港区桥梁加固的要点探讨

港区桥梁在交通构成、环境类别和普通公路市政桥梁有着较大的差别，对港区桥梁的加固不应简单的套用公路市政桥梁的加固方法。

图1.1

图2.1

1.增大截面加固法

增大截面加固法在桥梁中常用于加固桥墩和墩柱，如图1.1所示，这种方法一般是在桥墩和墩柱四周植入钢筋，再增加主筋，进行混 凝土浇筑后，使之与原桥墩或墩柱重新成为一个整体。

增大构件截面后，同时也增加了构件的恒荷载，这样使得加固后的结构成为叠合构件，叠合构件的关键是新旧混凝土的结合要牢固可靠。除需要对叠合构件进行重新的承载力极限状态和正常使用极限状态计算外，还需要对基础进行承载力复核。这种加固方法原理较为简单，施工工艺也较为容易，受力可靠，加固造价也偏低。但是这种加固方法也有着不容忽视的缺陷，如养护工期长，在加固初期可能会影响交通流量，桥下净空会受到一定的限制。这些不利因素也影响了此种加固方法的普遍适用性。

2.粘贴钢板加固法

粘贴钢板加固法，是利用结构胶和锚固螺栓将钢板固定于结构薄弱位置，使原结构和钢板成为一个整体共同受力。这种加固方法常用于加固桥梁主梁。如图2.1所示，

粘贴钢板加固法具有如下几个优势：（1）既能有效提高梁的承载力，又能改善桥梁的后期变形能力。（2）和增大截面加固法相比而言，它对加固桥梁的下部空间影响可以忽略。（3）施工周期短，材料消耗少，经济效益较为明显，是目前最常用的加固方法。

港区桥梁由于所处环境的特殊性，在使用此种加固方法时应尤其做好钢板表面的防腐措施，而且后期要定期养护，这样会增加额外的养护费用；由于锚固螺栓必须钻入桥梁结构中，这样势必会对原结构造成一定的破损，在钻孔时，建议选取钢筋分布较少的地方进行。

3.粘贴碳纤维布加固法

粘贴碳纤维片加固法是通过胶结将碳纤维片粘贴于结构表面，使之成为复合材料体，如图3.1所示。

碳纤维片抗拉强度是普通钢材的8倍左右，通过两者之间的相互作用，能较为明显的提高加固结构的抗弯承载力。这种加固方法施工工艺简单，周期短，对原结构没有任何损坏。

图3.1

粘贴碳纤维布的抗拉强度虽然很大，但是它的抗剪强度特别低，对于需要提高抗剪能力的结构，这种加固方法不是很适合；由于碳纤维抗拉强度很高，一般结构破坏时，其强度利用率发挥不到30%；碳纤维的价格高也限制着这种加固方法的发展。

4.注浆加固法

注浆加固在港区桥梁加固中主要适用于加固上世纪八九十年代的片石混凝土桥台，由于早期片石混凝土结构砌筑施工工艺不规范，加上各种超载车辆的冲击力，片石混凝土桥台很容易开裂，当裂缝发展到一定的程度而拆除重建暂时无法实施时，此时必须对桥台进行加固。

这种加固方法是在气压作用下，通过注浆管把浆液注入桥台片石混凝土中，充填、渗透和挤密片石混凝土的间隙，在挤压效应的作用下，将原来松散的片石混凝土桥台加固成为一个强度高、抗渗性高和稳定性好的结构，从而提高桥台的承载力。这种加固方法要注意布控间距和钻孔深度，钻孔务必避开片石缝隙，要严格按照规范要求布进行加固设计和施工，否则会造成结构进一步破坏。

5.体外预应力加固法

体外预应力加固是另外增加高强钢丝束，钢绞线等，通过预应力的主动外加力，让预应力所产生的反弯矩抵消部分荷载的内力，从而提高原有结构的承载力，并且对裂缝挠度有着很好的控制效果。这种加固方法广泛适用于桥梁和房建加固领域。

5.1 体外预应力加固主要的特点

体外预应力加固后，原来结构受力状态会重新分布，并在梁上产生一定程度的反拱，在加固桥梁时，这种加固方法对交通影响小，施工工期短，对桥下净空及原结构破坏的影响可以忽略。

在使用体外预应力加固港区桥梁时，应进行结构验算，防止结构超筋。锚固、转向装置应和桥梁结构充分固定，否则对加固效果会有很大的影响。

5.2 体外预应力钢筋的防腐

港区大部分处于海岸环境，海水和普通淡水有着巨大的差别，它是一种腐蚀性很强的液体。体外预应力钢筋由于直接和外界接触，预应力钢筋的防腐此时显得尤为重要。

现阶段常用的防腐方法有灌浆防腐和复合套管防腐。灌浆防腐是在钢绞线施工完成之后，在其表面进行喷射砂浆；复合套管防腐是在钢绞线表面涂上金属或者非金属涂层，然后包一层高密度聚乙烯保护套管。

6.改变结构受力体系加固法

改变结构体系加固法是通过改变原结构的受力状态，从而提高了加固结构的承载力，适用于港区桥梁加固的主要有以下几种方法。

6.1 增设支撑法

对于需要加固的简支梁，在跨中增设另外一个支撑桥墩，增设支撑后，原结构由单跨桥变为双跨桥，结构的受力包络图会发生变化，原来上部受压在加固后会变成拉应力，为了防止上部钢筋计算不通过，需要重新对加固后的桥梁进行承载力计算，这种加固方法可以较大的降低结构受力，从而增加承载力.这种加固方法的效果非常明显。但它一般不适合桥下环境受到限制的工程。

6.2 梁拱组合法

对于需要加固的早期设计的拱桥，需要较大幅度提高承载力时，并且原来的桥墩和桥台能够满足新增荷载要求时，当加固的桥梁是拱桥的时候，可以在拱圈下面另外增设一个拱圈，新增的拱圈要考虑原来拱圈完全失效情况下的承载力；当加固梁式桥时，可以在梁底新增拱圈，并且在拱圈上面增设立柱，新增的拱圈和立柱与原来的梁组成一个整体共同承担外部荷载，这样可以改变原来结构的受力状况，较大幅度的提高承载力。

以上两种方法在加固港区桥梁时，都需要将永久设施布置于桥下，这样会对桥底净空造成一定的影响，对于有通航和排洪要求的桥梁要进行专门的水文计算后再确定是否使用此种加固方法。

7.结语

随着旧桥达到一定的使用年限，需要加固的项目会越来越多，港区桥梁和普通公路市政桥梁在加固时要注意其不同点，加固方法的选择要根据桥梁的评价类别、缺陷部位、经济效益等各个方面进行综合分析。桥梁加固未来将是一门有巨大潜力的新兴学科，它还需要广大工程技术人员的不断完善和总结，随着工程技术的不断发展，未来桥梁加固技术必然会不断蓬勃发展。