探讨桥梁施工加固技术设计

摘 要：对于现阶段路桥工程的加固技术而言，主要包括预应力加固法、化学植筋加固法以及喷射混凝土加固法等多种加固方法。本文将对预应力加固法、化学植筋加固法等加固方法进行深入分析。

关键词：路桥施工；加固技术；设计方案

Abstract: For the road and bridge project reinforcement technology at this stage, mainly including prestressed reinforcement method, chemical anchorage reinforcement method and shotcrete reinforcement method and other method of reinforcement. In this paper, the reinforcement method of prestressed steel bar planting, strengthening method analysis.Key words: Luqiao construction; strengthening technology; design

中图分类号：U445.7+2

桥梁作为公路设施的重要基础设施，其工程质量直接影响着交通质量与广大人民的切身利益。采取必要的措施对现有桥梁进行加固，不仅可以有效延长桥梁的使用年限，还可以在控制人力与资金投入的基础上提升桥梁的承载力度，以满足现阶段公共交通的需求，从而使工程发挥出其最大的工程效益。

一、桥梁加固技术

对于桥梁加固技术而言，是使用可行的技术手段对现有桥梁结构进行补强加固，从而提升桥梁的承载力强度与使用年限。从大的方面进行划分，桥梁加固技术分为上部结构补强加固与下部结构补强加固。对于上部补强加固方法而言，又分为改变结构受力体系与不改变受力体系两种。从补强材料与其受力原理来分，又可分为主动加固与被动加固两种类型。

1. 桥梁主动加固的原理

对于该种加固类型而言，是指在受拉区直接增加补焊钢筋、粘贴钢板、粘贴高强复合纤维材料等补强材料，同时隶属于被动加固的范畴。而在实际的设计过程中，需考虑加固与分

阶段受力特点，由原梁承担构件自重与恒载；由加固后的组合截面来承担活载，而对于后补强材料的强度发挥而言，受到原梁变形的限制。

2. 桥梁被动加固的原理

为了提升后补强材料的利用效率，对后补强材料施加一定的预应力来进行加固补强。后加补强材料主动受力，受预应力的作用能改变原梁的应力状态，从而达到提升原梁承载力与抗裂性的目的。同时，对于现阶段的预应力加固技术而言，分为体外预应力加固体系、高强度复合纤维预应力加固体系以及有粘结预应力的加固体系。

二、体外预应力加固技术和设计方案

1. 加固原理

对于预应力加固方法而言，是指以粗钢筋、钢绞线以及高强钢丝等为材料，以梁身为锚固体，施加预应力来对构件进行加固。同时，受张拉作用的影响会使梁体产生一定的偏心应力，在该力的作用下能使梁体产生向上的力，从而抵消了自身的部分重力，降低了结构变形与裂缝宽度，使结构的承载力得到大幅度提升。

2. 体外预应力的加固方法的优势

对于体外预应力加固方法而言，主要具有以下几个方面的优势：（1）施工工艺简单，工序少，原结构可继续使用。同时工作量较小，能有效缩短工期。（2）不降低结构使用功能。对于该种预应力加固方法而言，几乎不占用结构空间，但不会因预留孔使结构的承载能力下降。（3）能确保工程质量。因体外预应力束是在工厂上产的，比现场加工的预应力钢筋稳定。在具体的张拉过程中，工作人员能对钢绞线的应力进行精确控制与调整。（4）方便后期维护。在投入使用之后，工作人员能对腐蚀情况与预应力进行随时检查，并掌握相应的数据，在必要时能进行及时更换。

3. 体外预应力加工技术的设计方案

（1）外部预应力钢索加固法。对于该种设计方案而言，多采用预应力钢绞线与钢丝束沿梁肋侧面方向按照一定的线形设置，以张拉的形式来施加预应力。同时，还应在梁底设置一定数量的定位装置，以确保钢索的线形。而钢索锚固定在梁的两端，用保护管对预应力钢索进行保护，以防止钢索发生锈蚀。

（2）下撑式预应力拉杆加固法。该种加固方法又分为直线式、折现式以及混合式等不同形式。对于直线式拉杆加固法而言，适用于下弦杆桁架承载力不足的情况以及梁的正截面抗弯承载力不足的情况。而折线式多用于梁的正斜截面抗剪承载力都不足的情况以及端腹杆和下弦杆的桁架抗拉承载力都不足的情况。而对于混合式而言，多用于梁的正截面抗弯承载力不足而斜截面的抗剪承载力不足的情况和下弦杆桁架比端腹杆桁架的承载力更不足的情况。

4. 高强度复合纤维预应力加固体系

对于现阶段工程上常用的高强复合纤维而言，主要包括芳纶纤维与碳纤维 (FRP)，而碳纤维在桥梁加固技术应用中更为广泛，技术也比较成熟。

（1）作用原理

为了提升碳纤维材料的使用效率与对原来桥梁的加固效果，对碳纤维材料施加预应力是一种切实可行的办法。该技术的作用原理为，用锚固碳纤维板条对梁体施加一定的预应力，从而改善梁体的受力状态，但目前该种加固技术仍然处于试验阶段。

（2）技术特点及优势

对于该种加固技术而言，主要有以下几种技术特点及优势：①高强度与高效能。因 FRP 具有非常优异的物理学性能，在对钢筋混凝土的修补加固过程中能充分利用其高弹性模量与高强度等特点来提升混凝土构件的延性与承载力，并使其受力性能得到明显改善，从而达到高效加固修补的目的。②因与混凝土的膨胀系数相近，在温度变化的情况下 FRP 能与混凝土构件一起协同工作。③施工快捷，无需大型机械器具，施工效率较高。相关统计资料表明，粘贴 FRP 是粘贴钢板施工功效的 6 倍左右。并且 FRP 轻质柔软，比粘贴钢板更能确保施工质量。④不增加体积与构件自重。因 FRP 材料厚度较薄，并且质量较轻，在对构件进行修补之后几乎不增加原构件的尺寸与自重，并且也不会降低构件的使用空间。⑤耐久性能与耐腐蚀性能优越。相关试验表明，碳纤维具有良好的耐久性与耐腐蚀性，能有效抵抗酸、碱、盐等对构件所产生的腐蚀。值得一提的是，在使用该材料加固之后，无需进行定期维护，其本身对混凝土的内部结构也会起到一定的保护作用。

5. 有粘结预应力加固体系

（1）作用原理

利用锚固于小直径预应力钢筋对梁体施加一定的预应力，并喷射具有较高强度的复合砂浆，使预应力钢筋和梁体粘结在一起，从而构成粘结预应力加固体系。

（2）技术特点

与其他预应力加固体系相比，该预应力加固体系具有以下特点：①能使后补强材料得到充分利用，有效提升材料的利用率。②所喷注的砂浆具有很强的抗碳化与抗侵蚀作用，能有效避免钢筋发生侵蚀，从而提升其使用寿命与耐久性。③依靠双重作用锚固预应力钢筋，使锚固工作的安全可靠性得到有效提升。

三、化学植根加固技术与设计方案

1. 加固原理

对于该种加固技术而言，是指在原有混凝土构件上按照规定的直径与标准进行深度钻孔，利用锁键原理，用专用的植筋胶将钢筋与原混凝土粘接牢固，并形成一个新的受力整体。

2. 化学植根加固技术的优点

对于该种加固技术而言，主要包括以下几个方面：（1）设计灵活，能适用于大部分混凝土结构，并根据混凝土结构的具体受力情况来确定植筋的规格与数量。（2）具有较强的可靠性。与预埋件相比，植筋具有良好的灵活性，并且有着与预埋件相似的可靠度。（3）受力均匀，能有效避免应力集中现象的发生。（4）承载力大，具有良好的耐疲劳性。按照相应的标准进行规范计算，能有效满足承载力的要求。同时，该种加固方法工艺简单，并且使用一般的钢筋就可以操作，能有效缩短工期，从而使其具有良好的技术经济合理性。（5）在高温情况下也可施工作业，并且能够近距离焊接施工。

3. 设计方案

对于该种加固技术的设计方案而言，具体内容包括以下几个方面：首先应对修补部位的裂缝情况进行认真检查并记录。钻眼埋嘴，嘴子应选择适当的尺寸，并尽量减轻其自重，防止因贴不牢而坠落。同时，窄缝多布嘴，宽缝少布嘴，在断缝交错的部位单独设嘴。之后进行嵌缝止浆，在将嘴子埋贴后，将剩余的裂缝进行封闭处理，并进行压水试验，对封闭与嘴子的畅通情况进行检查。之后网缝里注入化学浆液，并根据病态与施工条件等因素的不同，选择灌浆注射器灌注或手压泵灌注等方法进行灌注。

四、结语

综上所述，在今后的路桥工程加固过程中，应根据桥梁的实际情况，对施工环境、技术、经济等多面的因素进行综合考虑与分析，并对多种加固技术进行对比分析，以选择出最佳的加固方案。同时，随着科技的不断发展，应对现有的材料、方案、加固工艺等进行不断的完善与创新，以有效提升现阶段的桥梁加固水平。

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