桥梁加固施工技术初探

摘要：桥梁是公路交通的咽喉,其使用功能的好坏直接影响整条线路的畅通,现有公路中由于受到当时局限的设计、材料、施工加固等各方面的影响，严重制约了公路运输事业的发展,加上不能适应现在交通量飞速增长，使得旧桥检测和旧桥加固技术显得非常迫切。

关键词：桥梁加固；施工技术；方法

Abstract: The bridge is a road traffic throat, its function will directly influence the whole line smooth, due to the impact of design, material, construction and reinforcement was limited to various aspects of the existing highway, seriously restricts the development of highway transportation, and can not adapt to the current traffic volume growth, the old bridge detection and the old bridge reinforcement technology is very urgent.

Key words: reinforcement of bridge; construction technology; method

中图分类号：U445.4 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013）

一、桥梁加固的工作内容及步骤

桥梁加固是一种借加大或修复桥梁构件来提高局部或整座桥梁承载能力或通过能力的措施。桥梁加固与改建工作的主要内容包括：对服役桥上部构件进行加固；对服役桥下部构进行加固；拓宽桥梁的行车道或人行道；升高桥梁部构造的高度；更换桥梁行车道路面或引桥路面结构。桥梁的加固与改建工作应充分利用原有部件，凡能加固的,则不宜改建。桥梁加固的工作程序一般为：检查桥梁现状及损坏情况；调查桥梁历史技术资料及现有交通状况；提出维修加固或改建方案并进行分析比；确定方案并付诸实施,即进行维修加固或施工。

二、桥梁加固的方法

加固，简单来说，就是通过一定的措施使构件乃至整个结构的承载能力及其使用性能得到提高，以满足新的要求。旧桥加固方法可综合为以下几类。

1.结构性加固

体外预应力加固法。体外预应力法的加固原理是在梁的下缘受拉区设置预应力材料，通过张拉对梁体产生偏心预应力，在此偏心压力作用下，使梁体发生上拱，抵消部分自重应力，减小了结构变形和裂缝宽度、改善了结构受力，能够较大幅度的提高结构承载力。目前常用下撑式预应力拉杆加固法和外部预应力钢丝束加固法两种。

在合理安排施工流程的情况下，该方法可最大限度地减少对桥上交通的影响，甚至可以在有限开放交通的情况下组织施工，因此近年来国内工程实例较多。如301国道盘锦立交主线桥和盘锦立交WH匝道桥的加固。但加固后体外预应力筋的防腐问题一定程度上增加了后期养护费用，因此，一般不是公路部门的首选加固方法。

（1）粘贴钢板或碳纤维（CFRP）加固法。粘贴钢板加固法是采用粘结剂和锚栓将钢板粘贴锚固于混凝土结构受拉面或其它薄弱部位，使钢板与加固混凝土结构形成整体，以达到提高结构承载能力的目的。该方法具有基本不改变原结构的尺寸、施工简单、技术可靠、短期加固效果较好且工艺成熟等优点，近些年来在钢筋混凝土桥梁的加固维修中为公路部门广泛采纳，是近几年应用最多的加固方法。如广州东圃大桥加固。

碳纤维加固技术是近几年内才由国外引进的一种新技术，因其强度高，耐腐蚀，且施工简便等优点，目前已广泛应用于实际工程中。如广深高速公路福田互通立交桥加固、107国道（深圳段）洋涌河大桥加固。然而，由于碳纤维本身的一些缺陷，如脆性、耐火性不好等使得这种材料的应用受到限制。

（2）增大截面与配筋加固法。增大截面与配筋加固法一般采用在梁底面或侧面加大尺寸，增配主筋，以提高主梁截面的有效高度，从而达到提高桥梁承载能力的目的。然而，由于增大截面法在施工过程中全部的作业需在梁底进行，施工难度较大且施工质量难以控制，因此，尽管在某些情况下费用并不太大，但以上因素制约了该技术的广泛应用，一般用于T型截面梁的加固维修。如河南南阳桐柏淮河大桥加固。

（3）改变结构受力体系加固法。改变结构受力体系加固法是通过改变桥梁结构受力体系以达到提高结构整体承载能力的目的，是一种变被动为主动的加固方法。这种技术具有提高结构承载力，增大结构刚度，减小挠度等优点。但该加固方法施工改造时一般要涉及到桥面铺装的再处理，增加了改造费用且加固效果受负弯矩区施工质量的影响较大，目前极少单独采用。如2003年湖北鄂州涂家咀连续拱桥（L0=70m）加固、2005年福建蒋乐积善连续拱桥（L0=30m）加固。

此外，结构性加固方法还有增设主梁加固法、锚喷混凝土加固法和增加横向联系加固法等。

2.非结构性加固

钢纤维混凝土修复桥面铺装层。对桥面铺装层的严重破损，可考虑采用钢纤维混凝土修复。这种材料具有高强度、抗裂能力强，抗冲击耐磨耗等性能，可延长桥面的使用寿命，在不增加桥梁恒载的情况下，改善梁的结构受力性能。

伸缩缝的更新改造。在桥梁维修中，以下几种类型伸缩缝的使用是较成功的。ＳＦＰ“三防”型伸缩缝在大型桥梁上的应用情况良好；仿毛肋伸缩缝在大、中型桥梁的大量使用，效果明显；ＴＳＴ、ＦＧ系列桥梁无缝伸缩缝，在中小行桥梁上也得到广泛使用。

3.Ｕ型高桥台加固

预应力锚索框架法。该加固法采取在Ｕ型桥台前墙和两侧墙外加套４０厘米的钢筋混凝土，并在两侧墙增设水平预应力索对锚和前墙增设地锚的方案。该方案适用于不能中断交通又无法架设便桥的高桥台病害修复。

锚杆配合钢筋混凝土抱箍法。该加固法采取台腔与桥台基础持力层进行压浆固化，再打入锚杆与槽钢抱箍，最后在Ｕ型桥台前墙和两侧墙外加套２５厘米的钢筋混凝土，新旧墙体采用锚杆连接形成整体。该方案适用于地基承载力不足，且施工处理不到位，造成桥台前墙下沉。

4.桥墩加固

桥梁下部结构加固的主要目的是提高桥墩的整体承载能力。如桥墩发生了结构性损伤，可以用外包混凝土、粘贴钢板或碳纤维的方法进行加固。但是对于实体桥墩等横向刚度比较大的结构，其状态变化主要是由地基所引起，此时可重点从回填硬土或者对地基进行注浆等方法提高其约束桥墩的能力，提高桥墩的整体承载能力。抬桩就是通常使用的一种有效的加固方法，即在旧桩的两侧各增设一根桩，并通过植筋扩大承台，共同受力。另一种桩基加固方法是钢筋混凝土套箍。由于下部桩基施工等原因，造成桩基缩径，采用的加固方法是清除桩体虚浮物，通过植筋后，外抱箍微膨胀混凝土。

目前，在很多桥梁加固改造中，同一座桥梁，针对不同的部位、不同的构件、不同的改造原因同时采用了几种不同的方法。如宜宾马鸣溪金沙江大桥的加固，采用了增加构件加固法、粘贴钢板加固法、碳纤维加固法、桥面层补强加固法；尼木大桥的加固，采用了粘贴钢板加固法、碳纤维加固法、桥面层补强加固法；绍兴斗门大桥的加固，采用了增加构件加固法、桥面层补强加固法等等。

三、桥梁加固效果的检测与评估

桥梁加固技术难度较大，对于施工工艺有比较高的要求。加固后需要对桥梁进行检测和观察，以确定加固的效果。常规的检测方法是利用静载试验和动载试验，将试验结果与加固设计的计算结果进行对比，来判断桥梁加固成功与否。

1.桥梁静载试验。静载试验通过测试桥梁结构在试验荷载作用下控制截面的应变、位移或裂缝分析来判定桥梁的承载能力。荷载工作状况选择应反映桥梁设计的最不利受力状态，同时为了确保加载安全和了解结构应变和变位随试验荷载增加的变化关系，对桥梁试验加载应分级进行。加载设备常采用可行式车辆，测点的布置不宜过多，但要保证质量，一般情况下，主要测点布设应为能控制结构的最大应力和最大挠度。

2.桥梁动载试验。动载试验通过测试桥梁在动载作用下的响应，分析桥梁的频率、阻力和振型等动力特性，根据动力响应和动力特性进行桥梁承载力评定。桥梁结构的动力特性只与结构本身的固有性质有关，而与荷载等其它条件无关。桥梁在实际动荷载作用下，根据结构各控制部位的动力响应，如振幅、频率、速度和加速度以及反映结构整体动力作用的冲击系数等，来分析结构在动荷载作用下的受力状态。

四、结束语

任何一座“新”建的桥梁经过若干年大自然的侵蚀和使用，终将成为一座“旧”桥。桥梁的加固维修问题已经成为世界普遍关注的课题。我国新建桥梁技术发展较快，但桥梁养护维修加固技术的发展相对滞后。旧桥加固、维修将是一个永久性的技术课题，因此需要我们在旧桥检测、评定、加固和改造工作中，创造和总结出多种多样的、切实可行的技术和方法。

参考文献：

[1]《碳纤维片材加固混凝土结构技术规程》（CECS146：）中国计划出版社，2003.

[2]《结构可靠性鉴定与加固技术》中国水利水电出版社.2002.