淺談橋梁加固技術方法

(重慶交通大學 重慶 400074)

一、橋梁需要加固的必要性

隨著我國經(jīng)濟日新月異的發(fā)展，科技技術也發(fā)生翻天覆地的變化，我國交通越來越發(fā)達，交通量日益增加，產(chǎn)生越來越來多有安全隱患的橋梁，特別是上個世紀70年代之后修的橋梁，有不少橋梁已經(jīng)逐漸開始顯現(xiàn)一些問題和缺陷，有些橋梁在沒有達到它的設計壽命期時已經(jīng)發(fā)生了許多功能性問題，橋梁的耐久性和適用壽命遠達不了標準，影響了橋梁的性能和承載能力。假設橋梁拆遷重建，不只是耗資巨大，耗費人力物力，而且橋梁建設時間也較長。但是如果運用有計劃、有規(guī)則的方案，將現(xiàn)有的舊橋?qū)⑦M行加固和重建，不僅可以增加橋梁的耐用性和使用壽命，而且相比重新修一座橋，投入少量的資金，就能重新恢復橋梁的通行能力，帶來的社會效益高。因此，在我國擁有數(shù)量眾多的橋梁情況下，特別是上世紀建造的橋梁，需要現(xiàn)在的橋梁加固技術支持。

二、橋梁加固的原因

(一)由于橋梁起步晚，當初橋梁設計時缺乏經(jīng)驗，考慮得不周全，未考慮環(huán)境惡劣條件等各種不利影響，使得橋梁中的鋼筋很容易腐蝕。而且最初橋梁使用的鋼筋強度也比較低，加上隨便年份增加的鋼筋銹蝕，鋼筋強度變得更低，使橋梁的耐久性和使用壽命快速下降，不滿足現(xiàn)在的需求。

(二)上世紀以來我國建造的橋梁，很多仍在使用中。它們由于年久失修、失養(yǎng)，隨著交通量的需求的不斷增加，已經(jīng)不再滿足現(xiàn)在的需求。

(三)我國某些企業(yè)盲目為了經(jīng)濟效益，對貨車進行超載超重運輸貨物，不考慮橋梁的承載能力，經(jīng)過橋梁時對橋梁產(chǎn)生了巨大的損害，甚至產(chǎn)生一些裂縫，使橋梁的耐久性嚴重降低，承載能力下降。

(四)上世紀我國的橋梁才起步，當時的重型車輛也少，所以橋梁的設計荷載標準普遍偏低，考慮不周全，現(xiàn)在的車輛荷載已經(jīng)不滿足以前的設計標準，橋梁很容出現(xiàn)裂縫或者缺陷，普遍存在承載力不足的問題。

三、橋梁維修加固的方法

橋梁加固一般是采用一定的措施，提高橋梁的承載能力。通過的橋梁的加固，改善橋梁的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，增加橋梁的耐久性和延長橋梁使用的年限，滿足現(xiàn)在交通量增長的需求。橋梁加固方法有很多種，面對不同的環(huán)境和施工條件應該選擇不同的橋梁加固方法，同時還得結(jié)合橋梁理論和實際情況來選擇加固方法。主要有四種方法可以來加固橋梁：①增大橋梁結(jié)構(gòu)構(gòu)件橫截面積，增加配筋提供更大的承載力 ；②改變原有結(jié)構(gòu)的受力體系，使橋梁的受力變得更小，更有利于橋梁;③當結(jié)構(gòu)應力不足時候用新的結(jié)構(gòu)代替；④將外應力施加到原結(jié)構(gòu)上，抵消一部分橋梁受力，改變原有結(jié)構(gòu)的受力情況，來提高橋梁的承載能力。下面是加固的主要途徑：

(一)外部粘結(jié)加固。外部粘貼加固主要是粘貼鋼板法，用粘接劑將鋼板粘貼錨固于混凝土結(jié)構(gòu)受力薄弱部位，使之與結(jié)構(gòu)物形成一個整體，用以代替需增設的補強鋼筋，以達到提高結(jié)構(gòu)承載能力的目的[7]。該加固方法基本不破壞原有結(jié)構(gòu)物和不改變原結(jié)構(gòu)的尺寸，效果比較好，適合短時間加固橋梁，加固方法也越來越成熟，加固后橋梁強度顯著提高，材料也十分耐腐蝕，且施工方便，所以在實際工程中運用廣泛。

(二)加強薄弱構(gòu)件。對于橋梁由薄弱構(gòu)件組成時，如果構(gòu)件受到一定的損傷或者通行比較重的車輛，此時不能滿足橋梁的承載能力，可以采用增大橫截面面積的方法來加固橋梁。但是，橋梁當施工條件不滿足時則不能采用截面增大的方法，因為增大截面法所有的施工工作都需要在橋梁的底部進行，施工難度比較大。因此雖然增大截面法在一些情況下性價比比較高，但施工條件因素會限制了這項技術的應用，大跨徑的橋梁大多不太適用，適用于較小跨徑的橋梁加固。對于大跨徑橋梁或者混凝土等級高的橋梁加固時，也可以采用增設預應力筋的方法來加固橋梁，以施加預應力來使橋梁產(chǎn)生的一部分反彎矩，抵消外部荷載產(chǎn)生的內(nèi)力，使橋梁的抗彎性能增加，大幅度提高橋梁的承載能力要求。

(三)增加輔助構(gòu)件。當橋梁不能滿足承載力要求，同時橋梁比較容易施工時，可以采用增加新的受力構(gòu)件方法，比如增設橫向梁、縱向梁等來一同來分擔各種荷載作用，提高橋梁的承載能力。當然也可以在有支撐的條件，有技術保證的情況下，采用新的構(gòu)件來代替不容易修復的原有構(gòu)件，這樣做省去了不少修復原有構(gòu)件的麻煩，加固程序也比較簡單，比較省時省力，這種方法效果不錯。

(四)改變結(jié)構(gòu)體系。當橋的承載能力不足時或者橋梁受到一定的損傷時，在保證充分的技術措施情況下，可以將橋梁的結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)化為受力更小的結(jié)構(gòu)體系，多適合于梁板或者梁拱組合結(jié)構(gòu)。一般用鉸接轉(zhuǎn)變?yōu)閯偨樱喼Я恨D(zhuǎn)為連續(xù)梁，或者用輔助構(gòu)件將單跨結(jié)構(gòu)變?yōu)槎嗫缃Y(jié)構(gòu)的方法，來改變結(jié)構(gòu)體系，使結(jié)構(gòu)受力更加有利，來提高橋梁的承載能力。

(五)減輕恒載。減輕荷載適合于橋梁基礎承載受到限制，當在移動荷載和恒載的作用下，最大的承載能力不能滿足提高活載所需要的承載力時，通過減少橋上部分的重量，減輕自重來改變橋梁的受力情況，來提高橋梁的承載能力。一般將拱橋的實腹式改為空腹式拱橋，或者把拱上填料更換為較輕的填料，減小橋梁跨中的彎矩或者撓度，來提高橋梁的承載能力。也可以將梁橋換為多孔箱形截面來減小自重。

(六)加固墩臺及基礎。由于橋墩發(fā)生結(jié)構(gòu)性的損傷引起橋梁發(fā)生的病害，通?？梢杂猛獍炷痢摻罨炷凉刻?、鋼拉桿施加外加預應力方法進行加固。橋墩的狀態(tài)變化主要是由地基所引起，也可以通過回填硬土或?qū)Φ鼗M行注漿、增加樁基等方法來加固橋梁墩臺和基礎，提高橋墩的整體承載能力[9]。

四、結(jié)語

橋梁加固技術是一個十分重要的技術，在現(xiàn)在越來越來多的橋梁中，橋梁加固技術顯示十分具有經(jīng)濟性，對環(huán)境友好，資源節(jié)約，十分值得我們學習。橋梁加固要考慮不同的環(huán)境、不同結(jié)構(gòu)和類型，選擇合適的加固方法。所以很難想出統(tǒng)一的方法來解決所有的問題。在現(xiàn)在的橋梁加固技術中，還有許多的不成熟，如：(1)關于體外預應力鋼束作為結(jié)構(gòu)拉桿的設計應用以及其在撓度計算中的取值問題。(2)體外預應力鋼束分批張拉引起自身預應力損失以及原有預應力損失的問題。(3)在對結(jié)構(gòu)各部位應力應變以及撓度進行監(jiān)控過程中，溫度變化的影響系數(shù)問題等等，都要我們?nèi)ヌ剿鲗嵺`。相信未來橋梁加固技術將會發(fā)展更快，發(fā)展方向更多，到時候無論時舊橋還是新橋都會更加完美，橋梁將會成為我們生活中一道美麗的風景線。