對橋梁加固工程施工的研究

賈生會

摘要： 橋梁是交通的咽喉，對我國城市發展建設起著重要的作用。目前，我國橋梁數目眾多，但不少橋梁因設計或施工問題年久失修，道路安全存在隱患，無法適應當今高速發展的交通狀況。本文主要介紹了橋梁加固工程中常用的幾種方法，總結了各種方法的優劣性，為今后的橋梁加固提供一點建議。

關鍵詞： 橋梁；加固；方法；總結

一、引言

隨著經濟的騰飛發展交通運輸量增大，伴隨著載重等級的變化，橋梁的承重能力備受考驗，加上橋梁早年設計原則是注重于材料的節省，安全度較低。例如雙曲拱橋目前存在著嚴重的斷面單薄、安全儲備低問題，磚拱橋也存在耐久性差和年久老化等問題，這些橋梁都亟需實施加固工程。此外一些近年修建的橋梁，因設計失當或者施工質量差，也存在著加固的問題。據國內有關部門統計，我國的公路危橋大約有四千多座，面對數量眾多的舊橋、危橋，若一味的全部重建，既不科學，又浪費了大量的資源。在這種情況下，我國急需找到一種快速、有效、可靠的橋梁加固方法。

二、橋梁加固的基本原則

橋梁加固是指通過補強橋梁的構件改善其結構的性能，提高或恢復現有橋梁的承載能力，延長使用壽命，投入少量的資金以適應現代交通運輸和通行的要求。橋梁的加固與橋梁的設計一樣，除了應滿足設計規范，符合技術可行、結構安全、經濟合理的原則外，還必須經過一定的步驟和程序，這就是所謂的加固概念設計。

1. 首先評估橋梁結構，由于結構故障或損壞不能滿足結構安全或正常使用要求，則必須實施加固工程。加固的內容和范圍，應根據評估結果，確定委托方的要求，可以包括全橋也可以指定部分或特定組件；

2. 建立橋梁修復、加固、重建的經濟分析模型，通過分析和比較，選擇技術上可行，經濟上合理，現有改造后的行動計劃對交通干擾較少的方案，以確保橋梁加固的安全實施；

3. 根據需要改造的橋梁評估結論和經濟分析，確定現有的橋梁需要加固、修建以達到使用要求，然后提出橋梁加固的設計方案；

4. 當為大橋、特大橋的主要承重構件進行加固施工前，至少提出2個設計方案，通過方案比較和經濟評價后，最終確定最佳加固方案；

5. 加固設計和施工，盡量不破壞原有的結構，并保留具有價值的組成部分，以避免不必要的拆卸或更換；

6. 加固設計及施工方法應緊密結合，并采取有效措施，確保新老結構的可靠連接及協同工作；

7. 加固工程的設計方案應按照實際損失情況進行計算；

8. 在加固工程施工過程中，應盡量減少對橋上的車輛和行人的干擾，采取必要的措施減少對周圍環境的污染；

9. 在施工過程中，如果發現原來的結構或相關工程隱蔽部位的構造有嚴重的缺陷，應立即停止施工，會同加固工程設計師協商，采取有效措施處理后再繼續施工；

10. 加強施工安全監測，同時相應采取措施，以確保結構及相關人員的安全。

三、幾種橋梁加固方法

根據橋梁的加固原因、加固部位以及現有橋梁本身橋型方案的不同，應采用不同的加固方法。我們將現有的加固方法分為兩類，一是橋梁上部結構加固，二是橋梁下部結構加固方法，即橋梁墩臺與基礎加固。目前，在很多橋梁加固工程施工中，同一座橋梁，針對不同的加固原因、加固部位以及橋型，同時采用了幾種不同的方法。

（一）橋梁上部結構加固

1. 體系轉換加固法

舊橋加固體系轉換通常是指增設附加構件或技術創新，使橋的受力體系和受力狀況改變，從而減少承重構件的壓力，提高橋梁的性能，其目的是使承載能力得以改善。這項技術的優點有提高結構承載力，提高結構剛度，減少撓度等。常用的方法有：拱橋轉換為梁拱式拱上建筑法、簡支轉連續法、多跨簡支梁轉為先簡支后橋面連續體系法、增加輔助墩法等。

2. 體外預應力加固法

體外預應力加固法是利用預應力原理，增設構件或原始構件，施加初始應力（即預應力）的一種加固方法。這種方法主要適用于：正截面受彎承載能力不足、正截面受拉區鋼筋銹蝕、由梁抗彎剛度不足引起的梁撓度超過規范、梁的受拉區裂縫寬度超過規范以及梁斜截面受剪承載能力不足。體外預應力加固法，較為主動，大大改善或恢復橋梁的承載力，施工工藝簡單，交通干擾小，需要的設備簡單，經濟效益突出。缺點是容易受環境影響，需要可靠的防腐蝕設計。

3. 橋面層補強加固法

橋面補強層加固法是通過在橋面板鋪設一層鋼筋混凝土層，使其與原有結構結為一體，從而達到擴大橋面板或主梁有效高度和受壓截面，提高橋面整體剛度，增大橋梁承載能力的一種加固方法。主梁或橋面板承載力不夠，剛度不足，或鉸接梁、板的鉸縫傳力失效時，可采用該法進行加固。這種方法主要適用于中小跨徑的橋梁，施工活動均在橋面進行，操作簡捷，便于控制工程質量，補強效果明顯。不足的是該法對新舊混凝土結合面和收縮差動變形提出了特殊構造要求，加鋪補強層后，橋面高程會受到影響，連接路面或橋面縱坡需要進行相應的調整。

4. 粘貼鋼板加固法

粘貼鋼板加固法是用粘結劑及錨栓將鋼板粘貼錨固在混凝土結構的受拉緣或薄弱部位，形成新的整體，以鋼板代替增設的補強鋼筋，增大橋梁的承載能力的一種加固方法。該方法具有不改變原結構的尺寸以及施工強度，保證碳纖維與混凝土間剪力的傳遞，韌性充足等優點。不足之處是粘結劑的質量及耐久性將決定著加固效果的好壞。

5. 碳纖維加固法

粘貼碳纖維加固法是指采用高性能粘結劑將碳纖維布粘貼在建筑結構物表面，當結構荷載增加時，兩者共同作用，提高構件承載力的一種加固方法。碳纖維具有高強、輕質、耐疲勞、耐腐蝕等性能，保證了施工速度以及粘貼質量。相比于其他加固方法，采用碳纖維加固舊橋能最小程度地改變原有結構的應力分布，保證在設計荷載范圍內與原結構共同受力。

（二）橋梁墩臺與基礎加固

1. 擴大基礎加固法

擴大基礎加固法即橋梁基礎擴大底面積的加固方法。此法適應于基礎承載力不足、墩臺為磚石或混凝土剛性實體的情況。當構造物基礎具有較大的不均勻沉降，且地基土質堅實時，可以采用該法進行加固。而當擴大部分基礎底部的地基承載力不足時，可采取在擴大部分基礎下打入一定數量的樁，增大地基承載力，樁的參數則需考慮地基變形情況。擴大基礎加固法施工比較便捷，缺點是它必須使新老基礎共同承受上部荷載，故加固費用較為昂貴，加固效果難以控制。

2. 高壓旋噴注漿加固法

高壓旋噴注漿是對地基進行加固的一種加固方法，具體操作方法如下：利用設備把帶有噴嘴的注漿管鉆入土層的預定位置，不斷旋轉并以一定的速度提升，將液體以高壓流的形式從噴嘴里射出，沖擊土體并用高壓流切割攪碎土層，使其分散成顆粒狀，一部分被液體帶出鉆孔，另一部分則與漿液攪拌混合，隨著漿液的凝固，組成具有一定強度和抗滲能力的固結體。旋噴注漿加固法用途十分廣泛，具有加固地基的質量高、效果好、成本低，施工方便等優點。

3. 粘貼鋼板加固法、碳纖維加固法

通過粘貼鋼板加固法和碳纖維加固法對橋梁墩臺進行加固改造，同樣可以增加墩臺的剛度，提高墩臺的抗壓、抗彎和抗剪能力。

四、總結

舊橋梁加固改造有其內在的規律性，加固設計應基于對橋梁的技術狀態、各部位的缺陷、經濟效益等多方面進行全面細致的分析，選擇合適的一種或多種有效的加固方案。老舊橋梁的加固技術是一門新興學科，正在不斷地發展、補充和完善。隨著橋梁的結構變化，新材料、新技術、新工藝的出現，必然會出現更完美的加固方法。

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