港區橋梁加固的要點探討

港區橋梁在交通構成、環境類別和普通公路市政橋梁有著較大的差別，對港區橋梁的加固不應簡單的套用公路市政橋梁的加固方法。

圖1.1

圖2.1

1.增大截面加固法

增大截面加固法在橋梁中常用于加固橋墩和墩柱，如圖1.1所示，這種方法一般是在橋墩和墩柱四周植入鋼筋，再增加主筋，進行混 凝土澆筑后，使之與原橋墩或墩柱重新成為一個整體。

增大構件截面后，同時也增加了構件的恒荷載，這樣使得加固后的結構成為疊合構件，疊合構件的關鍵是新舊混凝土的結合要牢固可靠。除需要對疊合構件進行重新的承載力極限狀態和正常使用極限狀態計算外，還需要對基礎進行承載力復核。這種加固方法原理較為簡單，施工工藝也較為容易，受力可靠，加固造價也偏低。但是這種加固方法也有著不容忽視的缺陷，如養護工期長，在加固初期可能會影響交通流量，橋下凈空會受到一定的限制。這些不利因素也影響了此種加固方法的普遍適用性。

2.粘貼鋼板加固法

粘貼鋼板加固法，是利用結構膠和錨固螺栓將鋼板固定于結構薄弱位置，使原結構和鋼板成為一個整體共同受力。這種加固方法常用于加固橋梁主梁。如圖2.1所示，

粘貼鋼板加固法具有如下幾個優勢：（1）既能有效提高梁的承載力，又能改善橋梁的后期變形能力。（2）和增大截面加固法相比而言，它對加固橋梁的下部空間影響可以忽略。（3）施工周期短，材料消耗少，經濟效益較為明顯，是目前最常用的加固方法。

港區橋梁由于所處環境的特殊性，在使用此種加固方法時應尤其做好鋼板表面的防腐措施，而且后期要定期養護，這樣會增加額外的養護費用；由于錨固螺栓必須鉆入橋梁結構中，這樣勢必會對原結構造成一定的破損，在鉆孔時，建議選取鋼筋分布較少的地方進行。

3.粘貼碳纖維布加固法

粘貼碳纖維片加固法是通過膠結將碳纖維片粘貼于結構表面，使之成為復合材料體，如圖3.1所示。

碳纖維片抗拉強度是普通鋼材的8倍左右，通過兩者之間的相互作用，能較為明顯的提高加固結構的抗彎承載力。這種加固方法施工工藝簡單，周期短，對原結構沒有任何損壞。

圖3.1

粘貼碳纖維布的抗拉強度雖然很大，但是它的抗剪強度特別低，對于需要提高抗剪能力的結構，這種加固方法不是很適合；由于碳纖維抗拉強度很高，一般結構破壞時，其強度利用率發揮不到30%；碳纖維的價格高也限制著這種加固方法的發展。

4.注漿加固法

注漿加固在港區橋梁加固中主要適用于加固上世紀八九十年代的片石混凝土橋臺，由于早期片石混凝土結構砌筑施工工藝不規范，加上各種超載車輛的沖擊力，片石混凝土橋臺很容易開裂，當裂縫發展到一定的程度而拆除重建暫時無法實施時，此時必須對橋臺進行加固。

這種加固方法是在氣壓作用下，通過注漿管把漿液注入橋臺片石混凝土中，充填、滲透和擠密片石混凝土的間隙，在擠壓效應的作用下，將原來松散的片石混凝土橋臺加固成為一個強度高、抗滲性高和穩定性好的結構，從而提高橋臺的承載力。這種加固方法要注意布控間距和鉆孔深度，鉆孔務必避開片石縫隙，要嚴格按照規范要求布進行加固設計和施工，否則會造成結構進一步破壞。

5.體外預應力加固法

體外預應力加固是另外增加高強鋼絲束，鋼絞線等，通過預應力的主動外加力，讓預應力所產生的反彎矩抵消部分荷載的內力，從而提高原有結構的承載力，并且對裂縫撓度有著很好的控制效果。這種加固方法廣泛適用于橋梁和房建加固領域。

5.1 體外預應力加固主要的特點

體外預應力加固后，原來結構受力狀態會重新分布，并在梁上產生一定程度的反拱，在加固橋梁時，這種加固方法對交通影響小，施工工期短，對橋下凈空及原結構破壞的影響可以忽略。

在使用體外預應力加固港區橋梁時，應進行結構驗算，防止結構超筋。錨固、轉向裝置應和橋梁結構充分固定，否則對加固效果會有很大的影響。

5.2 體外預應力鋼筋的防腐

港區大部分處于海岸環境，海水和普通淡水有著巨大的差別，它是一種腐蝕性很強的液體。體外預應力鋼筋由于直接和外界接觸，預應力鋼筋的防腐此時顯得尤為重要。

現階段常用的防腐方法有灌漿防腐和復合套管防腐。灌漿防腐是在鋼絞線施工完成之后，在其表面進行噴射砂漿；復合套管防腐是在鋼絞線表面涂上金屬或者非金屬涂層，然后包一層高密度聚乙烯保護套管。

6.改變結構受力體系加固法

改變結構體系加固法是通過改變原結構的受力狀態，從而提高了加固結構的承載力，適用于港區橋梁加固的主要有以下幾種方法。

6.1 增設支撐法

對于需要加固的簡支梁，在跨中增設另外一個支撐橋墩，增設支撐后，原結構由單跨橋變為雙跨橋，結構的受力包絡圖會發生變化，原來上部受壓在加固后會變成拉應力，為了防止上部鋼筋計算不通過，需要重新對加固后的橋梁進行承載力計算，這種加固方法可以較大的降低結構受力，從而增加承載力.這種加固方法的效果非常明顯。但它一般不適合橋下環境受到限制的工程。

6.2 梁拱組合法

對于需要加固的早期設計的拱橋，需要較大幅度提高承載力時，并且原來的橋墩和橋臺能夠滿足新增荷載要求時，當加固的橋梁是拱橋的時候，可以在拱圈下面另外增設一個拱圈，新增的拱圈要考慮原來拱圈完全失效情況下的承載力；當加固梁式橋時，可以在梁底新增拱圈，并且在拱圈上面增設立柱，新增的拱圈和立柱與原來的梁組成一個整體共同承擔外部荷載，這樣可以改變原來結構的受力狀況，較大幅度的提高承載力。

以上兩種方法在加固港區橋梁時，都需要將永久設施布置于橋下，這樣會對橋底凈空造成一定的影響，對于有通航和排洪要求的橋梁要進行專門的水文計算后再確定是否使用此種加固方法。

7.結語

隨著舊橋達到一定的使用年限，需要加固的項目會越來越多，港區橋梁和普通公路市政橋梁在加固時要注意其不同點，加固方法的選擇要根據橋梁的評價類別、缺陷部位、經濟效益等各個方面進行綜合分析。橋梁加固未來將是一門有巨大潛力的新興學科，它還需要廣大工程技術人員的不斷完善和總結，隨著工程技術的不斷發展，未來橋梁加固技術必然會不斷蓬勃發展。