(jí)及以下荷載標(biāo)準(zhǔn)的橋梁占9．17％，其余84．3％的橋梁基本上是汽一13級(jí)和汽一15級(jí)荷載標(biāo)準(zhǔn)。

2)由于設(shè)計(jì)及施工的缺陷以及各種不利作用(如碳化、氯離子侵入、酸侵蝕、堿集料反應(yīng)、凍融、鹽害等)，使得橋梁結(jié)構(gòu)的混凝土及鋼筋腐蝕嚴(yán)重。

3)橋梁的使用年限長，接近其使用壽命。我國在20世紀(jì)60年代～70年代修建的橋梁，大部分仍在服役，由于年久失修、失養(yǎng)，已不適應(yīng)交通量日益增長的需要。

4)外界不利荷載的影響使得橋梁結(jié)構(gòu)安全性下降。在我國，造成此種情況的最大原因是在公路上行駛的貨車大多數(shù)超載、超限行駛，致使20％以上的橋梁出現(xiàn)安全隱患。

5)新建橋梁由于勘察、設(shè)計(jì)及施工的問題而無法滿足使用要求以及新橋的使用功能發(fā)生改變，也是橋梁需要加固的重要原因。

3常用加固方法

3．1加大截面加固法

加大截面加固法是在原結(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)。加大截面加固法一般采用兩種方式：1)加厚橋面板；2)加大主梁梁肋的高度和寬度。該法施工工藝簡單、適應(yīng)性強(qiáng)，并具有成熟的設(shè)計(jì)和施工經(jīng)驗(yàn)，適用于較小跨徑的T梁橋或板橋的加固。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。但現(xiàn)場施工的濕作業(yè)時(shí)間長，對(duì)生產(chǎn)和生活有一定的影響，且加固后的建筑物凈空有一定的減小。

3．2粘貼鋼板加固法

粘貼鋼板加固法是以樹脂粘結(jié)鋼板與混凝土的結(jié)構(gòu)加固法，其施工快速、現(xiàn)場無濕作業(yè)或僅有抹灰等少量濕作業(yè)，對(duì)生產(chǎn)和生活影響小，且加固后對(duì)原結(jié)構(gòu)外觀和原有凈空無顯著影響。但加固效果在很大程度上取決于膠粘工藝與操作水平，適用于承受靜力作用且處于正常濕度環(huán)境中的受彎或受拉構(gòu)件的加固。

1)堅(jiān)固耐用；2)施工快速；3)簡捷輕巧；4)靈活多樣；5)經(jīng)濟(jì)合理。

3．3粘貼碳纖維增強(qiáng)塑料加固法

      粘貼碳纖維增強(qiáng)塑料加固法采用專門的樹脂將碳纖維粘貼于混凝士結(jié)構(gòu)受拉表面，碳纖維與原結(jié)構(gòu)形成新的受力整體，碳纖維與鋼筋共同承受荷載，降低了鋼筋應(yīng)力，從而使結(jié)構(gòu)達(dá)到了加固和補(bǔ)強(qiáng)效果。其主要特點(diǎn)是：幾乎不增加結(jié)構(gòu)自重和截面尺寸，不改變凈空高度，施工方便，對(duì)原結(jié)構(gòu)幾乎不會(huì)造成新的損傷，具有良好的耐腐蝕性、耐久性和抗疲勞性能，根據(jù)受力分析可進(jìn)行多層粘貼進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，其方向性也可以靈活掌握。該方法的缺點(diǎn)是彈性模量與強(qiáng)度比值過低；環(huán)氧樹脂在溫度大于60℃時(shí)會(huì)呈現(xiàn)軟化現(xiàn)象，而橋梁一般受到陽光直射，橋面溫度大于60℃的可能性很大，不利于采用樹脂膠作粘貼劑。

碳纖維加固特性有以下幾方面：1)強(qiáng)度高。2)超強(qiáng)防水效果。3)重量輕。4)不受形狀限制。

3．4體外預(yù)應(yīng)力加固法

體外預(yù)應(yīng)力加固法是指對(duì)布置于承載結(jié)構(gòu)主體之外的鋼束張拉而產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力的后張法。體外預(yù)應(yīng)力體系由體外預(yù)應(yīng)力孔

管、漿體、錨固體系和轉(zhuǎn)向塊等部件組成。體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)能大大縮短施工工期，能降低被加固構(gòu)件的應(yīng)力水平，不僅使加固效

果好，而且還能較大幅度地提高結(jié)構(gòu)整體承載力，但加固后對(duì)原結(jié)構(gòu)外觀有一定影響。適用于大跨度或重型結(jié)構(gòu)的加固以及處

于高應(yīng)力、高應(yīng)變狀態(tài)下的混凝土構(gòu)件的加固。但在無防護(hù)的情況下，不能用于溫度在60℃以上環(huán)境中，也不宜用于混凝土收縮

徐變大的結(jié)構(gòu)。采用體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)加固橋梁結(jié)構(gòu)有以下優(yōu)點(diǎn)：

1)預(yù)應(yīng)力布置簡單，可以調(diào)整，簡化了后張的操作程序：2)對(duì)橋梁加固施工過程中，可以不封閉交通；3)增加恒重不多，可以能動(dòng)地調(diào)節(jié)原結(jié)構(gòu)中的應(yīng)力狀態(tài)，達(dá)到有效加固的目的；4)提高原結(jié)構(gòu)承載能力幅度，使用等級(jí)的提高。適用性：主要適用于橋梁的主梁、墩柱的修復(fù)和加固。

3．5增加受力構(gòu)件及改變結(jié)構(gòu)體系

當(dāng)橋梁承載力不足或因種種原因使橋梁遭到破壞時(shí)，通過一定的工藝及結(jié)構(gòu)措施，可以在原有結(jié)構(gòu)上增加新的受力構(gòu)件，從而提高結(jié)構(gòu)的承載力。改變結(jié)構(gòu)體系主要是利用梁的連續(xù)作用或梁、板組合作用及拱梁組合作用改變結(jié)構(gòu)的受力體系，改善結(jié)構(gòu)的受力狀況，以提高橋梁承受荷載的能力。

3．6增加橫向聯(lián)系加固法

增加橫向聯(lián)系，也是近幾年采用較多的加固方法。該方法是通過增設(shè)橋梁橫向聯(lián)系，以改善上部結(jié)構(gòu)的荷載橫向分布規(guī)律，從而達(dá)到提高結(jié)構(gòu)整體承載能力的加固方法。一般用于無內(nèi)橫梁或少內(nèi)橫梁的T型截面及工字形截面梁式橋，工程上常在相鄰主梁間增設(shè)現(xiàn)澆混凝土橫梁或鋼橫梁來提高橫向抗彎剛度。該技術(shù)的缺點(diǎn)是會(huì)對(duì)原結(jié)構(gòu)造成一定程度的損傷，對(duì)于配筋較為復(fù)雜的區(qū)域或構(gòu)件，不宜采用該方法加固設(shè)計(jì)，以免增加加固后的

安全隱患。

4結(jié)語

上述這些加固技術(shù)，較好地滿足了我國公路橋梁養(yǎng)護(hù)發(fā)展的需要，在橋梁維修工作中發(fā)揮了積極的作用。但是，由于每一種加固方案都有一定的適用范圍，其適用范圍主要由橋梁需要加固的原因和結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)所處的環(huán)境、當(dāng)?shù)鼐唧w條件，尤其是對(duì)加固后橋梁的功能要求所決定的。所以很難提出一種能夠解決所有問題的統(tǒng)一方法，在實(shí)際操作中，針對(duì)不同的橋型，不同的病害和在不同的環(huán)境下，需要選擇的加固方法也各不相同。

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