劉 楠

(東營(yíng)市公路勘察設(shè)計(jì)院 / 山東中咨公路咨詢?cè)O(shè)計(jì)有限公司 山東 東營(yíng) 257091)

橋梁是公路的咽喉,其使用功能的好壞直接影響整條線路的暢通,既有公路中設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)較低的橋梁嚴(yán)重制約了公路運(yùn)輸事業(yè)的發(fā)展。同時(shí),隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,交通量和車(chē)輛載重不斷加大,公路交通的負(fù)荷日趨增大,使部分早期設(shè)計(jì)修建的橋梁的既有損傷不斷加重,加速了橋梁的老化、破損。受資金和材料資源的限制,上述橋梁不可能全部拆除重建,而期望盡量利用既有橋梁,通過(guò)技術(shù)手段對(duì)舊橋進(jìn)行技術(shù)改造,恢復(fù)和提高其承載能力。因此，加強(qiáng)對(duì)橋梁的加固及技術(shù)改造的研究有其重要意義。

1 橋梁加固及改造概念

1.1 橋梁的加固

橋梁加固的含義為對(duì)有缺陷的橋梁主要承重構(gòu)件進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，改善結(jié)構(gòu)性能，恢復(fù)和提高橋梁結(jié)構(gòu)的安全度，提高其承載能力通過(guò)能力，以延長(zhǎng)橋梁的使用壽命，使整個(gè)橋梁結(jié)構(gòu)可滿足規(guī)定的承重力要求，并滿足規(guī)定的使用功能需求。橋梁加固一般是針對(duì)三、四類(lèi)橋梁，個(gè)別的是針對(duì)荷載等級(jí)的橋梁或者是臨時(shí)需要通過(guò)超重車(chē)的橋梁。有些時(shí)候，加固補(bǔ)強(qiáng)和橋梁拓寬、橋梁抬高等技術(shù)改造工程同時(shí)進(jìn)行的。滿足并適應(yīng)發(fā)展了的交通運(yùn)輸?shù)囊?。橋梁加固在公路養(yǎng)護(hù)部門(mén)稱(chēng)為橋梁“大中修工程”。

1.2 橋梁的技術(shù)改造

橋梁的技術(shù)改造是一個(gè)綜合性的概念，包括橋梁的加固補(bǔ)強(qiáng)、橋梁拓寬、橋梁抬高、橋梁平面線形改善等多項(xiàng)工作，凡是利用原有橋梁結(jié)構(gòu)，通過(guò)特定的技術(shù)措施，使原橋梁結(jié)構(gòu)荷載等級(jí)提高、通行能力增強(qiáng)、使用性能得到改善的，統(tǒng)稱(chēng)為橋梁技術(shù)改造。不過(guò)，橋梁技術(shù)改造的重點(diǎn)是指除加固補(bǔ)強(qiáng)以外的技術(shù)改善工作，本書(shū)中的含義即為此，并簡(jiǎn)稱(chēng)“改造”。橋梁技術(shù)改造基本上與公路養(yǎng)護(hù)中的橋梁“新改建工程”中的改建工程含義基本一致。

2 橋梁加固改造特點(diǎn)

橋梁加固改造是一項(xiàng)十分重要而又極具將專(zhuān)業(yè)知識(shí)靈活運(yùn)用的工作，即將專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)理論與實(shí)際已有病害的橋梁結(jié)構(gòu)結(jié)合在一起，需要考慮的因素及涉及到方方面面的問(wèn)題，從某種意義上講，無(wú)論是加固改造方案的擬定與設(shè)計(jì)計(jì)算，還是加固改造的具體實(shí)施，其難度往往比新建橋梁還大。

2.1 橋梁加固改造方法

橋梁主要承重結(jié)構(gòu)的加固補(bǔ)強(qiáng)的根本目的是為了恢復(fù)和提高其承載能力，改善其使用性能，防止橋梁結(jié)構(gòu)的安全隱患，提高其通行能力。加固與技術(shù)改造的方法大致分以下幾種類(lèi)型：

2.1.1 加固補(bǔ)強(qiáng)薄弱構(gòu)件

對(duì)于有嚴(yán)重缺陷或因通行重型車(chē)輛而不能滿足承載力要求的薄弱構(gòu)件，可以采用以新的材料（鋼筋、鋼板、混凝土、復(fù)合材料等），增大構(gòu)件的截面尺寸、增設(shè)外部預(yù)應(yīng)力鋼筋或用化學(xué)粘貼劑粘貼補(bǔ)強(qiáng)材料等補(bǔ)強(qiáng)措施進(jìn)行加固補(bǔ)強(qiáng)，這種方法實(shí)際上是通過(guò)增加的剛度或增加受力材料數(shù)量來(lái)提高原構(gòu)件的承載能力。

2.1.2 增設(shè)輔助構(gòu)件

在原結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上增加新的受力構(gòu)件，如在多梁式梁橋中為增強(qiáng)橫行聯(lián)系而增設(shè)的端橫梁、中橫梁；又如樁基承載力不足時(shí)增設(shè)扁擔(dān)樁、增設(shè)擴(kuò)大承臺(tái)等。

2.1.3 改變結(jié)構(gòu)體系

不同的結(jié)構(gòu)體系其受力性能不同，通過(guò)結(jié)構(gòu)體系的轉(zhuǎn)換來(lái)改變?cè)薪Y(jié)構(gòu)的受力狀況，人為地改善原結(jié)構(gòu)受力整體性能，以達(dá)到改善和提高橋梁承受荷載的能力目的。例如將有推力體系的拱橋改變成無(wú)推力體系的拱橋以改善拱圈、拱腳及拱頂截面的受力狀態(tài)；又如將原有的多孔簡(jiǎn)支梁橋通過(guò)一定的構(gòu)造措施改變?yōu)檫B續(xù)梁橋，利用連續(xù)體系來(lái)改善原有簡(jiǎn)支梁跨中部分的受彎等。結(jié)構(gòu)體系的轉(zhuǎn)變一般都能起到較好的加固補(bǔ)強(qiáng)效果，但隨著體系的改變所形成的新體系中某些構(gòu)件或截面的受力需按新體系進(jìn)行認(rèn)真的檢算，并采取相應(yīng)的措施。

2.1.4 更換構(gòu)件

橋梁局部構(gòu)件有嚴(yán)重缺陷而不易修復(fù)時(shí)，也可采用新的構(gòu)件替換原有結(jié)構(gòu)。如斜拉橋的拉索銹蝕損壞時(shí)，可用新的拉索來(lái)替換；當(dāng)橋梁支座失去功效而不能滿足主梁變形受力要求時(shí)，可將主梁頂起更換支座；又如少筋微彎板梁橋的微彎板，破損后不易修復(fù)，也可考慮更換；再如雙曲拱橋的拱波、剛架拱橋的橋面板等。

2.1.5 橋梁拓寬

當(dāng)橋梁寬度不足影響到橋梁通行能力時(shí)，橋梁就需要加寬。加寬一般和提高荷載等級(jí)改善橋面線形等可能同時(shí)進(jìn)行。

2.1.6 其他上部結(jié)構(gòu)的特殊改造方法

有些加固改造方法在實(shí)際工程中應(yīng)用不多，如橋梁平面線形的改善，橋梁的升高降低等。

2.1.7 墩臺(tái)基礎(chǔ)處治

在橋梁上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)加固提高其承載能力的同時(shí)，對(duì)橋梁下部結(jié)構(gòu)及基礎(chǔ)是否需采取補(bǔ)強(qiáng)措施也應(yīng)認(rèn)真研究。如果原橋下部結(jié)構(gòu)及基礎(chǔ)具有足夠的潛力，足以滿足上部結(jié)構(gòu)補(bǔ)加加固所增加的橋梁自重以及活荷載對(duì)它的要求時(shí)，則可不再采取補(bǔ)強(qiáng)措施。

如果墩臺(tái)基礎(chǔ)的承載能力不足，或者上部結(jié)構(gòu)缺陷、承載能力的降低等是由于墩臺(tái)與基礎(chǔ)的位移或缺陷等年引起的，則應(yīng)對(duì)原橋墩臺(tái)基礎(chǔ)進(jìn)行必要的補(bǔ)強(qiáng)加固。常用的方法較多，如基礎(chǔ)灌漿，加鋼筋混凝土樁，擴(kuò)大承臺(tái)，基礎(chǔ)及臺(tái)后打粉噴樁，基礎(chǔ)周?chē)鷴佒闷K石（常置于鋼筋籠內(nèi)，主要用于防沖刷）等。

2.1.8 橋臺(tái)加固處治

當(dāng)橋臺(tái)本身因其強(qiáng)度剛度不足時(shí)，可能發(fā)生較大的位移，可采用的方法很多，如對(duì)橋臺(tái)進(jìn)行頂推，改變橋臺(tái)結(jié)構(gòu)形式，對(duì)橋臺(tái)身進(jìn)行局部補(bǔ)強(qiáng)等。

2.1.9 橋墩加固處治

橋墩的加固補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)，一般通過(guò)對(duì)橋墩結(jié)構(gòu)的補(bǔ)強(qiáng)、限制或減小墩頂?shù)奈灰?、增加墩身承載能力（如改變墩身結(jié)構(gòu)形式、增加墩身截面面積）等途徑進(jìn)行。

2.2 加固改造的一般特點(diǎn)

橋梁加固改造方案的擬定，首行必須根據(jù)橋梁現(xiàn)有的技術(shù)狀況和使用荷載的要求，對(duì)加固改造的必要性和可行性做出判斷，然后對(duì)各種可能的加固改造方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果進(jìn)行分析比較，從中選擇合理的改造方案，大體上應(yīng)注意以下問(wèn)題：

2.2.1.一般來(lái)說(shuō)，加固改造的橋梁結(jié)構(gòu)均有一定的病害，結(jié)構(gòu)已處于相對(duì)危險(xiǎn)的狀態(tài)，故加固改造方案必須考慮盡可能少地?cái)_動(dòng)原結(jié)構(gòu)，特別是主要承重結(jié)構(gòu)，以策安全。

橋梁的加固改造工程通常要求在不中斷交通、盡量少中斷交通或者有交通干擾的條件進(jìn)行施工，故要求施工工藝簡(jiǎn)單且容易操作便、施工速度快、工期短。

2.2.2 加固改造的施工面狹窄、擁擠，常受原有結(jié)構(gòu)物的制約。

2.2.3 補(bǔ)強(qiáng)加固施工往往相鄰結(jié)構(gòu)構(gòu)件也產(chǎn)生影響。

2.2.4 加固改造施工中對(duì)原結(jié)構(gòu)的拆除、清理工作量大，工程較煩瑣零碎，并常常隱含許多不安全因素，要求施工人員更加注意操作安全與施工質(zhì)量，嚴(yán)格進(jìn)行施工管理。

2.2.5 加固改造的方案擬定與設(shè)計(jì)計(jì)算要充分考慮新、舊結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度與使用壽命的均衡，以及新、舊結(jié)構(gòu)共同工作，特別應(yīng)注意新增混凝土部分在達(dá)到一定的齡期前僅僅只能作為恒載來(lái)考慮。

2.2.6 加固改造方案應(yīng)盡可能周密考慮增加和減少對(duì)原結(jié)構(gòu)的影響，舊結(jié)構(gòu)的拆除與新結(jié)構(gòu)的補(bǔ)加在有些橋梁結(jié)構(gòu)形式中應(yīng)考慮減載加載程序；對(duì)大多數(shù)橋梁結(jié)構(gòu)，以增加最少的荷載為宜。

通過(guò)對(duì)橋梁加固改造的分析研究，為公路危舊橋改造提供了技術(shù)支持，確保危舊橋的改造工作科學(xué)合理、經(jīng)濟(jì)安全,讓中國(guó)傳統(tǒng)文化中的有德之物——橋梁，健康地繼續(xù)為人們工作和造福。

[1]諶潤(rùn)水、胡釗芳、帥長(zhǎng)斌.《公路舊橋加固技術(shù)》.人民交通出版社,2002.

[2]姚國(guó)文、張學(xué)富.《橋涵維護(hù)與加固技術(shù)》.人民交通出版社，2007

[3]黃平明、陳萬(wàn)春.《橋梁養(yǎng)護(hù)與加固》.人民出版社，2008