浅谈桥梁加固技术

黄强

摘 要：桥梁是公路的重要组成部分，随着交通运输量大幅度提高，行车密度及车辆载重越来越大，跨河桥梁和高架桥梁在交通工程中的重要性与日俱增。我们发现桥梁的混凝土开裂、剥落、衰变及钢筋的锈蚀对桥梁的损害问题非常严重，已成为迫切需要解决的问题。解决桥梁加固中存在的问题，运用方法对旧桥进行维修加固，提高承载能力，确保交通运输安全是目前乃至今后面临的主要任务。本文主要对我国现有桥梁现状进行了分析，并对桥梁加固方法进行了深入研究和探讨。

关键词：桥梁加固 原因 现状 要点

引言：

所谓桥梁加固是指采取有效措施促使桥梁构件和整个结构承载能力以及使用性能得以提高，进而达到公路交通发展所需。换言之，也就是桥梁施工人员根据桥梁存在的不足之处进一步改善并加以利用。当前我国各地都有大量旧桥需要处理，受其过去设计水平以及施工工艺本身的局限性限制，急需在施工设计使用的年限里采取有效加固和补强方法。在加固补强或者改造翻新旧桥时，必须最大程度的将现有资源利用起来，只有这样才能确保它的使用安全，延长它的使用寿命。

1、我国老、旧桥梁工程现状

近年来我国经济快速发展，人们生活水平不断提高，汽车保有量增大，交通运输量大幅度增长。许多前期修建的桥梁，由于当时经济及实际需求限制，设计承载能力低，车流少、桥体狭窄。

随着车流增大，大型车辆载重大，我国桥梁工程负荷环境恶劣，前期修建的大批桥梁出现一定的损伤。常规桥梁中以梁桥、拱桥为主，普通梁桥的上部结构常常伴有裂缝、露筋、局部破损等，且梁板受汽车震动冲击变形量大；下部结构受风蚀、水蚀作用，常常伴有墩柱混凝土麻面、剥落、露筋等。圬工拱桥更是存在抗震性能差，拱肋、拱波裂缝超限等问题。桥梁的承载能力明显下降，有相当一部分成为危桥，严重影响影响了交通行驶安全、桥梁安全状况迫待加以改善。

对于上述不能满足现代交通运输要求的旧桥，如果拆除重建，将耗费巨大的人力、物力、财力。因此，如果能在原桥基础上采取有效的加固改造措施，提高它们的承载能力，将给国家带来巨大的经济效益。所以世界各国都把旧桥视为宝贵的财富，力求充分的利用旧桥价值，进行适当的维修和加固，延长其使用寿命，以满足交通运输发展的需要，据有关资料统计，旧桥加固所需的费用仅是新建桥梁的10%左右，由此可见旧桥加固经济效果十分显著。

2、加固原则

加固工程实施前，首先要对旧桥进行勘察，根据桥梁的使用现状、病害以及未来周边路网发展趋势，对加固的必要性和可行性进行评估，然后对各种加固方案的技术经济效果进行比较，选择合理的加固方案。一般应符合下列要求：

①与重建新桥相比，费用节约60—70%以上才更能突显改造价值。包括因加固桥梁中断交通造成的经济损失。

②桥梁经加固后，其承载力和继续使用年限方面都满足相关技术标准。

③经勘测计算，桥梁下部地基基础承载能力能满足加固后所需提供的承载力。

④对加固技术是否安全可行及经济性等进行全面评估，采用合理的加固措施。

3、桥梁加固方法

按照不同的加固部位划分，桥梁加固可分为上部结构加固、下部结构加固。加固方法应根据桥梁本身实际情况和环境来选择，在桥梁上、下部加固前，应先将桥梁的裂缝、麻面等病害处理完之后方才能实施。目前圬工拱桥的加固方法较为简单，无外乎拱圈加贴钢板、加大不利构件受力面积等。而对于双曲拱桥，由于其受力特点本身存在不合理，在基本地震烈度大于7度地区不建议再做加固处理（建议拆除新建）。下面仅对常规梁桥的加固方法进行简单探究。

3.1普通梁桥上部加固

涉及梁桥结构问题，经常是梁板长期受荷载作用导致的挠度过大、以及长期的外部环境导致的混凝土老化、混凝土开裂、钢筋锈蚀等，是结构承载力降低主因。加固设计应针对不同的病害特征采用相对应的加固方法。

针对以上病害，常规做法是重做桥面铺装及修补梁板间横向联系。为了提高主梁承载能力，在修补外观混凝土后，梁底贴钢板或是碳纤维布、碳纤维板也是常见做法。体外预应力加固法由于施工相对复杂，要求控制因素较多，一般采用较少，但在提高主梁承载力方面，其优势非常明显，在车辆荷载不断增加及材料进步的背景下，其未来应用空间会更加广阔。

桥底抗弯能力不足或主梁挠度过大时，可在梁外施加预应力。外部预应力钢索加固一般采用预应力钢丝束或钢绞线，沿梁肋侧面按某种线形设置，通过张拉实现体外预应力。梁底设置若干定位装置，以保证钢索线形并固定其位置。钢索锚固于梁两端。预应力钢索通常套以保护管，或待张拉锚固后用混凝土包裹，以防锈蚀。

①体外预应力加固的优缺点

体外预应力加固方法的优点是：可在不改变桥梁结构的情况下平衡桥梁所受的外力；能够较大幅度地提高结构的承载能力和结构刚度；便于维修及更换体外力筋；能够有效的控制原结构的裂缝和挠度，使挠度大幅度减小，提高原梁的整体性；体外预应力可调节；桥梁加固期间不中断交通，对交通影响小；所需的设备简单，施工工期短，节约施工成本。同时，体外预应力加固法也有不足，預应力筋易损坏，由于预应力状态下伸长率小可能失去了桥梁的危险预警。

②体外预应力加固方法

首先将高强钢丝锚固于被加固梁体上，用支承角钢固定，原梁钢筋布置形式确定支承角钢与被加固梁体的锚固方式，通常用植入膨胀螺栓（或植筋），亦可采用膨胀螺栓与胶结（或焊接）相结合的方式。采用螺旋扣环拉紧器或测力扳手扭进螺帽进行张拉，对梁体施加预加力，然后喷注具有较高抗拉强度的复合砂浆，将预加力筋与被加固梁体粘结为一体，构成有粘结预应力加固体系。复合砂浆粘结强度高，使桥梁与后加预应力筋共同工作，抵抗外部荷载。复合砂浆的高强度性能是保证结构承载力，提高抗裂性，保护预应力筋避免锈蚀的重要前提。

3.2桥梁下部结构加固方法

①盖梁可采用施加体外预应力、增大截面、粘贴钢板或纤维复合材料等方法进行加固。

②墩柱可采用增大截面尺寸、钢套管内灌注混凝土、粘贴纤维复合材料或钢板等方法加固。

③台身可采用外包钢筋混凝土套箍、更换台后填土、增设辅助挡土墙、框架梁加注浆锚杆等方法加固。

④基础可采用扩大基础受力面积、或增加基桩数量、设纵横向支撑梁等方法加固。地基可采用高压旋喷注浆、土体注浆等方法加固。墩台基础水蚀冲刷，可用石块回填、砌石防护、石笼、板桩防护、上游设导流坝、下游设拦砂坝等方法加固。

⑤桥梁抗震方面：现使用中桥梁的钢筋混凝土桥墩通常刚性大，但是在抵抗弯曲和剪切破坏的能力不足，现加固方法中应用比较多的有增大桥墩尺寸、外包钢管或粘贴碳纤维布加固方法等。

结束语：了解既有桥梁现状，并根据具体病害深入研究选择合理的加固措施，使旧桥、危桥继续创造价值，具有重要的现实意义。

参考文献：

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[4] 刘楠. 浅析桥梁加固改造[J]. 四川水泥. 2014（07）