對橋梁設計原則和橋梁加固的技術途徑分析

史永亮(重慶交通大學 重慶 400074)

對橋梁設計原則和橋梁加固的技術途徑分析

史永亮
(重慶交通大學 重慶 400074)

一直以來，我國的橋梁建設技術都保持著較快的發展速度，但是在對橋梁的加固和維修養護方面仍然存在較多的問題。本文闡述了橋梁的設計原則以及對橋梁進行加固的技術方式，以期對實際的橋梁設計建造提供有益的指導。

橋梁設計原則；橋梁加固技術；分析

前言：我國的橋梁建設技術在橋梁建設的高潮時期有了明顯的進步，但是由于過于追求橋梁建設的速度，同時忽視了對設計理念的創新和設計時間的不足，我國許多橋梁設計中的問題和當前橋梁建設的突出成就有著明顯的反差。這是因為橋梁設計的理念已經跟不上時代發展和社會進步的步伐，多數橋梁的建設只是為了滿足內部要求，甚至是盲目的追求世界或者國內第一名。

一、橋梁的設計原則

在公路、城市道路和鐵路中橋梁都是重要的一部分，特別是中型、大型的橋梁建造對于我國的經濟、國防、政治都有著舉足輕重的意義。所以，橋梁的修建必須滿足當地實際的發展需要，在保證橋梁安全可靠、技術先進、經濟合理和經久耐用的基礎上，還必須遵循環境友好和美觀的設計原則。與此同時，橋梁的建設需要考慮到以后的養護便捷，施工過程中就地取材、因地制宜。

（一）安全可靠

設計人員在設計橋梁結構的過程中，需要確保橋梁的耐久性、穩定性和強度都能夠達到相關安全要求。對于橋梁防撞欄桿的設計要充分確保車流和人流的安全。通過增加防撞欄桿的強度和高度來防止車輛碰撞欄桿或者人行道的交通事故。設計人員需要明確良好的照明設計是避免多數交通事故發生的重要手段，對于交通運行繁忙的橋梁，不僅需要設置優良的照明設備，還需要完善相關的交通指示標志，從而減少交通事故的發生。如果在易變遷河床地段進行施工，必須首先做好導流設施的建造，以此來避免水流對橋梁基礎部分的過分沖刷。如果在通行大噸位的大型船舶河道建造橋梁，不僅需要依照實際需求增加橋梁的孔跨徑，而且需要設置防裝構筑物，從而避免船舶對橋梁建筑的損害[1]。如果的地震區進行橋梁的建設，就需要確保橋梁的建設符合橋梁抗震需求，通過采用可靠的防震措施來增強橋梁的抗震能力。對于一些類型特殊的橋梁，比如大跨柔性橋梁，在設計中就需要把風振效應納入考慮范圍。

（二）橋梁的耐用性

在設計橋梁的過程中需要充分考慮到使用后的交通流量和預期使用年限，進而設計滿足要求的橋面寬度。在進行常規荷載試驗的過程中橋梁結構不允許出現超出規定的裂縫和變形，只要這樣才能確保橋梁在承受標準荷載時不會出現問題。對于橋垮結構的設計，要保證其便于通航、泄洪、或者利于行人和車輛通行。與此同時，橋梁的入口和出口在緊急狀況下要能夠進行正常的疏散和進入，并且不會出現交通堵塞的情況。設計人員在設計橋梁的過程中，要對其綜合利用有全面的考量，其設計方案要利于通信、電氣和水管線的鋪設和搭載。

（三）確保經濟效益最大化

設計人員在設計橋梁的過程中要遵照便于施工、就地取材和因地制宜的施工原則，以此來確保經濟效益的最大化。綜合考慮橋梁的造價成本和后期養護的費用，進而選擇最低費用的經濟型橋梁。橋梁的設計要全面后期維修的方便程度及費用話費，維修方案的設計要力求不中斷交通或者把中斷交通的時間降到最少。盡量選擇水文、地質條件優越的地段進行橋梁建設，同時盡量縮短橋梁的長度。通過選取兩岸運距短的方案，以此來保證橋梁建設的經濟效益最大化，這樣以來可以增強對通行車輛的吸引力，在最快的時間內收回成本[2]。

二、橋梁加固的技術途徑分析

橋梁加固指的是通過該深橋梁構件的結構性能和強度來提升或者恢復橋梁的實際荷載能力，從而達到延長使用時間、滿足現代交通運輸要求的目的。當前，對于橋梁的改造和加固手段主要有以下幾種形式：

（一）加強薄弱的構件

如果橋梁結構具有重大缺陷或者特殊情況下橋梁需要通過重型車輛，這是就需要加強橋梁中不符合安全承載需求的構件，一般會采用新型材料（鋼板、玻璃鋼、噴射混凝土、鋼筋、混凝土）來增加主拱圈或者主梁的截面積。也可以采用環氧樹脂或者高標號的水泥砂漿對橋梁裂縫進行封填。還可以通過設置外部后張預應力筋來增加外部的預應力，或者使用化學粘接劑來加固橋梁。

加裝鋼板能夠在很大程度上提升橋梁的抗力，同時不會使橋梁的橫截面變的過大。當著這種方法也有其局限性，加固鋼板的加工過程難度較大，并且需要加裝必要的支護設備，而且在橋梁后期的使用中，需要對加固鋼板進行細致的保養和維護，這會消耗大量的人力物力，因此并沒有得到廣泛的應用。在橋梁的表面設置玻璃鋼，可以起到臨時加固的作用，讓大噸位的車輛通過橋梁，但是由于其彈性模量比混凝土低很多，常常會在受力后變形破損。加裝鋼筋可以有效的增強橋梁的抗彎性，在橋梁的表面固定鋼筋不會讓橋梁過重，但是這種加固方式會損傷到橋梁的外觀，所以在橋梁加固中也不常用。

（二）增加橋梁的輔助構件

如果橋梁因為承載能力不足或者其它原因受到了損壞，那么可以在橋梁結構中增加輔助受力構件。例如，增加橫梁、拱肋或者縱梁等等。也可以使用全新的預制構件來把橋梁結構中受到嚴重損壞但是又難以維修的構建。在這個過程中需要應用足夠可靠的施工技術，首先設置合理的臨時支撐，而后在對構件進行替換，以此來確保橋梁結構不被破壞。

（三）對臺、墩和基礎進行加固

大部分橋梁的病害和缺陷都是由基礎問題或者墩臺問題引發的。對于發生此類問題的橋梁，一般會應用頂推法、鋼筋混凝土箍套、增加樁基或者利用鋼筋混凝土鋼拉桿及土拉桿來世家預應力的方式來對基礎和墩臺進行加固，通過改變基礎或者墩臺的受力情況，來確保橋梁具有足夠的承載能力[3]。

（四）減輕橫載

通過減輕橋梁結構的恒載能夠顯著的提升橋梁承受荷載的能力。尤其是對于橋梁基礎承載能力有限的狀況，非常適合采用減輕橋梁橫載的措施來提升橋梁的荷載承受能力，這種加固措施具有良好的經濟性。例如，更換拱上材料，把實腹式橋梁改造成空腹使橋梁。

（五）改變橋梁的結構體系

這種方法是運用板和梁的組合作用或者梁的連續作用來改變橋梁結構的受力情況，從而提升橋梁的荷載承受能力。例如，用梁式體來替換拱式體系，用剛接替換鉸接，采用八字撐或者輔助墩來組成多跨結構，從而替換單跨梁結構。

結論：在橋梁使用中會出現各種橋梁問題，為了保證橋梁的正常使用，相關人員需要應用針對性的處理措施來解決橋梁問題。在對橋梁的改造和加固過程中，需要具備創新精神和探索精神，并且使用最先進、最可靠的施工材料和技術工藝。在對橋梁進行加固和設計的過程中，力求施工的一步到位，從而確保橋梁的低故障率，讓橋梁發揮出其最大效能，以確保我國橋梁交通的正常運行。

[1]胡玲.世紀公園景觀橋梁設計[J].城市道路與防洪，2014（1）：68-69.

[2]王龍甫.橋梁轉體施工[J].北京：人民交通出版社，2014（6）：97-98.

[3]蘇鳳嶺.預應力混凝土梁拱組合橋梁[J].城市道路與防洪，2014（2）：12-12.

U45

B

1007-6344（2016）06-0070-01