中小跨径危旧桥梁的加固法

郭玉峰

摘 要： 近些年，我国道路桥梁交通事故频发，究其主要原因为危旧桥梁设计技术标准过低，无法满足现在快速发展的交通需求，大部分危旧桥梁在巨大的交通负荷作用下，各部件出现了不同程度的损伤和残缺。桥面补强层加固法主要针对于中小跨径的桥梁进行加固，它属于非结构性加固方法的一种， 这种方法一般情况下，不会增加桥梁自重， 同时桥梁的铰接缝可以得到改善，并且和补强层成为一体， 其加固效果更为明显。

关键词：桥梁加固；桥面补强层；中小跨径

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.24.098

1 引言

桥面补强加固方法指的是在原有桥面板上再铺设适量钢筋混凝土，将加铺的钢筋混凝土与原桥梁构成一个整体，进而扩大桥面及桥主梁的受力面积，提高桥梁的刚性。桥面补强加固方法由于其加固效果良好，因此在桥梁加固实践中应用广泛。在桥梁的承载力弱或刚度下降、铰缝不能起到传力作用时都可以应用桥面补强加固方法实现桥梁的加固。但是该方法也存在一定的局限性，其普遍应用于中小跨径的桥梁加固中。

2 材料选择

2.1 钢筋的选择

在加固过程中会铺设两种类型的钢筋：一是根据补强层需要而设置的钢筋，主要是增大混凝土联结作用，由于加铺的混凝土层属于截面受压区域，因此大多不会铺设受力钢筋，此类钢筋的直径不能太大，普遍会选择使用螺纹钢筋；二是将补强层与原桥梁构造联结起来的钢筋，钢筋两头分别植入原桥梁结构和补强层中，由于锚杆固定长度无须太长，为了能够提升钢筋的握裹强度一般会使用热轧带肋钢筋，确保原桥梁混凝土与补强层混凝土高效连结，该类钢筋的直径应在8mm～20mm之间，每个钢筋的纵向宽度应小于50cm。钢筋深入桥面板的距离有一定限制，深度应该适应胶粘材料的允许值，一般直线距离在6cm～5d（d表示钢筋的直径大小）之间，其间距应不大于20cm，直径宜在6～16mm之间。

2.2 混凝土的选择

补强层宜选用较高标号混凝土，其标号不应低于C30及主梁混凝土标号，其厚度不能低于10cm；补强层的混凝土不但需要有较好的粘接力、较小的收缩性、较高的抗裂能力，同时还需要满足韧性标准、具备较好的抗冲击性能及抗渗透性能。混凝土的性能受到原料的影响，同时还受到施工工艺的影响，因此，在选择合适的材料后应用恰当的工艺方法优化混凝土性能。

（1）加入适当的添加剂能够改善混凝土性能。例如混凝土中加入外加剂、防水剂后，可以提升其密实性，增强其抗渗性能；在混凝土中加入适量膨胀剂可以使其膨胀，从而提高密实性，除此之外，膨胀剂还能够起到收缩裂缝的作用，在一定程度上增强了抗渗性能。外加剂可以有效提升混凝土性能，但是也需要注意使用方法，在选择合适的外加剂后还应该做混合试验，应用合理的掺入方法及合适的添加量，同时注意搅拌时间及养护方法。

（2）纤维混凝土以其优良的性能得到广泛应用。它的优点是具备优良的抗裂性能、防渗透性能、抗冲击力，同时还有足够的韧性和延伸率，普遍应用于桥梁补强加固。用于混凝土中的纤维主要有两类：合成纤维、钢纤维。前者具有稳定性、抗变形性能、导热率低的特点，在使用过程中不会凝聚在一起，分布较为平均，使用简便快捷；后者大多选用波形钢纤维，其长径比不小于30mm，不大于50mm，添加量至少0.5%，最多3%。钢纤维的稳定性不足，因此纤维腐蚀对桥梁带来的危害，及其对行驶车辆轮胎的危害不容忽视。

2.3 植筋胶的选择

植筋胶的选择应该注重其粘结力、耐久性能，同时保证无毒无害，环氧树脂类在桥梁桥面加固工程中使用较为普遍。

2.4 界面剂的选择

因为原桥面混凝土具有吸水性能，这不利于桥面与补强层联结，因此，应该加入界面剂提高两层的粘结力。选择的界面剂应该化学性状稳定，且对混凝土能够起到良好的粘结作用，在潮湿的环境中能够保持其性能稳定。

3 力学特点

在对桥梁进行补强加固过程中，桥面和加固层具有一定的力学特点。一是加固层的受力结构属于二次受力，即：在开始加固前原桥面就已经受力，在加固后，其并没有马上受力，但是如果增加负荷，加固层受力。二是在对桥面进行加固后，补强层和原桥梁存在整体工作、协同受力的情况，两层结合处的强度相对较小，应该采用一定的措施解决这一问题。

如果新旧混凝土结合面的受力强度能够满足桥梁整体受力标准，那么构成的加固结构就可以称为组合梁或组合板，该结构具有一定的力学特点：应力超前现象、分阶段受力、受压滞后等。

新旧混凝土结合面处在复合应力的情况下。结合面对于两层的压力起到传递作用，出现问题的可能性较低，但是结合面的抗剪性和抗拉力性能较弱，会导致桥面出现缝隙。当结合面受到的剪力过大，就会增大混凝土的主拉应力，主拉应力达到承受极限就会造成结合面出现裂缝，此时再与斜裂缝相交将会导致交接面相对滑移增加，最终造成新旧混凝土交接面裂缝变宽变大的结果。为了避免这种情况发生可以通过铺设结合钢筋的方式解决，促使其产生拉应力，拉应力带来的对交接面的反作用力能够有效抑制裂缝的延伸和加宽。产生的剪力也能够在骨料咬合及销栓作用下传递出去。在这样的受力作用下，新旧交接面并不会受力破坏。

4 施工工序

桥面补强层加固法的施工全部是在桥面上完成，因此施工工序并不复杂，主要内容有：对结合面进行处理、加固层混凝土浇筑等。

5 结束语

（1）补强加固法操作全部在桥面上完成，便于施工，能够很好管理施工质量。

（2）补强加固法应充分考虑原桥梁的受力情况，原桥梁中钢筋数量和强度限制了补强层如何进行，因此应将补强层与其他加固方式相结合，以其获得最佳加固效果。

（3）补强加固方法中需要结合面和收缩差动变形达到一定标准，确保加固结构能够满足叠合结构受力特征。

（4）桥梁加固是否能够实现期待效果更多的取决于工程质量管理，工程进行过程中应该认真细致，严格遵守各规章规定及技术要求，以保证加固层和原桥梁形成一个整体。

参考文献：

[1]王永斌.探讨危旧桥加固的有关技术问题[J].福建建材，2012.

[2]何芸.用桥面补强层加固中小跨径钢筋混凝土板桥[J].中国市政工程，2011.