公路养护中旧桥梁加固方法和适用范围

'公路养护中旧桥梁加固方法和适用范围　　摘要：在公路桥梁养护过程中，经常需要对旧桥梁进行“健康体检”，对存在病害的桥梁进行“治疗”，本文主要对公路旧桥加固技术进行了分析汇总，对常用梁桥的加固原则、加固方法及适用条件进行了介绍，旨在对公路桥梁养护技术人员在桥梁加固方法的选择方面提供参考。关键字：桥梁加固方法技术特点适用条件Abstract:intheprocessofhighwaybridgemaintenance,oftenneedto”health”oftheoldbridge,”cure”forbridgesdisease,thispapermainlycarriesontheanalysissummaryofthehighwayoldbridgereinforcementtechnology,usedforbeambridgereinforcementreinforcementprinciples,methodsandapplicableconditionsareintroduced,providingreferencetothemethodandtechnicalpersonnelofhighwaybridgemaintenanceinbridgereinforcementselection.Keywords:applicableconditionsoftechnicalcharacteristicsofbridgestrengtheningmethod中图分类号：TV738文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)8 一、前言近年来,随着经济的快速发展，尤其是高速公路的快速发展,汽车保有量与国民经济的同步上升,公路运输量不断增长,汽车日益大型化、重型化,桥梁的压力越来越大,已有不少桥梁发生老化、裂缝、破损等现象,危桥逐年增加,承载能力明显下降,使得桥梁加固成为必要,更因为建国以来所修建的不少旧桥,由于受到当时的设计、材料、施工等方面的影响和局限,先天不足,使得桥梁的病害正日趋明显的暴露出来,为保证桥梁预期寿命内的正常运营,加固工作显得尤为迫切。二、加固的基本原则与加固工作程序2.1加固的基本原则8 （1）桥梁结构由于结构失效或损伤经评估（公路旧桥承载能力评定方法）不满足结构安全或正常使用要求时，必须进行加固。加固设计的内容及范围，应根据评估结论和委托方提出的要求确定，可以包括整座桥梁，亦可以是指定的区段或特定的构件；（2）加固后的桥梁结构整体寿命应恢复到原设计的桥梁寿命；（3）加固设计应与施工方法紧密结合，并采取有效措施，保证新老结构连接可靠、协同工作；（4）对于大桥、特大桥，其主要承重构件需要加固补强时，加固设计方案应不少于2个，并进行方案比选和经济评价，完成加固方案可行性研究报告；（5）加固设计及施工尽量不损伤原结构，并保留具有利用价值的构件，避免不必要的拆除或更换；（6）加固设计应按下列原则进行承载力验算；①结构的计算应根据加固后结构的实际应力情况和实际的边界条件进行；②结构的计算截面积，保留的构件采用基于检测结果的计算截面积，新增构件采用实际有效截面积，并考虑结构在加固后的实际受力程度、加固部分的应变滞后特点，以及加固部分与原结构协同工作的程度；③加固后使结构恒载增大时，应对被加固的相关结构及基础进行验算。（7）在加固施工中，尽可能减少对桥上和桥下的通行车辆及行人的干扰，采取必要的措施，减小对周围环境的污染；（8）在加固施工过程中，若发现原结构或相关工程隐蔽部位的构造有严重缺陷时，应立即停止施工，会同加固设计方研究，再采取有效措施进行处理后，方能继续施工；（9）加固施工过程中，应采取安全监测措施，确保人员及结构安全。2.2加固工作程序加固工作程序应按下图所示进行。三、桥梁加固方法8 就其桥梁加固常用的方法而言,主要有增大构件截面、表面粘贴加固、施加体外预应力、增设受力构件及改变结构体系等3.1桥面补强层加固法桥面补强加固法是通过在桥面板（主梁顶面）加铺一层钢筋混凝土层，使其与原有结构形成整体，从而达到增大桥面板或主梁有效高度和受压截面，增加桥面整体刚度，提高桥梁承载能力的一种常用且有效的加固方法。主梁或桥面板承载力不足，刚度不够，或铰接梁、板的铰缝不能有效传力时，可采用桥面补强加固法进行加固。受桥面补强层厚度的限制，这种加固方法主要适用于中小跨径的桥梁。3.2预应力加固法3.2.1特点（1）施工工艺简单、干扰交通少、所需设备简单、人力投入少、工期短、经济效益明显。（2）能较大幅度提高或恢复桥梁的承载能力。（3）对原结构损伤小，可以做到不影响桥下净空、不增加路面标高。（4）预应力加固需要可靠的防腐设计。3.2.2适用条件（1）适用于正截面受弯承载能力不足或正截面受拉区钢筋锈蚀的情况。8 （2）适用于梁抗弯刚度不足导致的梁挠度超过规范或由于刚度太小导致梁的受拉区裂缝宽度超过规范规定的情况。（3）适用于梁斜截面受剪承载能力不足的情况。3.3粘贴碳纤维片加固法粘碳纤维（CFRP）片材具有轻质高强、操作简单、易于粘贴、不锈蚀的优点，可用于抗弯、抗剪、抗压（偏心受压）及抗震等多种形式的加固。该方法适用于混凝土梁桥、板桥的抗弯和抗剪加固。对于配筋率较低或钢筋锈蚀严重的旧桥，加固效果尤为显著；还适用于混凝土墩柱的抗剪、抗压补强，抗震延性补强以及地震破坏后的修复等，其适用性见下表。CFRP片材对于各种加固类型的适应性需要注意是，在采用该技术加固时必须严格遵守材料商对碳纤维片材和粘结剂等提供的环境要求（如温度、湿度等）3.4粘贴钢板加固法主梁承载力不足，或纵向主筋出现严重的锈蚀，或梁板桥的主梁出现严重横裂缝，可用粘结剂及锚栓将钢板粘贴锚固在混凝土结构的受拉缘或薄弱部位，使其与结构形成整体，以钢板代替增设的补强钢筋，提高桥梁的承载能力。粘钢加固适用于受弯、受剪和受拉构件，适用的环境温度在-20℃～60℃范围内，相对湿度不大于70%及无化学腐蚀地区。3.5外包钢加固法8 外包钢加固法施工简便、效果直观明显、对施工环境影响小、成本低，不显著增大原构件截面尺寸和自重，但可大幅度提高其承载能力。外包钢加固法适用于提高受压为主构件（桥墩、拱肋、桁架杆等）的承载力、刚度及延性。适用的环境温度在-20℃～60℃范围内，相对湿度不大于70%及无化学腐蚀地区。3.6增补桩基加固法当地基承载力不够，为提高地基承载力，对桩式基础可增基桩（钻孔桩或打入桩）并扩大原承台，使墩台的压力部分传递至新桩基。在桩式基础的周围补加钻孔桩或打入钢筋混凝土预制桩并扩大原承台，并将承台与桩顶连接在一起，以此提高基础承载力，增加基础稳定性，这种方法叫增补桩基加固法（见图17）。这种加固方法的优点是不需要抽水筑坝等水下施工作业，且加固效果显著。其缺点是需搭设打桩架和开凿桥面，对桥头原有架空线路及陆上、水上交通均有一定影响。图17增补桩基加固墩台基础3.7改变结构受力体系加固法8 改变结构体系加固旧桥通常是指增设附加构件和进行技术改造，使桥梁的受力体系和受力状况发生改变，从而起到减小承重构件的应力，改善桥梁性能，达到提高承载能力的目的。常使用的方法：(1）简支转连续法；（2）将多跨简支梁改造为桥面连续简支梁体系；（3）增加辅助墩法；（4）八字支撑法；（5）将梁式桥转换为梁拱组合体系；（6）改桥为涵洞加固；（7）钢索斜拉加固。其中3～7加固方案形式各异有不同的要求，但加固实质相同，即均是为所加固的桥梁加入新的支撑点，缩短梁的计算跨径。3.8增大截面和配筋加固法该加固方法是在构件表面加大混凝土尺寸，增加受力钢筋，使其与原结构形成整体，从而增大构件有效高度和受力钢筋面积，增加构件的刚度，提高桥梁整体承载能力，这种加固方法广泛应用于梁（板）桥及拱桥拱肋的加固。结语随着交通运输的快速发展和保障公路桥梁安全运营的实际需求,在经历桥梁建设高潮后,并将迎来桥梁改造的这个高潮,而桥梁加固方法多种多样,因此在桥梁加固过程中应根据各种加固方法的技术特点及使用条件进行认真方案比选,保证能够最大限度地利用原桥潜在的承载能力,力求在投资最小的情况下创造出最好的加固效果。8 参考文献[1]湛润水,胡钊芳,帅长斌.公路旧桥加固技术与实例.北京:人民交通出版社.2001.10.135-138.[2]徐犇.桥梁检测与维修加固百问.北京:人民交通出版社.2002.3.20-21.[3]杨文渊,徐犇合编.桥梁维修与加固.北京:人民交通出版社.1995.78-79.[4郭大进,廖锦翔,张劲泉,吴克文.桥梁加固维修技术应用.公路交通科技.2004年8月第8期.82-83.8'