橋梁維修與加固方法初探

姜丹丹 潘鋒 趙磊

湖北省棗陽市公路建設(shè)有限公司，湖北襄陽 441000

橋梁維修與加固方法初探

姜丹丹 潘鋒 趙磊

湖北省棗陽市公路建設(shè)有限公司，湖北襄陽 441000

我國橋梁建設(shè)歷史悠久，特別自改革開放以來，為適應(yīng)經(jīng)濟發(fā)展的需要，我國公路交通事業(yè)進入了快速發(fā)展時期，此期間修筑了大量的橋梁。因受到各個時期的造價控制、設(shè)計水平、材料、施工工藝等各方面的影響，目前部分橋梁已產(chǎn)生各類病害，需要進行維修與加固，本文就此進行了一些有益的探索。

橋梁；維修；加固；方法

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，早前修建于各地城鎮(zhèn)和各級公路上的橋梁，也因此擔(dān)負著十分沉重的交通荷載和繁重的交通量。加之各種歷史原因，如修建橋梁時資金緊缺．設(shè)計荷載和泄洪標(biāo)準偏低，技術(shù)力量缺乏。為保證安全運營，對橋梁進行必要的維修與加固十分必要。

一、橋梁維修加固的內(nèi)容

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，危橋總長逐漸增多。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。

發(fā)生重大病害和不能滿足運輸要求的橋涵，應(yīng)對其設(shè)備徹底進行整治加固、改善、更新，以恢復(fù)原有橋梁建筑物的整體使用效能和延長使用年限，并提高原有橋梁建筑物的荷載等級和通過能力。橋梁維修與加固的主要內(nèi)容在于：對服役橋上部構(gòu)件維修加固，對服役橋下部構(gòu)件維修加固．拓寬橋梁的行車道或人行道。升高橋梁上部構(gòu)造的高度，更換橋梁行車道路面或引橋路面的結(jié)構(gòu)。部分或全部更換橋梁損壞或破壞服役了的結(jié)構(gòu)物。橋梁的維修與加固工作，須充分利用原有部分，凡能加固的，則不宜改建，凡能部分改建的，則不應(yīng)全部改建。對服役橋進行維修加固．常有如下步驟：檢查橋梁現(xiàn)狀和損壞情況；調(diào)查橋梁歷史技術(shù)資料和現(xiàn)有交通狀況；提出維修加固或改建方案，隨時進行分析比較；確定方案并付諸實施，即進行維修加固或改建施工。

二、橋梁維修加固的方法

加固，簡單來說，就是通過一定的措施使構(gòu)件乃至整個結(jié)構(gòu)的承載能力及其使用性能得到提高，以滿足新的要求。橋梁維修加固應(yīng)注重四大原則：橋梁加固是借加大或修復(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。故橋梁維修加固時．應(yīng)以不更改原有建筑形式為原則，只有在復(fù)雜情況下，才能更改其結(jié)構(gòu)。橋梁維修加固時存在多種不同方式，據(jù)服役橋?qū)嶋H情況、承載能力的減弱程度和今后任務(wù)，而采用相應(yīng)恰當(dāng)?shù)木S修加固方式。橋梁的加固多有四種方式：擴大或增加原有結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面．以提高原結(jié)構(gòu)的強度和剛度；用新的結(jié)構(gòu)代替服役的應(yīng)力不夠的結(jié)構(gòu)：改變原結(jié)構(gòu)的受力體系，使原結(jié)構(gòu)減少受力；對原結(jié)構(gòu)施加外應(yīng)力，來改變原結(jié)構(gòu)的受力圖形，并提高橋梁剛度和強度。舊橋加固方法可綜合為以下幾類：

1、結(jié)構(gòu)性加固

體外預(yù)應(yīng)力法的加固原理是在梁的下緣受拉區(qū)設(shè)置預(yù)應(yīng)力材料。通過張拉對梁體產(chǎn)生偏心預(yù)應(yīng)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(yīng)力，減小了結(jié)構(gòu)變形和裂縫寬度、改善了結(jié)構(gòu)受力，能夠較大幅度的提高結(jié)構(gòu)承載力。目前常用下攆式預(yù)應(yīng)力拉桿加固法和外部預(yù)應(yīng)力鋼絲束加固法兩種。在合理安排施工流程的情況下，該方法可最大限度地減少對橋上交通的影響。甚至可以在有限開放交通的情況下組織施工，因此近年來國內(nèi)工程實例較多。但加固后．體外預(yù)應(yīng)力筋的防腐問題一定程度上增加了后期養(yǎng)護費用，因此，一般不是公路部門的首選加固方法。粘貼鋼板或碳纖維固法粘貼鋼板加固法是采用黏結(jié)劑和錨栓將鋼板粘貼錨固于混凝土結(jié)構(gòu)受拉面或其他薄弱部位，使鋼板與加固混凝土結(jié)構(gòu)形成整體，以達到提高結(jié)構(gòu)承載能力的目的。該方法具有基本不改變原結(jié)構(gòu)的尺寸、施工簡單、技術(shù)可靠、短期加固效果較好且工藝成熟等優(yōu)點，近些年來在鋼筋混凝土橋梁的加固維修中為公路部門廣泛采納，是近幾年應(yīng)用最多的加固方法。碳纖維加固技術(shù)是近幾年內(nèi)才由國外引進的一種新技術(shù)，因其強度高，耐腐蝕，且施工簡便等優(yōu)點，目前已廣泛應(yīng)用于實際工程中。然而，由于碳纖維本身的一些缺陷。如脆性、耐火性不好等使得這種材料的應(yīng)用受到限制。增大截面與配筋加固法一般采用在梁底面或側(cè)面加大尺寸，增配主筋，以提高主梁截面的有效高度，從而達到提高橋梁承載能力的目的。然而，由于增大截面法在施工過程中全部的作業(yè)需在梁底進行，施工難度較大且施工質(zhì)量難以控制，因此，盡管在某些情況下費用并不太大，但以上因素制約了該技術(shù)的廣泛應(yīng)用，一般用于T型截面梁的加固維修。改變結(jié)構(gòu)受力體系加固法是通過改變橋梁結(jié)構(gòu)受力體系以達到提高結(jié)構(gòu)整體承載能力的目的，是一種變被動為主動的加固方法。這種技術(shù)具有提高結(jié)構(gòu)承載力，增大結(jié)構(gòu)剛度，減小撓度等優(yōu)點。但該加固方法施工改造時一般要涉及橋面鋪裝的再處理，增加了改造費用且加固效果受負彎矩區(qū)施工質(zhì)量的影響較大，目前極少單獨采用。此外，結(jié)構(gòu)性加固方法還有增設(shè)主梁加固法、錨噴混凝土加固法等。

2、非結(jié)構(gòu)性加固

鋼纖維混凝土修復(fù)橋面鋪裝層對橋面鋪裝層的嚴重破損，可考慮采用鋼纖維混凝土修復(fù)。抗裂能力強，抗沖擊耐磨耗等性能，可延長橋面的使用壽命，在不增加橋梁恒載的情況下，改善梁的結(jié)構(gòu)受力性能。伸縮縫的更新改造在橋梁維修中，以下幾種類型伸縮縫的使用是較成功的。“三防”型伸縮縫在大型橋梁上的應(yīng)用情況良好；仿毛肋伸縮縫在大、中型橋梁的大量使用，效果明顯；TST、FG系列橋梁無縫伸縮縫，在中小行橋梁上也得到廣泛使用。

3、U型高橋臺加固

該加固法采取在U型橋臺前墻和兩側(cè)墻外加套40厘米的鋼筋混凝土，并在兩側(cè)墻增設(shè)水平預(yù)應(yīng)力索對錨和前墻增設(shè)地錨的方案。該方案適用于不能中斷交通又無法架設(shè)便橋的高橋臺病害修復(fù)。錨桿配合鋼筋混凝土抱箍法采取臺腔與橋臺基礎(chǔ)持力層進行壓漿固化，再打人錨桿與槽鋼抱箍，最后在u型橋臺前墻和兩側(cè)墻外加套25厘米的鋼筋混凝土，新舊墻體采用錨桿連接形成整體。該方案適用于地基承載力不足，且施工處理不到位，造成橋臺前墻下沉。

4、橋墩加固

橋梁下部結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)，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。抬樁就是通常使用的一種有效的加固方法，即在舊樁的兩側(cè)各增設(shè)一根樁，并通過植筋擴大承臺，共同受力。另一種樁基加固方法是鋼筋混凝土套箍。由于下部樁基施工等原因，造成樁基縮徑，采用的加固方法是清除樁體虛浮物，通過植筋后，外抱箍微膨脹混凝土。目前，在很多橋梁加固改造中，同一座橋梁，針對不同的部位、不同的構(gòu)件、不同的改造原因同時采用了幾種不同的方法。如宜賓馬鳴溪金沙江大橋的加固，采用了增加構(gòu)件加固法、粘貼鋼板加固法、碳纖維加固法、橋面層補強加固法；西藏尼木大橋的加固，采用了粘貼鋼板加固法、碳纖維加固法、橋面層補強加固法。

三、結(jié)語

在維修和加固舊橋過程中，除少量重車短期繞行外，無須全部中斷交通，其社會和經(jīng)濟效益尤為明顯。從某種意義上，不管是技術(shù)改造方案的擬訂和設(shè)計計算，還是技術(shù)改造的具體實施，均須相關(guān)工作者不斷去實踐和研究。

姜丹丹(1981.02—)，女，湖北棗陽人,大學(xué)學(xué)歷；

潘鋒（1979.09—），男，湖北棗陽人，大學(xué)學(xué)歷；

趙磊（1981.02—），男，湖北棗陽人，大學(xué)學(xué)歷。

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.10.046