论文部分内容阅读
【摘 要】桥梁在使用过程中会由于各种原因产生病害，为保持桥梁长期运营的安全性，必须对危旧桥梁进行修补加固。文章对目前常用的桥梁加固技术进行了总结分析，并结合桥梁加固实例介绍了加固方法的综合应用。
【关键词】桥梁加固技术；加固法；应用实例
随着我国公路建设的快速发展，各级公路的交通流量、运输车辆的吨位和轴荷均有较大增加，特别是各种超限车辆对公路桥梁造成很大的损害，使得近几年来危桥数量呈快速增长趋势。有些旧桥则因为设计荷载偏低、跨度偏小，难以满足当前重交通的需求。大量的危旧桥梁已成为影响公路全线畅通的瓶颈，必须对桥梁进行必要的维修加固，使受损桥梁结构恢复其原有的技术功能，提高结构的承载能力，使桥梁能重新满足交通的需求。
一、三种桥梁加固技术的优缺点和适用性
（1）体外预应力加固法。采用对钢筋混凝土或预应力混凝土梁或板的受拉区施以体外预应力进行加固，以抵消部分自重应力，可较大幅度地提高梁的承载能力。该法的优点是：在自重增加很小的情况下，能大幅度改善调整原结构的受力状况，提高刚度及抗裂性。由于自重增加小，减小了对墩台及基础受力状况的影响，可节省对墩台及基础的加固量。适用性：可在不限制通行的条件下进行加固施工，既可作为桥梁通过重车的临时加固手段，也可作为永久提高承载能力的措施，但需重视加固后体外预应力筋的防腐问题。
（2）增大截面及配筋加固法。当提高梁的强度、刚度、稳定性时，常采用增大构件截面、增加配筋的加固方法。此法是在梁底或侧面加大尺寸，增配主筋，提高梁的有效高度，从而提高桥梁的承载力。适用性：广泛用于梁桥、拱桥、刚架桥等的加固。
（3）粘贴钢板加固法。采用粘结剂和锚栓将钢板粘贴锚固在混凝土结构的受拉面或其他薄弱部位，使钢板与加固的混凝土结构形成整体，提高承载力与耐久性。该法具有不改变原结构尺寸、施工简单、技术可靠、短期加固效果好且工艺成熟等优点，是近几年应用较多的加固方法。适用性：宜用于大型结构及大跨结构，不宜用于配筋较密且钢筋走向复杂的构件结点处。
总之，根据桥梁病害特点，因病施治，采取多种加固办法对危旧桥梁进行综合改造是当务之急。上述维修加固技术各有其优缺点和适用性，在很多时候需要结合使用。
二、维修加固案例
某公路桥梁建于20世纪80年代，全长187.8m，上部结构
为8孔21.5m的钢筋混凝土刚架拱桥，矢跨比为1/6，桥面总宽度32.0m+2×1.25m，
设计荷载为汽-超20、挂120。桥跨横向设14片拱片，每孔以2道横隔板、13道横系梁和12道微弯板以及6cm钢筋混凝土桥面铺装进行连接。下部构造为单排10根直径为1.2m的钻孔灌注桩，梯形盖梁，群桩基础组合桥台。
由于该桥使用年限较长，加之交通量很大，大吨位车辆通过频繁，并受当时设计及施工条件限制，大桥存在较多问题，为确保交通安全，满足道路使用功能，亟待进行维修加固。
（一）加固前病害调查
通过对旧桥现状进行综合检测，掌握桥梁的损害及老化程度，病害情况如下。
（1）弦杆、横系梁、微弯板开裂：弦杆存在较多竖向裂缝，最大宽度达0.5mm，间距20～60cm。约有20%的横系梁出现混凝土竖向裂缝，最大裂缝宽度达1mm；10%的横系梁与主拱片的接头部位混凝土开裂。60%的微弯板存在沿纵桥向的开裂，部分微弯板底面严重网裂、混凝土破碎，微弯板加筋肋存在多条竖向裂缝，最大宽度达1.2mm。
（2）主拱片开裂：大、小结点混凝土均出现斜向裂缝，最大宽度达0.2mm；实腹段跨中5m区域存在竖向受力裂缝，最大宽度达1.0mm，裂缝间距20-40cm。
（3）桥面系病害：在新旧桥结合部位的桥面铺装层出现纵向开裂。5#孔桥面局部沉陷，面积约为6平方米。伸缩缝严重损坏TST填缝料沿横桥向开裂，缝宽最大达3.5mm，且伴有跳车现象。个别泄水管缺失，多数泄水管外壁渗水，导致泄水直接侵蚀到主拱片混凝土。人行道板及栏杆混凝土有较为严重的损坏。
（二）加固方案
根据检测结论、原设计文件、工程地质资料，经综合分析比较后，提出如下的加固处治方案。
（1）横系梁、横隔板及主拱腿加固：采用增大截面法进行加固。首先对与拱片连接部位有开裂的横系梁恢复原有联结，再采用植筋挂钢筋网，然后现浇混凝土对部分横系梁、横隔板及主拱腿进行加固。将横系梁更换为横隔板，加强截面强度，提高桥跨结构的横向刚度及承载能力。横桥向钢筋需钻孔穿过实腹板、上弦杆混凝土，钢筋钻孔安装完毕后采用压力灌浆的方法进行灌注结构胶锚固。
（2）主拱片加固：对主拱片实腹段以及上弦杆上的混凝土裂缝进行修补处理，裂缝宽度>0.2mm时，用化学灌浆法修复；裂缝宽度<0.2mm时，用环氧树脂修复。
（3）全桥面加固：拆除原有微弯板，更换为钢筋混凝土连续行车道板；铺筑1层4cm厚沥青混凝土磨耗层以改善桥面行车舒适性，外侧设50cm宽的墙式混凝土防撞护栏；桥面设双向1.2%横坡，并重新设置排水管，加强桥面的防排水能力；将现有TST伸缩缝更换为毛勒伸缩缝。
（4）凡构件中存在钢筋锈蚀、混凝土胀裂脱落以及其他混凝土裂化损伤的部位均采用环氧砂浆、NSF改性砂浆、粘贴玻璃丝布等方法进行修补处理。
（5）需要强调的是，在整个加固过程中，凡涉及新旧混凝土结合部位，一定要特别加以细心处理，如旧混凝土层凿毛后用高压水冲洗干净，再用风机吹、烘干，这样能够确保新旧混凝土的紧密结合，也可以防止水气的入侵。
（三）加固效果
为检验加固效果，通过工后荷载试验评估加固后的主体结
构是否满足设计荷载状态下的正常使用要求。试验结果表明：加固后在试验荷载作用下桥跨结构可达到设计荷载，能够保证正常行车使用。
三、结束语
我国的危旧桥梁数量很多，普遍存在不少病害和缺陷，很难适应当今高速发展的交通状况。通过桥梁加固，可以延长桥梁的使用寿命，用少量的资金投入，使桥梁能重新满足交通的需要。桥梁加固技术各有其适用性，通过结合使用，可以达到安全可靠、经济适用的加固目的。
本文项目：本文是黑龙江省规划课题：高职工程监理专业学生专业核心能力培养研究，课题编号：JZC1214048的阶段研究成果。
作者简介：安素莉（1968-），女，蒙族，黑龙江人，副教授，学士，黑龙江林业职业技术学院教师，研究方向：道路桥梁工程技术。
参考文献：
[1]罗伟，桥梁加固技术综述[J]，黑龙江交通科技，2005（10）.
[2]马利君.行动导向教学再《预算电算化》课程中的应用[D].环球市场，2015.
[3]邢兵.结构预应力综合加固法及其在桥梁工程中的应用研究[D].西南交通大学，2015.
【关键词】桥梁加固技术；加固法；应用实例
随着我国公路建设的快速发展，各级公路的交通流量、运输车辆的吨位和轴荷均有较大增加，特别是各种超限车辆对公路桥梁造成很大的损害，使得近几年来危桥数量呈快速增长趋势。有些旧桥则因为设计荷载偏低、跨度偏小，难以满足当前重交通的需求。大量的危旧桥梁已成为影响公路全线畅通的瓶颈，必须对桥梁进行必要的维修加固，使受损桥梁结构恢复其原有的技术功能，提高结构的承载能力，使桥梁能重新满足交通的需求。
一、三种桥梁加固技术的优缺点和适用性
（1）体外预应力加固法。采用对钢筋混凝土或预应力混凝土梁或板的受拉区施以体外预应力进行加固，以抵消部分自重应力，可较大幅度地提高梁的承载能力。该法的优点是：在自重增加很小的情况下，能大幅度改善调整原结构的受力状况，提高刚度及抗裂性。由于自重增加小，减小了对墩台及基础受力状况的影响，可节省对墩台及基础的加固量。适用性：可在不限制通行的条件下进行加固施工，既可作为桥梁通过重车的临时加固手段，也可作为永久提高承载能力的措施，但需重视加固后体外预应力筋的防腐问题。
（2）增大截面及配筋加固法。当提高梁的强度、刚度、稳定性时，常采用增大构件截面、增加配筋的加固方法。此法是在梁底或侧面加大尺寸，增配主筋，提高梁的有效高度，从而提高桥梁的承载力。适用性：广泛用于梁桥、拱桥、刚架桥等的加固。
（3）粘贴钢板加固法。采用粘结剂和锚栓将钢板粘贴锚固在混凝土结构的受拉面或其他薄弱部位，使钢板与加固的混凝土结构形成整体，提高承载力与耐久性。该法具有不改变原结构尺寸、施工简单、技术可靠、短期加固效果好且工艺成熟等优点，是近几年应用较多的加固方法。适用性：宜用于大型结构及大跨结构，不宜用于配筋较密且钢筋走向复杂的构件结点处。
总之，根据桥梁病害特点，因病施治，采取多种加固办法对危旧桥梁进行综合改造是当务之急。上述维修加固技术各有其优缺点和适用性，在很多时候需要结合使用。
二、维修加固案例
某公路桥梁建于20世纪80年代，全长187.8m，上部结构
为8孔21.5m的钢筋混凝土刚架拱桥，矢跨比为1/6，桥面总宽度32.0m+2×1.25m，
设计荷载为汽-超20、挂120。桥跨横向设14片拱片，每孔以2道横隔板、13道横系梁和12道微弯板以及6cm钢筋混凝土桥面铺装进行连接。下部构造为单排10根直径为1.2m的钻孔灌注桩，梯形盖梁，群桩基础组合桥台。
由于该桥使用年限较长，加之交通量很大，大吨位车辆通过频繁，并受当时设计及施工条件限制，大桥存在较多问题，为确保交通安全，满足道路使用功能，亟待进行维修加固。
（一）加固前病害调查
通过对旧桥现状进行综合检测，掌握桥梁的损害及老化程度，病害情况如下。
（1）弦杆、横系梁、微弯板开裂：弦杆存在较多竖向裂缝，最大宽度达0.5mm，间距20～60cm。约有20%的横系梁出现混凝土竖向裂缝，最大裂缝宽度达1mm；10%的横系梁与主拱片的接头部位混凝土开裂。60%的微弯板存在沿纵桥向的开裂，部分微弯板底面严重网裂、混凝土破碎，微弯板加筋肋存在多条竖向裂缝，最大宽度达1.2mm。
（2）主拱片开裂：大、小结点混凝土均出现斜向裂缝，最大宽度达0.2mm；实腹段跨中5m区域存在竖向受力裂缝，最大宽度达1.0mm，裂缝间距20-40cm。
（3）桥面系病害：在新旧桥结合部位的桥面铺装层出现纵向开裂。5#孔桥面局部沉陷，面积约为6平方米。伸缩缝严重损坏TST填缝料沿横桥向开裂，缝宽最大达3.5mm，且伴有跳车现象。个别泄水管缺失，多数泄水管外壁渗水，导致泄水直接侵蚀到主拱片混凝土。人行道板及栏杆混凝土有较为严重的损坏。
（二）加固方案
根据检测结论、原设计文件、工程地质资料，经综合分析比较后，提出如下的加固处治方案。
（1）横系梁、横隔板及主拱腿加固：采用增大截面法进行加固。首先对与拱片连接部位有开裂的横系梁恢复原有联结，再采用植筋挂钢筋网，然后现浇混凝土对部分横系梁、横隔板及主拱腿进行加固。将横系梁更换为横隔板，加强截面强度，提高桥跨结构的横向刚度及承载能力。横桥向钢筋需钻孔穿过实腹板、上弦杆混凝土，钢筋钻孔安装完毕后采用压力灌浆的方法进行灌注结构胶锚固。
（2）主拱片加固：对主拱片实腹段以及上弦杆上的混凝土裂缝进行修补处理，裂缝宽度>0.2mm时，用化学灌浆法修复；裂缝宽度<0.2mm时，用环氧树脂修复。
（3）全桥面加固：拆除原有微弯板，更换为钢筋混凝土连续行车道板；铺筑1层4cm厚沥青混凝土磨耗层以改善桥面行车舒适性，外侧设50cm宽的墙式混凝土防撞护栏；桥面设双向1.2%横坡，并重新设置排水管，加强桥面的防排水能力；将现有TST伸缩缝更换为毛勒伸缩缝。
（4）凡构件中存在钢筋锈蚀、混凝土胀裂脱落以及其他混凝土裂化损伤的部位均采用环氧砂浆、NSF改性砂浆、粘贴玻璃丝布等方法进行修补处理。
（5）需要强调的是，在整个加固过程中，凡涉及新旧混凝土结合部位，一定要特别加以细心处理，如旧混凝土层凿毛后用高压水冲洗干净，再用风机吹、烘干，这样能够确保新旧混凝土的紧密结合，也可以防止水气的入侵。
（三）加固效果
为检验加固效果，通过工后荷载试验评估加固后的主体结
构是否满足设计荷载状态下的正常使用要求。试验结果表明：加固后在试验荷载作用下桥跨结构可达到设计荷载，能够保证正常行车使用。
三、结束语
我国的危旧桥梁数量很多，普遍存在不少病害和缺陷，很难适应当今高速发展的交通状况。通过桥梁加固，可以延长桥梁的使用寿命，用少量的资金投入，使桥梁能重新满足交通的需要。桥梁加固技术各有其适用性，通过结合使用，可以达到安全可靠、经济适用的加固目的。
本文项目：本文是黑龙江省规划课题：高职工程监理专业学生专业核心能力培养研究，课题编号：JZC1214048的阶段研究成果。
作者简介：安素莉（1968-），女，蒙族，黑龙江人，副教授，学士，黑龙江林业职业技术学院教师，研究方向：道路桥梁工程技术。
参考文献：
[1]罗伟，桥梁加固技术综述[J]，黑龙江交通科技，2005（10）.
[2]马利君.行动导向教学再《预算电算化》课程中的应用[D].环球市场，2015.
[3]邢兵.结构预应力综合加固法及其在桥梁工程中的应用研究[D].西南交通大学，2015.