橋梁增大截面加固法綜述

孫緒法

摘?要：增大截面加固法是橋梁加固中一種常用且有效的加固方法，與其它加固方法相比，具有施工便捷且施工質量容易保證等特點，近年來，已經逐漸被人們所認識并應用于現役橋梁的維修加固中。本文比較系統、全面地闡述了增大截面加固法的基本概念、原理、及其具有與其它加固法不同的特點和適用條件，特別是在設計和施工中注意該法所固有的構造要求，總結了該法的施工要點，即加固前的卸荷處理，連接處的表面處理，新增混凝土層的施工。

關鍵詞：增大截面加固法;橋梁;新老混凝土

0引言

最近，橋梁事業迅速發展，橋梁作為公路和城市道路交通的重要建筑物，其重要性也與日俱增。目前，維修與加固在役橋梁成為橋梁界普遍關注的問題。根據國內外己有的經驗，舊橋加固技術基本上有三種類型：加強薄弱構件，增加或更換橋梁構件，改變結構受力體系等。在工程應用中最常用的加固方法有：增大截面加固法、粘貼鋼板加固法、粘貼纖維加固法、體外預應力加固法、改變結構體系加固法及增加構件加固法等。

1.緒論

1.1橋梁加固發展概況

20世紀70年代以來，為適應我國公路橋梁養護與技術改造要求，我國各省公路養護部門陸陸續續地進行了舊橋加固技術的試驗研究和工程實踐的嘗試。近三十年來，國內外出現了許多橋梁加固及加固工程實例，在橋梁補強加固方面，積累了大量的實踐經驗，取得了豐碩成果。

1.2橋梁加固的目的與意義

隨著我國經濟的迅猛發展，由于車流量的增加，軸重和載重的增大，社會對其提出了更高的服務水平要求。然而，對于出現了許多病害的早期建設的橋梁來說，其設計標準和設計承載力與現今的交通不相適應，尤其是在目前交通壓力的情況下，嚴重影響了公路交通的暢通和安全。所以，對公路橋梁進行合理有效的改造研究是非常有必要的。

1.3增大截面加固法研究、應用現狀

早在20世紀初期開始，各國研究人員就開始對增大截面法這一加固形式展開研究，并成功將這種加固方法運用到工程實例中，促進了橋梁加固事業的發展。Sergio M.等人通過經過預處理受損的增大截面加固梁進行試驗，研究分析在地震荷載下該鋼筋混凝土梁的動力性能。

2.橋梁增大截面加固法力學特點

2.1增大截面加固法的概念及原理

增大截面加固后的構件與未加固的普通構件的受力性能相比，二者存在巨大的不同。其中，最大的區別是加固后的構件改變了受力方式，加固部分變為了二次受力組合結構，相對于未加固構件應變滯后。需要加固的構件往往在加固前就已經受載產生了應變，且在加固構件的時候其應力和應變很大。加固部分并不承擔已有的應力和應變（即第一次的加載），而用來是承受新的荷載（即第二次的加載），所以己加固構件的新增部分在施加第二次加載的過程中承受的應力、應變總是滯后于原構件的總應力、應變。

2.2新舊混凝土結合

新舊混凝土的粘結性能是影響結構加固質量的關鍵因素，同時也是影響加固后混凝土構件協同工作性能的主要因素。

由于舊混凝土粘結面上附著有灰塵、骨料、油脂等雜質雜物，因此在對混凝土結構加固前，必須進行舊混凝土結構粘結面的處理，并保證一定的粗糙度，使粘結面上堅固的部分骨料露出來。同時，在澆筑新混凝土前要保證粘結面的潮濕、潔凈。

2.3增大截面加固法的構造要求

新舊部分的整體性工作和共同受力是增大截面加固法在設計構造方面的關鍵點，必須解決好。眾多試驗研究結果顯示，當受力時，拉、壓、彎、剪等復雜應力會不同程度地在加固結構結合面出現，其拉力和剪力是關鍵。以下是一些注意事項：

（1）增大截面法加固混凝土構件時，對現澆混凝土層的厚度不宜過大，為了防止加劇原構件的截面受拉鋼筋“應力超前”的現象發生。

（2）在受拉區增設混凝土加固的受彎構件，如果新增縱向鋼筋需截斷時，應從計算截斷點外至少增加一個錨固長度。

（3）梁的縱向加固受力鋼筋的兩端應可靠錨固。

（4）加固設計時要對原構件的表面處理提出要求，在新老混凝土結合面處，原構件的表面應鑿成凹凸差不小于6 mm的粗糙面。

2.4增大截面加固法加固受彎構件設計計算步驟

（1）根據原構件的受力情況、病害情況、尺寸及配筋、現場條件，結合設計及施工經驗，初步確定需要增加的截面尺寸，新增鋼筋量。

（2）第一階段計算，即新增混凝土凝固前，構件各種自重作用下截面內各材料的應力強度計算。

（3）第二階段計算，即新、舊混凝土形成整體共同承受后荷載作用下截面強度計算。

（4）驗算以上加固后截面強度、剛度和抗裂性，若不符合要求或富余太多，應調整截面增大的尺寸及配筋，同時避免自重或加固費用增加較多。

（5）按上述最終確定的尺寸和配筋進行持久狀況承載力極限狀態正截面承載力計算和斜截面抗剪承載力計算。加固后，結構的各項性能均需符合規范要求。

3.特點及適用條件

3.1增大截面加固法的特點

增大截面加固法廣泛應用于梁（板）橋及拱橋拱肋的加固。該加固方法有以下幾個特點：

（1）受力明確，計算簡單方便，加固后主梁的承載力、剛度、穩定性得到明顯提高，加固效果較好。

（2）施工簡便，經濟有效。橋面施工活動全部在橋面進行，操作便利，易于控制工程的質量。與其它加固方法相比，增大截面加固法可獲得較好的經濟效益和社會效益。

（3）加大構件截面，會使上部結構恒載有所增加，對原結構橋梁的下部結構有一定影響，沉降值會增大。

（4）現場有著濕作業工作量大的特點，養護周期長，加固期間需適當中斷交通。

（5）如果對梁底增大尺寸，則會使橋下凈空有所減小，對通航受到影響。

3.2增大截面加固法的適用條件

采用增大截面法加固構件時，對受彎構件而言抗彎剛度的增加有著很好的效果，但是尺寸的增加畢竟受到了限制;對偏心受壓構件而言，強度和剛度的增加以及穩定性的提高有著很好的效果，但是新增加混凝土會給原構件帶來負擔，且澆筑不方便、養護時間和工期較長的缺點。增大截面加固法主要適用于下列情行：

（1）原受彎構件的抗彎承載力或者抗剪承載能力不足，或構件剛度不足時，采用增大截面加固法效果較佳。

（2）受壓構件承載力、剛度、穩定性不滿足現在通行要求，需對其加固。

（3）墩柱的主鋼筋外露、銹蝕、混凝土空洞或破碎、墩柱傾斜時，需對其加固補強。

（4）在施工拱圈時由于質量原因所造成的主筋外露、混凝土空洞和破碎現象的發生以及承載能力和抗裂度不足等缺陷，需對其加固補強。

4結語

增大截面加固法目前應用廣泛，已經滲透到橋梁的各方各面，所以，我們還需要進一步完善，因為增大截面是一項分廠艱巨的任務，我們的路還很長。