公路橋梁加固機理及施工技術

王訓昭

(石河子公路管理局花園鎮分局)

1 橋梁加固機理

由于現有橋型的多樣性，橋梁病害的復雜性，決定了其加固具有靈活多樣，富于實踐的特點。拱橋加固在實踐中常常使用增大主拱圈截面、碳纖維加固、鋼板箍加固、增設新主拱圈等技術。然而在眾多技術中，能夠集技術、經濟以及社會效益于一體的就是增大主拱圈截面技術，這也在實踐中廣為采用。現以主拱圈截面的增大技術為例，來探討橋梁的加固機理。主拱圈是拱橋的最重要的承重結構，也就是橋梁的主要加固對象。通過錨噴、封閉或現澆技術來增大橋粱主拱圈的截面，形成新老復合的主拱圈，就可以達到加固橋梁的目的。其加固的機理就在于:新老復合主拱圈能夠有效的形成整體，協調變形。新增的主拱圈層幫助原有的主拱圈層分擔了部分的活載，從而減低了原主拱圈在活載作用下所受的邊緣應力;同時主拱圈截面的增大，也提高了橋梁的極限承載力。以上就是增大主拱圈截面來加固拱橋的正面效應。然而這也同時也存在著反面的應:主拱圈加固層的載只能是原拱圈來擔，只在載作用下原主拱圈邊緣應力增大，不利于橋梁的受力。

2 橋梁加固的常見方法

2.1 截面加固法

加大截面法又稱包混凝土加固法，用增大混凝土結構的截面面積而進行加固的方法。這就要求被加固的橋梁的下部結構要能承受更多的自重，能夠提供更高要求的承載能力。一般情況下，是以加厚橋面板或者加大主梁梁肋的寬度為主。

2.2 應力加固法

是指采用外加的預應力的鋼拉桿對整個橋梁結構進行加固的方法。這適用于提高橋梁的承載力、抗裂性和剛度以及加固后占用空間較小的橋梁。有兩種方法，預應力拉桿加固的方法主要用于受彎構件，通過預應力的張拉對整個梁的受拉區施加外力，從而達到抵消結構本身的自重的作用，降低車輛荷載作用下的應力，避免梁體出現裂縫，減小裂縫寬度;在實踐中很少使用預應力撐桿加固法。

2.3 外部粘鋼加固法

是指使用化學粘結劑將整個鋼板直接粘在橋梁混凝土表面，與構件形成受力整體提高承載力，增大其剛度、延性和滿足橋梁正常使用需求的一種加固方法。

2.4 粘貼FRP加固法

是用高彈性模量或者高強度的纖維復合材料，使用特殊配置的浸漬樹脂或者粘貼樹脂將其粘在橋梁混凝土表面，使之與原有構件形成整體受力的加固方法。加固工程中常用的FRP材料有芳綸纖維(AFRP)、玻璃纖維(GFRP)和碳纖維(CFRP)3種，其中碳纖維增強復合材料(CFRP)應用較多。

3 公路橋梁加固技術

3.1 加固舊橋主梁技術

(1)利用橋墩墩頂上方的兩孔梁端的多余空間來設置挑梁，挑梁是橫向式的懸臂挑梁，在上面裝有預制微彎板。(2)懸臂部分設立各種人行道梁。橋梁的人行道梁應長于主梁。人行道梁的支承點分別在路堤特設的支墩和邊墩挑梁上，此舉是為了避免加寬橋臺。(3)在人行道凸緣與舊橋面之間用混凝土澆筑拓寬部分，同時澆筑行車道。施工中橋面的鋪裝層和加寬部分設置鋼筋網，加強橋梁整體性。第四將橋梁伸縮縫設置在挑梁頂中心，將行車道鋪裝延伸搭架在挑梁上。

3.2 橋面整治技術

公路橋梁的安全運營需要堅實穩定的基層。為提高橋梁的整體質量需要將原有的橋面基層清除干凈。若橋面用的不是砂石填料，則應將其清除完全，換成砂石填料碾壓夯實，然后攤鋪水泥以穩定砂石基層，再澆注鋼筋混凝土橋面。

3.3 拓寬加固技術

為了保證橋梁正常通車應適當實行交通管制，邊通車邊施工的情形下拓寬加固。利用舊橋原有的墩臺，在橋梁的上部開展拓寬加固施工可以節省更多的資金。當然這樣加固有一定的局限性，但若施工方案嚴密足夠滿足荷載要求。

3.4 加固橋臺后座技術

將橋臺后座的上路面除去，換成于兩側墻上支承的鋼筋混凝土單向預制板，用錨固鋼筋使其與側墻連接，其上鋪設混凝土橋面，后座填料與鋼筋混凝土板間要留有空隙，讓活載壓力直接作用于側墻，以減低活載引發的對側墻的壓力，增加側墻基底摩阻力和抗剪能力。

3.5 加固主梁負彎矩技術

一般荷載下主梁負彎矩區就會產生大量裂縫，橋面鋪裝層也會大量網裂，這種裂縫不只不美觀，雨水還會滲入主梁和翼緣板導致受力鋼筋銹蝕，影響其壽命。新的荷載負彎矩作用使橋面混凝土的拉應力可達3.96Mpa，使用鋼纖維混凝土，其抗拉設計強度可大于此拉應力，以保證橋面不出現裂縫。加固中負彎區橋面的鋪裝層用鋼纖維混凝土澆筑，使其與梁頂翼緣板牢固連成整體。

3.6 主粱及掛梁正彎矩區加固

方法是鑿去原橋面鋪裝層和油毛氈后，將橋面打毛，在鋪裝層厚度內加一層鋼筋網，澆筑補償收縮防水混凝土，從而達到防滲抗裂目的。

4 結束語

由于經濟的發展和時代的進步，人們越來越重視橋梁結構安全與耐久性能，橋梁的常規與特殊檢測也已經納入了建設管理部門的日常工作，根據橋梁結構有計劃有步驟地對其承載力進行維修加固，提高其荷載等級，保證交通運輸暢通無阻，充分發揮經濟和社會效益是工程界及管理部門的重大課題。科學技術的發展，新材料、新設備、新工藝的出現，對橋梁的維修與加固大大提高了結構的承載能力，加固補強技術也在不斷進步，延長了橋梁的使用年限，節約了大量建設資金，因此應用也日益廣泛。

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