桥梁加固设计关键技术探讨

桥梁加固设计关键技术探讨

黄有为

（重庆市交通规划勘察设计院，重庆，401121）

【摘要】在我们的桥梁工程建设中，常常会因为裂缝等问题影响到桥梁的质量以及安全使用，所以，要根据工程实际，认真分析问题的原因，加强桥梁加固设计，从而提高桥梁结构的安全性和稳定性，提高桥梁工程的使用寿命。

【关键词】桥梁工程；加固设计；关键技术

1、桥梁加固设计方式分析

1.1对上部结构恒载进行削减

对桥梁的承载能力进行详细的验算后，采取必要措施削减桥梁的恒载，以增加结构体系承受活载的能力，以满足交通量增长的需求，此加固方法适合所在基础软弱，不宜开展增大上部结构主梁截面以进行加固维修的桥梁，使用这种方法对加固资金要求较低，可适用于中、小桥的维修。

1.2为桥梁增加承受荷载的结构

当现有桥梁的承载能力出现下降，或桥梁的支承结构受到损毁时，可通过为桥梁增加承受荷载的结构，如增加承重的主梁及横隔板等。在加固过程中需要特别关注的问题是:当原结构构件已经产生严重病害，只能通过更换构件以增强结构的承载能力时，在施工中，一定要通过充分考虑，反复计算，以确定所设置的临时支撑措施能否满足安全要求。

1.3加强薄弱构件

在桥梁结构体系中，若出现严重病害的地方为主跨或边跨的中跨处、四分之一跨处、桥梁的支座处以及截面改变处，或者因交通量突增而承载能力未能满足需要的部位采取加强措施。其手段包括在裂缝处粘贴钢板，以限制裂缝的增长，并加强抗剪能力，或者在开裂的部位采用环氧砂浆填补裂缝，然后采用喷射混凝土的方法加强构件。当结构出现压应力储备不足的情况时，则可采取增加体外预应力钢束的方法进行补强。这些需要进行加强的薄弱部位一般处于桥梁结构的受拉区域内，受压区须加强的几率不高。

1.4对桥墩、桥台及基础进行加固

在桥梁工程中，若桥墩、桥台和基础出现病害，会导致结构的承载能力不足，此时便须对它们进行相应处理和加固。应对桥墩开裂等病害的主要加固措施是:在桥墩的墩柱外表面添加钢筋混凝土外包裹层，必要时可添加体外预应力以增强承载能力。对桥梁的基础则采取增加钻孔灌注桩和扩大基础法进行处理。

1.5对结构的体系进行更改

在充分分析桥梁的实际情况后，采取相关措施，对桥梁结构的体系进行改变，以改善其受力状态，削减结构承载能力不足处的荷载，以提高整体桥梁的承载能力。常用的加固措施有把简支梁的梁端连接起来转换成连续梁，在提高承载能力的同时，还能增加行车的舒适性:增加辅助桥墩，以减少跨中弯矩等。

2、桥梁结构病害分析

2.1结构裂缝

活荷载作用在结构上，是导致这种裂缝产生的原因。由于结构整体或局部构件的强度、刚度、延性不足，在荷载的不断作用下，便会产生这类裂缝。在所有产生于桥梁主梁的裂缝病害中，结构裂缝素来是工程人员的关注重点。活载作用在混凝土构件造成的裂缝有:弯曲裂缝、剪切裂缝、扭曲裂缝、局部应力裂缝、拉压裂缝、预应力二次裂缝等。

2.2非结构裂缝

非结构裂缝:这种裂缝是适应性裂缝，与荷载作用无关，是混凝材料产生化学收缩而产生较大的变形或者受所处的环境影响产生变形而造成的裂缝。当这种裂缝产生时，在开始，一般不会对结构的承载能力造成危害，但若放任不管，不采取相关修补措施，那么当裂缝继续开裂，并且其宽度过大时，水分便会从这些裂缝渗入，并锈蚀梁体内的钢筋，从而逐渐削弱结构的承载能力，并影响结构的外观，降低结构的使用年限:这些裂缝的种类有混凝土的收缩裂缝、塑性裂缝、温度裂缝、锈蚀裂缝等。

3、桥梁加固设计关键技术

3.1主梁和基础墩台的加固技术

3.1.1增大截面法

增大截面法实际上就是在桥梁原有结构的基础之上重新浇筑一定厚度的钢筋混凝土，主要包括了两种常见的方式，其一是加厚桥面板，其二是增加主梁肋和高度和宽度。在桥梁结构的下方增设一定数量的主筋能够较好地提高桥梁结构的实际承载力，通常适用于具有梁肋的桥梁，特别是对小跨径的T型梁桥更加适合。

3.1.2扩大基础加固法

扩大基础加固法实际上就是对桥梁基础的底面积进行增加，以此来提高桥梁结构的稳定性。在地基的土质结构较为坚硬的情况之下，当桥梁基础出现不均匀沉降的状态时，可以选用扩大基础加固法进行加固。当桥梁基础底部的地基承载力无法满足实际要求的时候，可以在其底部打入桩基，一般情况下适用于基础埋深过浅和基础承载力不足的桥梁。

3.2桥梁体外预应力加固技术

桥梁体外预应力加固技术，实际上是对混凝土界面外部的预应力筋进行张拉，利用转向块和体外筋端部锚具将预应力传递到混凝土的构件当中；其技术具有施工周期短、应力变化幅度小和维护方便等优点，在混凝土旧桥结构的加固处理工程中已经实现了较为广泛的应用。在采用桥梁体外预应力加固技术的过程中应对以下几方面加以注意：

3.2.1与其他加固技术相比较而言，桥梁体外预应力加固技术的施工操作较为简单，可以较大程度地对施工作业予以简化，在梁肋中不需要额外设置管道，对于体外受力筋也可以进行更换，为后期维修和养护提供了便利。

3.2.2对于体外预应力钢筋的设计来说，可以根据实际情况进行补位或者更换。

3.2.3为了提高预应力筋的实际利用效率，需要对钢筋的摩阻损失进行有效的控制。

3.3锚喷混凝土加固技术

锚喷混凝土加固技术的应用实际上是利用高压喷射设备将混凝土组合物以高速在修复面上进行喷洒和覆盖，首先需要将锚杆在需要加固的部位处实现锚入，其次再对加固钢筋进行架设，尽可能选择水灰比较小的混凝土，这种加固技术具有施工速度快、质量可靠等优势。按照混凝土的组成进行划分，可将其分为一般混凝土锚喷和增加纤维混凝土锚喷；以混凝土为标准对其进行划分，锚喷混凝土加固法主要包括了湿式锚喷、干式锚喷、SEC锚喷和潮式锚喷几种类型。对于湿式锚喷而言，其水泥水灰比应控制在0.5左右；干式锚喷的水泥水灰比应不大于0.25；潮式锚喷的水泥水灰比则要控制在0.25-0.35的范围当中。

3.4桥梁碳纤维加固技术

碳纤维材料具有较高的强度和弹性，使用粘贴剂将其粘贴在桥梁表面之上，能够与桥梁结构对荷载实现共同的承担，使得桥梁的抗压和抗拉剪能力实现较大程度的提升。桥梁碳纤维加固技术的具体施工步骤包括了以下几方面的内容：

3.4.1要对桥梁中需要加固处理部位中混凝土出现风化的表层进行及时的清理，凿毛使其露出新茬。

3.4.2在施工面上均匀的涂抹树脂，确认没有出现被遗漏的部分；当其达到不粘手的效果的时候，利用修平树脂对其表面予以修平，之后在其表面上涂刷一层厚度为3-5mm的浸渍树脂，保证其均匀的覆盖在施工基面之上。

3.4.3在浸渍树脂的表面上铺设碳纤维布，利用棍子将其中存在的空气挤压出来，使得碳纤维布能够较好的融于浸渍树脂，然后再涂抹一层厚度为1-2mm的浸渍树脂。

3.4.5为了保证其与周围建筑物具有一致性，还需要进行必要的表层装饰。

结语：

综上所述，为了提高桥梁结构的稳定性和安全性，就必须要采取合理的加固方法，应用关键技术进行合理的加固设计。工程实践中，要加大对于加固设计关键技术的研究和应用，结合存在的问题，提出科学的解决方案，从而保障桥梁施工质量。

参考文献：

[1]陈付雷.桥梁加固设计关键技术研究[D].长安大学,2011.

[2]贾亮.桥梁加固设计关键技术研究[J].黑龙江科技信息,2015,20:232.