桥梁设计加固方法与安全优化措施分析

车然娜

安徽省综合交通研究院股份有限公司 安徽 合肥 230001

桥梁设计不当易影响桥梁的质量与后期的维护，所以在设计时要对各施工环节细致的考虑，根据当前超载与动荷载的影响，设计出科学合理的方案，提高桥梁的寿命。对桥梁进行加固时也要根据实际情况选择合适的经济实用加固法，降低破坏桥梁结构的几率。在安全的优化设计措施与合理的加固方法采用中，提高桥梁的施工质量，保证桥梁安全的使用。

1 桥梁加固方法

桥梁加固法采用时需注意与桥梁情况相符合的加固方法，采用使用频率较高与可靠、耐久的加固方法，并且加固设备与工程尽量简便，能保证车辆与人员正常通行，在耐用性加固材料的使用下减少后续的维护工作，在费用上尽量控制，并减少破坏桥梁结构的几率。

1.1 加筋补强

加筋补强法是最常用的施工方法，传统的铺设新钢筋提高桥梁结构的强度与承载力，当前采用率较高的包钢加固法和粘贴碳纤维加固法，都是在桥梁外部加强结构的筋量达到加固。包钢加固法是用结构胶把一定厚度的钢板粘在桥梁混凝土表面或受到磨损的地方，在钢板与桥梁原结构共同受力下，提高桥梁的承重力、抗弯能力与抗震性能。施工速度较快，恢复使用时间较短，但钢材使用量较大，在高温或湿热天气下防腐蚀问题较难解决。碳纤维布或碳纤维板具有强度高、质量轻便、易剪切与弯曲、抗冲击耐腐蚀、易粘贴与压缩等特点，主要用于中小型桥梁。该方法主要在60℃下使用，不能长久接触阳光与有害介质，需进行表面防护，且在强拉伸力下容易破裂，延展性太差，应用范围较小，主要用于桥梁混凝土的抗剪与弯曲加固，桥墩的剪切、压缩加固等。

1.2 增大截面加固

增大截面加固就是加大桥梁截面面积，加厚桥板厚度、加宽主梁侧面与底面的尺寸，在模板的构建下浇筑混凝土，提高了桥梁负荷能力，加强桥梁的使用寿命，但需注重桥梁下部的承重能力。钢筋网喷射混凝土加固也属此类加固法，在原有结构表面固定钢筋网，再喷射速凝细石混凝土，在湿作业的较长工期中，需较大施工场地。在新旧混凝土形成整体后，梁高增加，但使用空间减少，在共同受力下提高桥梁刚度与抗弯承载力。

1.3 桥面补强层加固

桥面是使用频率较高的加固位置，需对旧的铺装结构凿除，并除毛清理干净，埋进钢筋层，刷上粘合剂再铺设新的混合纤维混凝土。在一定的厚度中减少负荷聚集度，提高桥梁的主梁高度与承载力。但人工工作量大、工期较长，人工凿除或多或少会伤害原有桥梁结构。

1.4 预应力加固

如桥梁体积与跨度小，技术类型与材料采用较少，所以加固上难达到规范，可采用钢制撑杆与拉杆来加固，提高桥梁的承重力与抗裂性。撑杆主要在桥梁下部墩柱部分支撑桥身，应用率较低。而拉杆则是在弯曲部分转移桥梁的压力，减少桥梁承受的载荷，提高桥梁使用寿命。而体外预应力加固则采用下撑式拉杆或水平拉杆等预应力装置施加在桥梁构件中，提高桥梁部件的抗弯与抗剪承载力。对于构件中正、斜截面等外部需施工的，可调整预应力方向来改善构件的性能。

1.5 改变受力结构加固

分析各桥梁受力分布特征选择加固方法，需要专业理论与分析方法进行测量与分析桥梁各部位的承载力与受力分布情况，计算重力分布情况，确定加固方法施工后能达到标准承载力，再进行加固措施。

1.6 止裂孔法

止裂孔法是利用工具对桥梁中裂缝顶端延伸方向进行打孔，防止裂缝继续扩散。在施工前需对现场进行分析、检测裂缝的数据参数，再对准确的缝顶进行钻孔作业，特别注意精确度，防止裂缝扩大或钻孔位置未对准出现更大的裂口。此方法与其他加固法一起使用效果最佳，多与钢结构维修加固时加用的应急措施。

1.7 角撑板补强法

桥梁两侧面板下沉时用挖孔三角形钢板跨角焊缝在桥面板与加劲肋下部进行加固补强，减少桥面变形程度。让桥梁受力部分转移分散，增加桥面刚度，但角撑面板间距小，焊接位置应力较集中，需在裂缝下侧采用钢板覆盖，围焊试件与角撑板的链接处，此法能适当提高桥梁使用效果与寿命。

2 桥梁设计安全优化措施

2.1 优化准备工作

在设计阶段要重视设计准备工作，设计中考虑桥梁主体结构，实地考察掌握运行条件与气候环境，根据运行要求做出科学的经济性分析，不断研究下创新出安全规范的设计方案。设计中还需对养护管理重点与可能出现的隐患问题进行考虑，不断引进先进效果良好的技术，杜绝出现安全隐患。

2.2 充分考虑耐久性

桥梁使用年限久，但维修与翻新周期也较长，在设计中就要考虑桥梁的耐久性。在桥梁的承载结构中受到越来越重的负荷，结构在长时间受到颠簸、振动、挤压与自然因素等影响下，出现各种损伤，降低桥梁使用寿命。所以桥梁设计中要多考虑当前交通运输情况，在设计中积极更新技术与设计方法，提高桥梁的寿命与持久性。

2.3 着重考虑超载问题

桥梁工程当前面临的主要破坏问题就是超载，如行驶车辆超过承载标准会造成桥梁出现变形或严重损伤，甚至出现安全问题。施工建设后对桥梁载重进行分析，严格按照施工标准在桥梁路段设置各类型的警告标示、限高、限重等，避免桥梁使用中出现超载问题，保障桥梁的使用安全与寿命。

2.4 重视桥梁疲劳损伤影响

桥梁使用中受到车辆的荷载与风荷载等动荷载的影响，压力不断变化，内部结构持续振动让桥梁疲劳损伤增多。桥梁建设中的钢筋、混凝土、石料等相互间存在细小缝隙，在荷载作用下会形成裂纹，损害桥梁结构，存在安全隐患。在施工建设中需考虑混凝土的结构，解决材料中存在的缝隙，并重视钢筋构件的腐蚀现象，还需设计人员不断研究并解决这些问题。

3 结语

总之，科技不断发展下桥梁建设的要求也越来越高，桥梁工程负荷量越来越重，还受到其他因素的影响。桥梁设计中需制定诸多安全优化的的措施，减少设计出现的安全问题，积极考虑桥梁的耐久性与超载问题。在加固方法选取中，因地制宜，科学的选取最优方案。科学的加固法与安全优化措施，促进我国桥梁建设工作顺利的进行与不断的发展。