深究钢筋混凝土梁桥加固方法

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随着我国经济的发展，交通运输量的大幅度增长，行车密度及车辆载重越来越大，尤其是推行拖挂运输和集装箱运输后，重型车辆日益增多。由于设计标准的改变，载熏能力提高，加大了道路桥梁的负荷，致使许多己建桥梁出现承载力偏低的情况，特别20世纪8O年代以前修建的，设计荷载标准较低，承载力不足，桥面老化、破损、裂缝等，已经有相当一部分满足不了现代交通的通行要求，甚至出现了干线公路桥梁重车无法通过的现象；而80年代后修建的部分桥梁虽然承载力能满足荷载要求，但随着交通量的剧增，桥宽不能满足通行能力；更有一些桥梁在远没有达到设计寿命时出现耐久性能严重退化的现象，影响其承载能力和使用寿命。因此，采用适当的加固和改造技术措施，恢复和提高桥梁的承载能力及通行能力，延长桥梁的使用寿命，以适应现代化交通运输的需要。

1桥梁加固的国内外研究现状

随着我国公路交通事业的迅猛发展，公路交通量不断增加．行车密度及车辆载重越来越大，公路桥梁负荷日趋加重，尤其是推行拖挂运输和集装箱运输后，重箱车辆日益增多，现有桥梁中有相当一部分已经满足不了使用要求，这是世界各国所面临的严峻问题。例如美国曾共用四年时间对全国公路桥作了调查，迄至1981年的统计，美国全国共有公路桥约566000座，调查报告中叙述了514000座桥梁的现状．这些桥梁中约有40％以上f超过200000座)都有不同程度的损坏．9800座桥梁结构强度降低应停止使用或限载通行f约占总数20％)；102000座桥梁车行道太窄桥下净空不够或承载力不足(约占总数20％1。由于桥梁的陈旧老化弃养失修桥塌事故不断发生，给美国经济发展和人民生活带来极其不良的影响。日本在20世纪7O、8O年代公路运输急剧发展．汽车日益大型化、重型化．交通量逐年增加给公路桥梁造成越来越大的压力，1956年以前按旧标准设计施工的桥梁其承载能力更感不足，据统计，这类桥梁约占5500座，其中普通混凝土约4500座。美、日、西欧和北欧为使已有桥梁达到高速公路的桥梁标准，对不少桥梁进行改造加固，为提高现有混凝土桥梁的承载能力，英国运输和道路研究所专门进行了桥梁加固试验。印度在近十年间，随着交通量和车辆载重的增加，对国道上承载能力较低的桥梁都进行了加固，并对能够承受荷载等级较高的桥梁进行了加固。1981年4月，由西方24个国家参加的联合国“经济合作与发展组织”，于1981年召开“关于道路桥梁维修与管理国际会议”．1982年召开了“国际桥梁与结构会议”，1983年召开了“第十七届国际道路会议”，很多国家对现有桥梁的安全性评价减产及维修加固等方面提出了众多篇有价值的论文。20世纪8O年代以来，我国在旧桥加固改造技术的研究与试验方面进行了大量的工作。交通部在“六五”“七五”计划期间下达了一系列有关旧桥检测、承载力评定及加固技术的科研课题，举办了多次桥梁维修、养护、加固、改造技术的学术会议。各省、市、自治区交通部门都在桥梁维修、养护、加固、改造的实践中取得不少成功的经验，并在实践中获得了显著的社会、经济效益，推动了交通事业的发展。由此可见，对桥梁尤其是对旧桥危桥的加固维修以及如何提高其承载力问题研究的试验与推广，已经引起了世界性的关注。大量资料表明．随着世界上许多国家公路网络的日趋完善，新建公路桥梁逐渐减少，已建公路桥梁的维修与加固改造已成为公路交通部门的工作重心。

2桥梁常用加固方法与技术

目前比较常用的桥梁上部结构的加固技术包括：桥面补强层加固法．增大主梁截面面积和配筋加固法、锚喷混凝土加固法、粘贴钢板f筋)an固法、改变结构受力体系加固法、体外预应力加固法、及增设纵梁加固法等。

2．1桥面补强层加固法

在梁顶上加铺一层钢筋混凝土层，一般先凿除旧桥面，使其与原有主梁形成整体，达到增大主梁有效高度和抗压截面强度、改善桥梁荷载横向分布能力，从而达到提高桥梁的承载能力的目的。

2．2增大截面和配筋加固法

当梁的强度、刚度、稳定性和抗裂性能不足时，通常采用增大构件截面、增加配筋、提高配筋率的加固方法。这种方法是在梁底面或侧面加大尺寸，增配主筋，提高梁的有效高度和抗弯强度，从而提高桥梁的承载力。该法广泛用于梁桥及拱桥拱肋的加固。

2．3锚喷混凝土加固法

借助高速喷射机械，将新混凝土混合料连续的喷射到已经锚固好钢筋网的受喷面上，凝结硬化而形成钢筋混凝土，从而增加桥梁的受力断面和补强钢筋，加强结构的整体性，使其能承受更大的外荷载作用。

2．4粘贴钢板筋)加固法

当交通量增加，主梁出现承载力不足，或纵向主筋出现严重腐蚀的情况时，梁板桥的主梁会出现严重的横向裂缝。采用粘结剂及锚拴．将钢板粘贴锚固在混凝土结构的受拉缘或薄弱部位，使其与结构形成整体，以钢板代替增设的补强钢筋，达到提高梁的承载能力的目的。这种加固方法的特点是：

1)不需要破坏被加固原结构的尺寸：

2)施工工艺简单，施工质量容易控制；

3)施工工期短。

2．5改变结构受力体系加固法

此法是改变桥梁结构受力体系达到提高承载能力的目的。如在简支梁下增没支架或桥墩；或把简支梁与简支梁纵向连接，由简支变为连续梁；或在梁下增设钢绪架等加劲或结合梁等，以减小梁内应力，达到提高梁的承载力的目的。政变结构体系的方法有多种，但往往都需要在桥下操作，或设置永久设施，因而减小桥下净空，或施工时会影响通航，所以必须考虑通航及桥梁排洪能力。但是，该法由于加固效果较好目前也常用来解决临时通行超重车辆的一种加固措施。重车通过后，临时支撑可以随后拆除，故对通航影响不大，不影响河道排洪能力。当然，用临时支撑或支架加固时，改变了原简支梁的受力体系，支点处将产生负弯矩，故必须进行受力验算。

2．6体外预应力加固法

其实质是以粗钢筋、钢绞线或高强钢丝等钢材作为施力工具，对桥梁上部结构施加体外预应力，以预加力产生的负弯矩抵消部分外荷载产生的内力．从而达到改善旧桥使用性能并提高其极限承载能力的目的。工程实践表明，体外预应力加固的优点是：能够较大幅度的提高旧桥承载能力．加固后所能达到的倚载等级与原桥设计标准及安全储备有关，一般情况下．可将原桥承载能力提高3O％一40％：在自重增加很小的情况下，能够大幅度改善和调整桥梁结构的受力状况，提高其结构刚度和抗裂性能：由于承重结构自重增加小。故对墩台及基础受力状况影响很小，可节省对墩台及基础的加固；体外预应力加固技术所需设备简单人力投入少，施工工期短，经济效益明显：可在不受限制通行的条件下加固施工；体外预应力既可作为桥梁通过重车时的临时加固手段也可作为永久性提高桥梁荷载等级的措施。

2．7增设纵梁加固法

在墩台地基安全性好．并具有足够承载能力的情况下，可采用增设承载力高和刚度大的新纵梁，新梁与旧梁相连接共同受力。由于荷载在新增设纵梁后的桥梁结构中重新分布，由此使原有梁中所受荷载得以减少，使加固后的桥梁承载能力和刚度得到提高。当增设的纵梁位于主梁的一侧或两侧时则兼具有加宽的作用。预应力混凝土连续梁桥作为一种超静定预应力混凝土结构，其截面形式、)施工方法多种多样，病害情况也各不相同。由于预应力混凝土连续梁的内力分布不仅由恒、活载决定，还受到预应力、温差、混凝土徐变和收缩引起的次内力影响，而且与施工方法密切相关，所以这类桥的病害评估和加固方法往往因桥而异。为了保证新旧混凝土能够共同工作，必须注意做好新旧粱之间的横向连接。连接的方法有：企口铰接、键槽连接、焊接及钢板铰接等。新增主梁与旧梁的牢固连接，可提高主梁之间的横向连接刚度，有利于荷载的横向分布。

3结语

对于不能满足功能要求的桥梁，可采用适当的加固和改造技术措施，恢复和提高桥梁的承载能力及通行能力，延长桥梁的使用寿命，但由于加固改造技术的多样性，各类方法的存在较大的差异性。如增大截面法施工简单、费用较低、应用广泛；体外施加预应力法在自重增加小、结构的刚度和抗裂性能提高较大；改变结构体系加固法的加固效果好、计算复杂；粘贴受力筋加固法结构自重增加、钢板易腐蚀、加固效果初期不明显。因而采用哪种加固方法，其有效性仍要进一步计算分析确定，具体的加固方案的设计实施，还需进一步计算确定。此外，桥梁等结构经常承受往复循环荷载的作用，故对加固桥梁在动载作用下的性能也需做进一步分析。因此，桥梁加固和改造技术的研究已经成为一个重要的课题，需要对其进行深入的研究，更好地适用于实际工程。