橋梁改造加固方案設計與應用分析

芮海

摘 要：在城市現代化建設和發展中，橋梁工程數量和規模持續擴大，尤其是在橋梁改造加固工程中，通過新工藝和新技術的應用，對橋梁工程施工質量提出了更高的要求。橋梁改造加固方案設計作為關鍵階段，設計是否合理將直接影響到后續施工活動的有序開展，有助于延長橋梁使用壽命。

關鍵詞：橋梁工程；改造加固；方案設計；應用

中圖分類號：U445.72 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）20-0125-02

1 橋梁改造加固設計現狀

橋梁改造加固相較于新建橋梁工程設計而言更為容易，以較小的資本投入來提升橋梁結構承載力和使用性能，可以大大延長橋梁使用壽命，帶來更大的經濟效益。縱觀當前我國的橋梁改造加固設計現狀來看，現有的設計審核制度不健全，缺乏明確的加固設計資質要求，導致市場管理混亂，迫切的需要進一步優化設計，針對性提升橋梁改造加固質量[1]。

2 橋梁改造加固方案設計要點

2.1 綜合分析選擇加固方案

在橋梁改造加固方案設計中，應該綜合對比分析，選擇最佳的橋梁改造加固方案，具體考量的內容包括橋梁病害情況、技術現狀和車輛通行要求等相關內容，并對橋梁改造加固方案進行可行性分析，優化加固方案，盡可能選擇前沿的技術手段，設計合理的橋梁改造加固方案。相較于新建橋梁工程項目，橋梁改造加固可以降低大概60%的成本，盡可能減少由于橋梁長期修建帶來的經濟損失。

2.2 把握橋梁加固性質

1）橋梁結構承載力加固處理，有助于為橋梁提供堅實、安全的結構基礎，促使結構具備足夠承載力。2）使用功能加固設計，主要是為了保證橋梁可以安全穩定使用，保證行車安全，具體內容是對變形和振動過大構件優化設計，滿足結構使用功能要求。3）橋梁結構耐久性加固設計，主要是對橋梁結構的損傷區域修復設計，避免損傷部分持續惡化，及時消除結構損傷，提升橋梁結構的可靠性，延長橋梁結構使用壽命。

3 橋梁改造加固方案設計主要內容

對于需要進行改造加固的橋梁，加固設計人員需要根據橋梁實際的結構狀況或改擴建項目具體的技術要求，編制合理的設計方案。對橋梁的上部結構、下部結構及橋面系等結構部位優化設計和處理。從安全性、經濟性、施工難易程度、交通影響及環境影響等方面進行比選，最終選擇合適的橋梁改造加固方案，是提升橋梁改造加固設計質量的關鍵所在。

3.1 上部結構

橋梁上部結構，主要病害通常是由于橋梁結構長期荷載較大導致，尤其是在城市交通量快速增長，重載車輛行駛對橋梁結構的豎向荷載力，加劇上部結構損壞。

3.2 下部結構

橋梁下部結構墩、臺及基礎結構改造加固設計中，應該結合實際情況全面考量。裂縫普遍存在的病害問題，應該選擇合理的檢測手段獲取精準的檢測結果。如果橋墩結構產生偏位或沉降，可能由于基礎沉降導致橋墩問題的出現，就需要在對橋梁墩、臺病害進行加固設計前，對基礎采取結構進一步加固設計。

3.3 橋頭引道結構

橋頭引道作為路橋連接的關鍵路段，需要結合實際情況選擇合理的手段予以檢測，以便于及時發現異常問題。對于橋梁橋頭沉降問題，應對沉降部位及時填補施工，避免跳車現象產生，盡可能保證橋面行車安全。

4 橋梁改造加固方案設計及應用

以某梁式橋擴建工程中既有橋梁加固設計為例，該橋為3×10m的簡支梁橋，上部結構為PC空心板梁，下部結構為樁柱式橋墩、輕型橋臺。因道路擴建的需要，需對該橋既有橋梁的荷載等級進行提高，并提出針對性的提載加固設計方案。

4.1 承載能力評定結果

橋梁檢測評定結果表明，該橋上部結構板梁底板有少許縱向裂縫，裂縫寬度在0.1mm～0.2mm之間，上、下部結構局部存在破損露筋產生，面積占比均在3%以內，其它部件無明顯病害，表明該橋目前技術狀況良好。

按提載后的荷載等級標準分別對橋梁上、下部結構承載能力進行評定。評定結查表明：上部結構板梁抗彎承載力不足，邊梁相差-14.7%，中梁相差-12.5%；下部結構橋臺及橋墩蓋梁、橋墩墩柱和樁基的承載力均有較大的富余。（如圖1、2）

4.2 改造加固方案比選

選擇一種合適的板梁抗彎加固的方式及方法，是整個改造加固設計方案的關鍵環節。根據該橋結構特點，先初步選取了四種抗彎加固方式進行比選（如表1）。

下一步對四種加固方式分別進行加固后承載能力提升情況計算與對比，并且進行改造方案費用對比。（如表2、3）

根據各種加固方式的優、缺點，并參照各加固方式加固后的承載能力提升數據及加固費用的對比情況。選擇采用預應力鋼絲繩+聚合物砂漿進行主動加固的方式。

4.3 改造加固方案設計

具體加固方案設計時，采用板梁底板布設70根（1×19-3mm）鋼絲繩（單根鋼絲繩斷面積4.37mm2），單根鋼絲繩長度為10.0m，聚合物砂漿9.95m2，P錨140個，自制錨具2個。（如圖3、4）

5 結語

橋梁改造加固的設計中，首先對既有橋梁進行全面、細致地檢測評價，結合工程技術標準并對橋梁實際承載能力進行評定，是橋梁改造加固設計工作的基礎；從結構安全性、加固效果、經濟性、施工難易程度等多個方面進行綜合比選，是橋梁改造加固設計工作的關鍵所在；消除橋梁安全隱患，切實提升橋梁改造加固質量。

參考文獻

[1]葉榮偉.橋梁改造加固原則和方法探討與應用[J].四川水泥，2016，20（09）：47.