桥梁加固与改造技术的探讨

摘要：在我国经济不断发展的今天，桥梁建设也与时俱进。在桥梁建设中，桥梁加固以及改造技术成为了桥梁工程中最为主要的内容。由于桥梁的承载能力有限，造成了许多桥梁不同程度的损伤，存在安全隐患。尤其是一些建造年代较久的桥梁，对其进行加固与改造更有必要。本文就此阐述桥梁加固与改造技术。

关键词：桥梁建设；桥梁加固；桥梁改造；技术

中图分类号：TU997文献标识码： A 文章编号：

引言

桥梁工程作为我国重要的基础设施建设，对我国的经济发展具有极其重要的作用。由于地质的勘察、桥梁的设计、材料的自然缺陷、施工的失误等情况，以及超载车辆对公路中小桥梁的损坏难以避免，因此，对桥梁进行加固与改造就变得非常必要。

1、桥梁加固改造的意义

对桥梁进行加固改造的意义主要表现在以下几个方面：(1)桥梁耗用资金较大，使用年限很长。在使用期间内，任何桥梁都会由于各种原因逐渐显露问题。特别是早期人们对桥梁铺装的功能性认识不足、病害防患意识欠缺，修建桥梁时，往往存在选择钢筋直径过细，配筋偏小，承载与铺装构件的界面连接不牢靠等安全隐患。桥梁通常建在不同的户外环境中，要经受自然环境（如大气腐蚀、温度、湿度变化等）和使用环境的双重影响，难以避免产生损坏现象。因此，人们必须关注桥梁的养护、加固、维修、改造等问题。(2)从经济角度出发，加固已有桥梁，可以避免拆除旧桥和重建新桥的双重工程费用，大量节省投资，有利于促进社会资源的合理配置，取得良好的社会经济效益。而且适当采用桥梁加固技术和桥面拓宽措施，可以实现在对现有交通运输影响很短甚至可以在不中断交通的情况下完成桥梁加固工程。我国早期设计施工的桥梁，从投入使用至今，由于长期大流量、重荷载的运营环境，绝大部分已经出现了不同程度的病害。加强旧桥的维护、加固，在节省开支的同时也恢复和提高了旧桥的通行能力及承载能力，有效延长桥梁的使用年限，满足现代化交通运输的需求。(3)加强桥梁的改造和加固，可以增强桥梁的通行能力和服务水准，但最重要的时，可以在更大程度上消除交通安全隐患。

2、判定现役桥梁是否需要进行加固的主要标准

现役桥梁出现下述任意一种情况就需要采取恰当的方法进行加固:(1)桥梁的承载能力无法达到强度要求。根据通常情况下车辆对现役桥梁产生的承载能力进行检测，如果桥梁无法达到相应的强度要求，就需要加固改造。需要注意的是如果通行过程中重型车辆持续增加，现役桥梁承载能力过低则需要进行加固改造;如果整条路线上的承载能力一致，需要对承载能力较低的部分进行适当的加固。(2)在经过检测后发现，现役桥梁的应力如果超出极限就需要采取恰当的方法进行加固。(3)如果桥梁的通行能力受到了宽度的限制，需要进行拓宽、加固处理。(4)桥梁结构在局部位置甚至整体都出现刚度不足的情况，需要对其进行加固除处理。(5)如果在通行特殊重车的过程中，现役桥梁的承载能力无法达到相应条件则需要临时采取恰当的方法对其进行加固。

桥梁可以说是整个交通建设基础设施中的一个重要组成部分，在加固的过程中要求的技术含量以及经济含量都非常高，这就要求在选择加固方法时进行技术以及经济对比，选择最恰当的加固措施。

在对现役桥梁加固的过程中需要考虑到下述两个因素，首先，应该根据目前所使用的加固技术、桥梁出现病害的程度、车辆荷载的要求以及未来一段时间内交通运输的发展趋势等，对桥梁加固的必要性进行准确判断;其次，对多种加固方法进行技术上以及经济上的衡量和对比，选择最佳方案。

3、道路桥梁结构加固原则分析

3.1 相对总体效应原则与加强基础的原则

虽然在结构加固中，实施对象仅仅是桥梁的危险构件，但还应当考虑到加固之后整体结构体系会发生何等改变。所以，在设计桥梁结构加固方案时，应对桥梁的总体进行综合分析，以保证桥梁结构的整体性能不被破坏。

要有优化意识和全局意识，明白牵一发而动全身的道理，要做好基础工作。基础决定着上层建筑，所以基础的东西往往都是很重要的。在基础设施建设中，一定要专注于地质结构的变化情况。在坚持基础第一的理念。计划一定要随着时间的改变，自然原因或者其它因素的改变而随时调整，同时要相应的符合标准。在未知的自然条件下，可能会因为突发状况而导致现场条件和设计图纸不匹配。这就要求将设计的方案进行改化，采取相应的工程措施，否则该项目可能会造成很大的麻烦，后果将难以补救。

3.2 “谋定后动”原则

在确定桥梁结构加固设计方案之前，应该对已有结构进行全面检查和可靠性分析，在掌握已有结构的性能、构造以及缺陷等资料的同时，对结构的受力情况与持力水平进行分析，为之后确定加固设计方案奠定基础。

3.3 提高设计方案的优化原则

道路桥梁的加固是为了能够使其有更好的使用价值，所以设计加固方案必须是以实现质量和效益最大化的原则。要需要大量的调查，来给道路桥梁的设计方案提供有力的数据支撑。要选择合适的材料，达到加固的最强效果。计划方案要多角度的去分析各方面加固的过程，使加固施工的过程可以提高工作的有效率。

在确定加固方案之前，对加固方案的选择并不是唯一的，到底选择哪一种方案，这要通过优化原则来加以断定。这其中应该尽量满足工程的综合经济指标，考虑加固施工的特点和加固技术的水平，在加固方案的设计和施工组织上采取恰当的手段，减少对外界环境和局部构件的影响，尽可能地缩短工期。

4、桥梁加固改造技术与方法

4.1 加大截面加固法

加大截面法是在钢筋混凝土受弯构件受压区加混凝土现浇层，增大原混凝土构件截面面积，从而提高构件正截面抗弯，达到加固补强的目的，根据荷载大小和净空条件不同，可分为以加大截面面积为主和加配钢筋为主两种加固方案。其施工工艺简单、适应性强，能广泛对一般建筑的梁、板、柱、墙等混凝土结构进行加固。但这样导致施工工作量大，养护期长，对生产和生活有一定的影响，且嵌入的钢筋锈蚀和混凝土劣化的危险性很大。

4.2 粘钢加固方法

所谓的粘钢加固方法，就是在钢筋混凝土结构构件承载力不足的区段表面粘贴一定数目的钢板。这种方法能够很好地保护原混凝土构件，施工工艺简单，现场工作量小，而且在方案设计及结构计算方面都非常之简单。但实施过程中，由于钢板重量过大，在操作上有所限制，固化剂在结硬以后，表现出很明显的脆性，粘结的耐久性难以保证，此外，钢板和胶体界面还存在一些潜在的锈蚀。

4.3 碳纤维加固法

碳纤维加固法，全称为粘贴纤维增强塑料加固法，它通过胶结材料将纤维增强复合材料贴在被加固构件的受拉区段，使它和被加固截面一同抗拉，从而达到提高结构承载性能的要求。这种技术优点很多，比如说高强高效，可以大幅度地提升混凝土结构的延性与承载性能，而且施工简捷，具有很好的耐腐蚀性及耐久性，加固前后对结构的尺寸和外观不构成影响，质量轻，自重少，因此适用范围非常之广。

4.4 外部预应力加固法

道路桥梁加固的方法有很多种，但是这种外部预应力加固法比较适合用于跨度较大的的结构进行加固。具体原理如下:这种方法也叫反弯矩法，通过在构件外对预应力钢筋进行张拉，不但能够增加主筋，提高构件的截面强度，还能增强刚度效果，可以说是一种十分积极的加固手段，对受拉区施加预加压力，可以抵消部分自重应力，起到卸载、减小跨中挠度、闭合裂缝或减小裂缝宽度的作用。

4.5 锚喷技术加固法

随着施喷机具的发展和速凝剂的使用，现代技术奖喷射硷与钢筋网、锚杆配合使用，逐渐完善锚喷技术的。施工中需加入速凝剂，因而又具有快凝、早期强度高的特点；锚喷技术可以少用甚至不使用侧向模板，其运输、浇注、捣固合并为一道工序、占地面积小且设备简单、施工机械化程度高、效率高、节省劳动力，而且在实施过程中可以不中断交通。

5、桥梁附属构筑物的维修加固

5.1 桥面铺装层的维修整治

桥面铺装病害，分析其原因为原桥铺装层过薄、铺装中未设钢筋网或含筋量过小、铺装与桥板间存在夹层、铰缝中无钢筋或混凝土浇筑不密实等原因。桥面铺装为车辆的直接作用层，它的质量优劣不仅影响到行车的舒适性，而且直接影响到整个桥梁的寿命长短，所以对桥面铺装的作用及保持其使用状况的完好一定要加以注意。

桥面铺装分为沥青混凝土和水泥混凝土两种形式。对于沥青混凝土的病害形式主要为裂缝和坑槽两种形式，这都可以通过灌缝、挖补等日常手段加以维修。对于水泥混凝土层它直接影响到车辆荷载的分布状况，它出现病害除可以按照沥青混凝土的修补方法加以处理外，最有效的方法为彻底翻修。但在设计及施工中应注意以下几点：(1)铰缝应彻底剔除，保证桥板间横向联系的紧密性。(2)铺装层钢筋最好不低于Ф12螺纹钢，钢筋间距不大于20CM。(3)浇筑铺装层前务必将桥面清扫彻底，决不能在铺装层和桥板间形成夹层。(4)桥面铺设钢筋网时在钢筋网下预留保护层厚度混凝土。防止铺装层上部形成素混凝土。

5.2 桥面伸缩缝的维修整治

由于伸缩缝装置设置在梁端上相对比较薄弱的部位，加之伸缩缝装置的性能及连结件等不尽完善，因此在车轮荷载反复作用下，伸缩缝极易发生损伤。如果伸缩缝出现损伤，将带来很多不利的影响，例如，增加交通事故、出现漏水现象、行车条件恶化、增加噪音等，甚至还会导致桥梁主体结构损坏的严重后果。因此，需要对桥面伸缩缝经常进行维修整治，从而保证桥梁额正常使用。伸缩缝装置不应被认为是第二位的构件，而应作为桥梁的主体结构，从设计到施工都必须认真地对待，对于养护管理则应及时进行修补、改善与更换。

对于桥梁伸缩缝的维修有几个重点需要注意：(1)在桥面铺装层容易出现车辙的不平处，需要特别注意在铺筑材料的时候不应出现高低差。(2)将原来的混凝土铺装凿除的时候，不应对伸缩缝两侧的桥面板混凝土何钢筋造成损伤。(3)当原伸缩缝装置的锚固钢筋等损坏、松动或无锚固钢筋需增设时，应先凿出锚孔或槽口后再安设钢筋等锚固件。

5.3 桥梁支座的维修加固

支座是桥梁上、下部结构的连接点。其作用是将上部结构的荷载（包括恒载和活载）顺适、安全地传递到桥梁墩台上去，同时要保证上部结构在支座处能自由变形（转动或移动），以便使结构的实际受力情况与计算简图相符合。因此，对桥梁支座要正确设置，并经常注意保养维修，对其损坏部分要进行修补加固。

桥梁支座的作用不能充分发挥时，将会使桥梁上、下部结构受到不利的影响，也容易对结构物造成重大障碍，因此，必须经常注意进行养护维修，发生损坏时要及时地制定维修加固计划，给予修补。支座的维修加固，由于工期要求较短，是在施工较为因难的部位，应充分研究所采用的维修加固措施及所采用的材料机具设备等，以便能够迅速可靠地进行修补。

结束语

综上所述，桥梁在经过长时间的使用之后受到各种因素的影响，导致桥梁出现许多病害，从而影响到桥梁设施的安全运行。桥梁的病害品种繁多，处理措施也多种多样。在旧桥加固、改造中，要不断创新和探索，采用最先进技术工艺和材料，对旧桥进行修复，使其继续发挥使用功能，以保证公路交通畅通无阻。

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