王金城

摘要：橋梁的加固維修問題已經(jīng)成為世界普遍關(guān)注的課題，而且我國(guó)新建橋梁技術(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。文章對(duì)影響橋梁穩(wěn)固的原因進(jìn)行了分析，介紹了一些橋梁加固的常用方法，最后說明了在橋梁加固方案的選擇上要注意的各種因素。

關(guān)鍵詞：橋梁加固；橋梁病害；橋梁荷載

中圖分類號(hào)：U445文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-2374(2009)13-0142-02

橋梁作為交通干線道路的一部分，隨著國(guó)家經(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)：(I)交通量不斷增大；(2)重型車輛和超載現(xiàn)象嚴(yán)重；(3)超限運(yùn)輸?shù)脑黾?。由于橋梁的承載能力有限，許多橋梁都會(huì)出現(xiàn)不堪重負(fù)出現(xiàn)了裂紋，沉陷等各種的破壞。對(duì)橋梁的加固是道路使用安全的需要。

一、影響橋梁穩(wěn)固的主要原因

一些舊橋尤其是上世紀(jì)七八十年代的橋梁設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)低，導(dǎo)致公路與運(yùn)輸之間的矛盾日益突出。一方面，設(shè)計(jì)荷載越來越大。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)荷載已由汽車－6級(jí)、汽車－8級(jí)、汽車－13級(jí)發(fā)展到汽車-15級(jí)、汽車-20級(jí)及汽車超20級(jí)，并呈繼續(xù)增大的趨勢(shì)。另一方面，通行能力不足。橋面寬度不足，橋梁平面線形、縱斷面線形標(biāo)準(zhǔn)太低，橋上通車凈空或橋下通車凈空不足。橋梁施工存在著缺陷。大多數(shù)橋梁施工時(shí)因?yàn)榭睖y(cè)不夠到位，造成橋梁施工不知基底地質(zhì)、不知基礎(chǔ)深度、不知隱蔽部分的尺寸。同時(shí)，由于河床屢遭洪水沖刷，河床底部加深，橋梁墩臺(tái)基礎(chǔ)外露、沖空，產(chǎn)生不均勻沉降，導(dǎo)致橋臺(tái)、拱圈產(chǎn)生附加應(yīng)力而出現(xiàn)開裂，影響到了橋梁的安全。超負(fù)荷使用。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，交通量不斷增大，重型車輛增加及超載現(xiàn)象嚴(yán)重，超限運(yùn)輸?shù)某霈F(xiàn)和增加，橋梁使用荷載大大超出設(shè)計(jì)荷載，致使橋梁長(zhǎng)期在超重荷載作用下運(yùn)營(yíng)。

二、橋梁加固的常用方法

常用的加固、改造技術(shù)和方法有：減輕恒載、加固臨界桿件、提供新補(bǔ)充桿件、改善原結(jié)構(gòu)的受力體系等，增大橋梁承受活載的能力。對(duì)于下部結(jié)構(gòu)，支座和車行道伸縮縫，應(yīng)適當(dāng)清潔，改善幾何形狀，增加安全設(shè)施，這對(duì)改善服務(wù)性能和延長(zhǎng)現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的使用壽命，都起著重要的作用。

(一)上部結(jié)構(gòu)常用的加固方法

1橋面補(bǔ)強(qiáng)層加固法。在梁頂上加鋪一層鋼筋混凝土，一般先鑿除舊橋面，使加強(qiáng)層與原有主梁形成整體，增大主梁有效高度，提高抗壓截面強(qiáng)度，改善橋梁荷載橫向分布能力，從而達(dá)到提高橋梁承載力的目的。

2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。這種方法是增大梁底面或側(cè)面的尺寸，增配主筋，提高粱的有效高度和抗彎強(qiáng)度，從而提高梁的承載力。該法廣泛用于梁橋及拱橋肋的加固。

3錨噴混凝土加固法。借助高速噴射機(jī)械，將新混凝土混合材料連續(xù)地噴射到已錨鋼筋網(wǎng)的受噴面上，凝結(jié)硬化而形成鋼筋混凝土，從而增大橋梁的受力截面，增加補(bǔ)強(qiáng)鋼筋，加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的整體性，使其能承受更大的外荷載作用。

4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)聘同嚴(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)的受拉邊緣或薄弱部位，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。這種加固的方法的特點(diǎn)是：(1)不需要改變被加固的原結(jié)構(gòu)的尺寸；(2)施工工藝簡(jiǎn)單，施工質(zhì)量較容易控制。

5改變結(jié)構(gòu)受力體系的加固法。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)支梁變?yōu)檫B續(xù)梁，或在梁下增設(shè)鋼桁架等加勁梁或疊合梁，以減小梁的內(nèi)應(yīng)力，達(dá)到提高橋梁的承載力的目的。改變結(jié)構(gòu)體系的方法以有多種，但往往都需要在橋下操作，或設(shè)置永久設(shè)施，因而，減小了橋下凈空，或施工時(shí)會(huì)影響通航，所以必須考慮橋下通航及排洪能力。用I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)生彎矩，故必須進(jìn)行受力驗(yàn)算。

三、橋梁加固的原則及方案的選擇

(一)橋梁加固的原則

1橋梁加固是一種借加大或修復(fù)橋梁構(gòu)件來提高局部或整座橋梁承載能力或通過能力的措施。因此，橋梁加固工作一般以不更改原建筑形式為原則，只有在復(fù)雜的情況下，才更改其結(jié)構(gòu)。如僅加固仍不足以適應(yīng)交通運(yùn)輸?shù)男枰?，必須進(jìn)行重建橋梁的一部分或全部時(shí)，則重建橋梁需考慮到將來的發(fā)展，并按現(xiàn)行橋梁設(shè)計(jì)及施工規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)與施工。

2橋梁加固可以有各種不同的方式，視服役橋的情況，承載能力的減弱程度以及今后的任務(wù)而變。橋梁的加固一般有如下幾種：(1)擴(kuò)大或增加原結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面，以提高原結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度；(2)以新的結(jié)構(gòu)代替服役的應(yīng)力不夠的結(jié)構(gòu)；(3)改變?cè)Y(jié)構(gòu)的受力體系，使原結(jié)構(gòu)減少受力；(4)對(duì)原結(jié)構(gòu)施加外應(yīng)力(如預(yù)應(yīng)力)，以改變?cè)Y(jié)構(gòu)的受力圖形，達(dá)到提高橋梁剛度和強(qiáng)度的目的；(5)采用擴(kuò)大或增加橋梁構(gòu)件截面的方法進(jìn)行加固時(shí)。應(yīng)特別注意新加部分與原有部分的結(jié)合，使其成為一個(gè)整體起到加固作用；(6)不管采用何種加固方案，都應(yīng)考慮投資少、功效快、不中斷交通、技術(shù)上可行、有較好的耐久性等方面的要求。

(二)橋梁加固方案的選擇

加固方案與諸多因素有關(guān)，選擇合理的加固方案非常重要，常考慮下列因素：(1)橋梁結(jié)構(gòu)型式；(2)橋位地形、水文、自然狀況；(3)橋梁現(xiàn)狀分析研究結(jié)論；(4)施工技術(shù)水平；(5)能否封閉交通；(6)預(yù)期加固效果；(7)資金投入量。

建議：β>0.9，進(jìn)行橋面板加固；β=0.7～0.8，粘貼鋼板、改變體系加固．β=0.6～0.7，體外預(yù)應(yīng)力、貼碳纖維加固。

加寬加固同時(shí)進(jìn)行時(shí)，宜將加寬部分與原橋連為整體，以充分發(fā)揮新加部分的卸載作用。

上述各種常見加固方法可綜合運(yùn)用，優(yōu)化組合，更能體現(xiàn)出加固效果及經(jīng)濟(jì)效益，但還應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：(1)不同的加固方法有對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)計(jì)算方法；(2)加固后的橋梁結(jié)構(gòu)承載能力提高幅度受原結(jié)構(gòu)的制約，如原結(jié)構(gòu)配筋率、截面尺寸等，不可能無(wú)限制地提高承載能力；(3)對(duì)于大跨徑復(fù)雜橋梁結(jié)構(gòu)的加固計(jì)算，一般要做結(jié)構(gòu)整體分析，有效工具是有限元法，必要時(shí)應(yīng)考慮非線性影響。

四、結(jié)語(yǔ)

橋梁的加固維修問題已經(jīng)成為世界普遍關(guān)注的課題，現(xiàn)今的橋梁病害主要出現(xiàn)在低等級(jí)公路中的橋梁，目前的橋梁維修加固任務(wù)主要是這些低等級(jí)的中小橋梁，其數(shù)量雖多但加固工程規(guī)模相對(duì)較小。而且我國(guó)新建橋梁技術(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。因此，進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)橋梁的養(yǎng)護(hù)維修、加固及技術(shù)改造的研究及其工程應(yīng)用有其重要意義。