浅谈桥梁设计原则和桥梁加固的技术途径

【摘要】近年来，随着经济的发展，我国的交通流通量在不断增加，这就给桥梁的质量提出了更高的要求，既需要确保桥梁的整体质量，有需要提升桥梁的通达度。在这种情况下，桥梁设计者就需要遵循科学的设计原则，采取有效的技术手段。本文就以此为中心，结合工作实际，对桥梁设计的原则和桥梁加固技术进行分析。

【关键词】桥梁设计；桥梁加固；桥梁加固技术

0 引言

桥梁是铁路、公路和城市道路的重要组成部分，尤其是对于大、中型桥梁的建设，我们平时无论对新建桥梁的设计还是对旧桥的加固和改造工作中，都应该投入全部的精力和心血，不断追求创新、努力地进行探索，力争采用最先进的技术工艺和施工材料，确保一步到位，保证桥梁的正常使用。本文就桥梁设计原则和加固等相关问题进行探讨。

一 桥梁设计原则

1 安全性原则

安全可靠是桥梁设计的首要原则，设计者在设计桥梁结构的时候，要充分考虑到桥梁要在强度、稳定性和耐久性这三方面应该具有完全的安全性质。桥梁防撞栏杆设计要考虑到人与车流之间的安全性。防撞栏杆要具有足够的高度和强度，为了防止车辆撞坏人行道或者栏杆而导致事故的发生。桥梁的照明设施一定要考虑到第一位，良好的照明可以避免很多事故的发生。尤其是在交通繁忙的桥梁上，不光需要设计良好的照明设施，还应该设置有明确的交通指示标志，完整的交通指示牌可以避免很多事故的发生。在易变迁河床的河道上建设桥梁，应该考虑好导流设施的建设，以防止桥梁的基础部分被水流冲刷过度而造成事故。对于需要通行大型的、大吨位的船舶的河道，在按照规定扩大桥梁的孔跨径之外，还得加装防撞构筑物，以免船舶对桥梁造成损伤。针对修建在地震区的桥梁，我们必须按照抗震要求对桥梁进行合理的设计，采取必要的防震措施。针对特殊类型的桥梁，例如大跨柔性的桥梁，我们还应该考虑到风振效应的影响。

2 耐久性原则

桥梁设计时候要考虑到桥面宽度必须满足当前和以后的规划期限内的交通流量（包括行人通道中的交通流量）。保证所设计的桥梁结构在进行常规荷载试验的时候不会出现较大的变形和较宽的裂缝，在设计标准内的桥梁荷载承受能力才能放心的投入使用。设计的桥跨结构的下方要有利于泄洪、通航（跨河桥）或车辆（立交桥）和行人的通行（早桥）。所设计的桥梁的两端要便于紧急情况下车辆的进入和疏散，并且不会导致交通堵塞等现象的发生。在设计桥梁的时候，还应该考虑到综合利用方面，桥梁设计要求方便各种管线（水、电气、通信等）的搭载和铺设。

3 经济性原则

经济型的桥梁应该是从造价和养护费用等多方面综合考虑，费用最省的桥型。设计时应该充分考虑维修的方便和维修费用的多少，维修时尽可能做到不中断交通，如果有必要中断交通，则保证中断交通的时间最短。所选择的桥位应该是地质、水文等条件好的地区，并尽量使桥梁修建长度较短。桥梁建设应考虑建在能缩短河道两岸运距的位置，以促进该地区的经济发展，产生最大的经济效益。对过桥收费的桥梁就能吸引更多的车辆通过，达到尽快回收投资的目的。

4 技术性原则

我们在进行桥梁建设的时候，要考虑到桥梁的具体使用年限，为了保证桥梁能够完整的发挥它自身的作用，我们在建设的时候，就要选择好的方案。尽力做到选择成熟而又先进的结构和建设材料，避免短时间内发生桥梁被淘汰的情况。

二 桥梁加固工作的内容和程序

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。

三 桥梁加固的技术途径

1 增大桥梁各个构件部分的截面面积

这种方法主要是增加桥梁主梁的横截面大小。主要使用在横截面不足、桥下净空不够的桥梁上。这样的桥梁加固方法可以摆脱桥梁下净空的限制条件，不需要考虑到其他方面。仅仅需要接长箍筋进行加固施工，但是由于这种方法施工工艺较复杂，因此对桥梁的主体和施工部位易造成损伤。增大桥梁的横截面积。这种方法同第一种方法相反，它适用于桥梁下部净空较高的情况，这种方法可以增加主梁的高度进行加固。这种方法的缺点是会减小桥梁下方的净空面积，这种改变对桥梁的原有的外观影响很大，因此注重美观的城市桥梁基本不会使用这种方法来加固桥梁。加厚桥梁的主体厚度，这种方法主要是增加桥梁主体的横截面面积，好处是大大增加了桥梁的承力能力，缺点是加厚的部分重量可能会对桥梁整体的安全性造成影响，因此这种加固方法需要提前做出风险评估才能进行施工。

2 体外预应力加固方法

体外预应力法的加固原理是在桥梁结构的受拉区施加体外预应力，使其产生与原桥的不利弯矩方向相反轴向压力和弯矩，以抵消部分自重应力，减小活载应力，从而能够较大幅度的提高桥梁结构承载能力。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。如深圳水官高速平沙M匝道桥的加固。但加固后体外预应力筋的防腐新问题必定程度上增长了后期养护费用。

3 增加辅助构件以增加桥梁抗力

加装第二主梁。这种方法主要使用在桥梁主体结构完好但是承力能力不是很满足使用需要的桥梁。由于施工时需要中断桥梁的交通，而且施工工艺非常复杂并且施工工程量很大，还会对桥梁原来的结构造成较大的损伤，因此这种方法不会轻易使用。

增加桥梁的横隔梁。这种方法的具体操作是在桥梁上增加横隔梁，具体来说就是要对主梁上贯通全桥宽的钢筋进行加固。

4 塞缝灌浆技术法

塞缝灌浆一般用于处理桥梁上、下部结构裂缝，灌浆分为水泥浆、水泥砂浆、环氧树脂浆、环氧树脂、砂浆等，具体采用哪一种，应视实际情况而定。通常水泥浆用于石砌墩、台和拱圈裂缝，由裂缝的大小来决定灌浆中是否掺砂，采用水泥浆造价低、效果好。环氧树脂浆一般用于钢筋土混凝土结构物，因为钢筋混凝土构件产生的裂缝较小，易灌满，粘结性好；环氧树脂砂浆多用于桥面裂缝。塞缝灌浆技术的通常做法是：先用1：1水泥砂浆勾缝，勾缝时须预留直径约6-8mm的灌浆孔，孔距视裂缝宽度而定，缝宽处孔距为0.6-1.0m，缝小处孔距为0.4-0.6m。待勾缝砂浆达到一定强度后即可灌浆。钢筋混凝土梁的裂缝较小，用环氧树脂勾缝，同时要留孔灌浆，孔距一般为0.25-0.3m，灌浆方法与灌水泥浆大致相同。在公路旧桥加固中，塞缝灌浆是综合处治的方法之一，用得比较普遍，通过试载及使用观察，效果较好。如深圳水官高速桥梁上部结构和下部结构的裂缝处理。

除上述论述的几点措施以外，桥梁加固技术还可以采用锚喷混凝土加固法、粘贴钢板加固法、改变结构体系加固法等手段，鉴于篇幅的限制本文就不一一赘述。

四 结语

桥梁的质量直接关系到其今后的应用性能，为了能够更好的发挥桥梁在交通运输中的作用，设计者在设计的过程中需要坚持一定的原则，并采用合理的加固技术手段。本文就以此为中心，结合工作实际，对桥梁设计的原则和加固技术进行了分析，希望能够对今后的桥梁设计起到一定的帮助，更好的提升桥梁的整体质量。

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