公路桥梁加固机理及施工技术

王训昭

(石河子公路管理局花园镇分局)

1 桥梁加固机理

由于现有桥型的多样性，桥梁病害的复杂性，决定了其加固具有灵活多样，富于实践的特点。拱桥加固在实践中常常使用增大主拱圈截面、碳纤维加固、钢板箍加固、增设新主拱圈等技术。然而在众多技术中，能够集技术、经济以及社会效益于一体的就是增大主拱圈截面技术，这也在实践中广为采用。现以主拱圈截面的增大技术为例，来探讨桥梁的加固机理。主拱圈是拱桥的最重要的承重结构，也就是桥梁的主要加固对象。通过锚喷、封闭或现浇技术来增大桥粱主拱圈的截面，形成新老复合的主拱圈，就可以达到加固桥梁的目的。其加固的机理就在于:新老复合主拱圈能够有效的形成整体，协调变形。新增的主拱圈层帮助原有的主拱圈层分担了部分的活载，从而减低了原主拱圈在活载作用下所受的边缘应力;同时主拱圈截面的增大，也提高了桥梁的极限承载力。以上就是增大主拱圈截面来加固拱桥的正面效应。然而这也同时也存在着反面的应:主拱圈加固层的载只能是原拱圈来担，只在载作用下原主拱圈边缘应力增大，不利于桥梁的受力。

2 桥梁加固的常见方法

2.1 截面加固法

加大截面法又称包混凝土加固法，用增大混凝土结构的截面面积而进行加固的方法。这就要求被加固的桥梁的下部结构要能承受更多的自重，能够提供更高要求的承载能力。一般情况下，是以加厚桥面板或者加大主梁梁肋的宽度为主。

2.2 应力加固法

是指采用外加的预应力的钢拉杆对整个桥梁结构进行加固的方法。这适用于提高桥梁的承载力、抗裂性和刚度以及加固后占用空间较小的桥梁。有两种方法，预应力拉杆加固的方法主要用于受弯构件，通过预应力的张拉对整个梁的受拉区施加外力，从而达到抵消结构本身的自重的作用，降低车辆荷载作用下的应力，避免梁体出现裂缝，减小裂缝宽度;在实践中很少使用预应力撑杆加固法。

2.3 外部粘钢加固法

是指使用化学粘结剂将整个钢板直接粘在桥梁混凝土表面，与构件形成受力整体提高承载力，增大其刚度、延性和满足桥梁正常使用需求的一种加固方法。

2.4 粘贴FRP加固法

是用高弹性模量或者高强度的纤维复合材料，使用特殊配置的浸渍树脂或者粘贴树脂将其粘在桥梁混凝土表面，使之与原有构件形成整体受力的加固方法。加固工程中常用的FRP材料有芳纶纤维(AFRP)、玻璃纤维(GFRP)和碳纤维(CFRP)3种，其中碳纤维增强复合材料(CFRP)应用较多。

3 公路桥梁加固技术

3.1 加固旧桥主梁技术

(1)利用桥墩墩顶上方的两孔梁端的多余空间来设置挑梁，挑梁是横向式的悬臂挑梁，在上面装有预制微弯板。(2)悬臂部分设立各种人行道梁。桥梁的人行道梁应长于主梁。人行道梁的支承点分别在路堤特设的支墩和边墩挑梁上，此举是为了避免加宽桥台。(3)在人行道凸缘与旧桥面之间用混凝土浇筑拓宽部分，同时浇筑行车道。施工中桥面的铺装层和加宽部分设置钢筋网，加强桥梁整体性。第四将桥梁伸缩缝设置在挑梁顶中心，将行车道铺装延伸搭架在挑梁上。

3.2 桥面整治技术

公路桥梁的安全运营需要坚实稳定的基层。为提高桥梁的整体质量需要将原有的桥面基层清除干净。若桥面用的不是砂石填料，则应将其清除完全，换成砂石填料碾压夯实，然后摊铺水泥以稳定砂石基层，再浇注钢筋混凝土桥面。

3.3 拓宽加固技术

为了保证桥梁正常通车应适当实行交通管制，边通车边施工的情形下拓宽加固。利用旧桥原有的墩台，在桥梁的上部开展拓宽加固施工可以节省更多的资金。当然这样加固有一定的局限性，但若施工方案严密足够满足荷载要求。

3.4 加固桥台后座技术

将桥台后座的上路面除去，换成于两侧墙上支承的钢筋混凝土单向预制板，用锚固钢筋使其与侧墙连接，其上铺设混凝土桥面，后座填料与钢筋混凝土板间要留有空隙，让活载压力直接作用于侧墙，以减低活载引发的对侧墙的压力，增加侧墙基底摩阻力和抗剪能力。

3.5 加固主梁负弯矩技术

一般荷载下主梁负弯矩区就会产生大量裂缝，桥面铺装层也会大量网裂，这种裂缝不只不美观，雨水还会渗入主梁和翼缘板导致受力钢筋锈蚀，影响其寿命。新的荷载负弯矩作用使桥面混凝土的拉应力可达3.96Mpa，使用钢纤维混凝土，其抗拉设计强度可大于此拉应力，以保证桥面不出现裂缝。加固中负弯区桥面的铺装层用钢纤维混凝土浇筑，使其与梁顶翼缘板牢固连成整体。

3.6 主粱及挂梁正弯矩区加固

方法是凿去原桥面铺装层和油毛毡后，将桥面打毛，在铺装层厚度内加一层钢筋网，浇筑补偿收缩防水混凝土，从而达到防渗抗裂目的。

4 结束语

由于经济的发展和时代的进步，人们越来越重视桥梁结构安全与耐久性能，桥梁的常规与特殊检测也已经纳入了建设管理部门的日常工作，根据桥梁结构有计划有步骤地对其承载力进行维修加固，提高其荷载等级，保证交通运输畅通无阻，充分发挥经济和社会效益是工程界及管理部门的重大课题。科学技术的发展，新材料、新设备、新工艺的出现，对桥梁的维修与加固大大提高了结构的承载能力，加固补强技术也在不断进步，延长了桥梁的使用年限，节约了大量建设资金，因此应用也日益广泛。

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