桥梁加固【电话 申工】桥梁是公路的咽喉,其使用功能的好坏直接影响整条线路的畅通,既有公路中设计标准较低的桥梁严重制约了公路运输事业的发展。我国公路桥梁 的设计标准随着国民经济的发展而不断提高:设计 荷载由汽- 6 、汽- 8 、汽- 10、汽- 13 发展到汽- 15、汽- 20 及汽- 超20 级;验算荷载也由拖- 30、拖- 60 、拖- 80 发展到挂- 100 和挂- 120。据调查,全国在20 世纪80 年代前建成的国道、省道和县级公路中性大、中型桥梁的设计荷载达到汽- 20 级、挂- 100 标准的仅占6. 53 % ,汽- l0 、履- 50 及以下荷载标准的桥梁占9. 17 % ,其余84. 3 %的桥梁基本上是汽- 13 级和汽- 15 级标准。由此可见,既有桥梁已不能适应当前的设计标准要求。同时,随着国民经济的发展,交通量和车辆载重不断加大,公路交通的负荷日趋增大,使部分早期设计修建的桥梁的既有损伤不断加重,加速了桥梁的老化、破损。特别是修建年代早、设计标准低的桥梁,病害严重, 已不能维持正常使用,而只能限速限载通行,甚至不得不关闭交通,严重影响和制约了交通运输和地方经济的发展。 

　　受资金和材料资源的限制,上述桥梁不可能全部拆除重建,而期望尽量利用既有桥梁,通过技术手段对旧桥进行技术改造,恢复和提高其承载能力。 

　　2 梁式桥上部结构改造技术 

　　梁式桥上部结构加固改造技术主要有以下几种: 1扩大和增加原结构构件截面,以提高原结构的强度和刚度; 2以新的结构代替原抗力不足的结构; 3改变原结构的受力体系,使原结构受力减少; ④对原结构施加预应力,改善原结构的受力性能。 其中,前三项为常规加固技术。

　　预应力技术。 

　　随着荷载等级的不断提高,桥梁工程逐渐向轻型、大跨度方向发展,预应力砼结构的应用越来越广泛,在今后的桥梁加固中,现有加固技术可能在很大程度上受到限制,因此,有必要开发和研究预应力技术在旧桥改造中的应用。 

　　用预应力技术对结构进行加固主要是通过后张法中的体外预应力来实现的,其施工工艺:体外预应力的预应力钢束设于砼构件的外侧,钢束穿过设在构件端部的挡块和中部适当位置的转向块进行张拉,从而使砼构件获得预压应力。此法的主要目的是简化预应力工艺,但结构的受力|考试-大|特性比常规的粘结预应力砼差,钢材用量也较大,目前主要用于较大跨度的桥梁工程或维修加固工程中。 

　　下撑式预应力拉杆法。 

　　当桥下净空能够满足通车、通航要求时,可采用在梁下设置预应力拉杆的方法进行加固。设计时一般采用粗钢筋作为拉杆,两端锚固在梁端,中间采用单柱或多柱支撑,使梁受到预应力的作用。施加预应力的主要方法: 1横向收紧法。将拉杆分两层布置于梁底两侧,在靠近梁的支座附近向上弯起,与固定在梁端的锚固板焊接。在拉杆的弯起处用短柱支撑,在纵向每隔一定距离设置一道撑棍和紧锁螺栓, 再通过收紧器将拉杆横向收拢而产生预应力。2 纵向张拉法。将预应力拉杆沿梁底布置,两端向上弯起,锚固于梁端,然后直接张拉梁底的水平拉杆, 使拉杆产生预拉力,梁体因此受到预应力的作用。 

　　以上加固方法在福建省南平电机厂桥、广东省肇庆大沙桥、吉林省青山桥等7 座桥梁中得以成功应用。实践表明,其加固效果很理想。但都需要在旧梁上设置可靠的锚固板,张拉的工艺比较复杂,其耐久性和抗疲劳性还有待进一步研究。 

　　预应力钢丝束法。 

　　沿梁腹侧面按抛物线形敷设预应力钢丝束,在梁底每隔一定距离(50～100 cm) 设置一根定位箍, 用以固定钢丝束的形状,钢丝束的两端穿过梁端翼缘板伸至梁顶锚固。张拉预应力钢丝束,通过定位箍使梁获得预应力;再通过喷射砼使预应力钢丝束及定位箍与梁体形成整体。这种加固方法的受力明确,效果明显,但箍圈的构造较复杂。 

　　3 碳纤维增强复合材料补强加固技术 

　　由于自然环境各种因素的影响施工质量和实际交通组成变化及超载车辆的作用，已建的混凝土桥梁结构可能会出现承载能力不足、混凝土表面裂缝等问题。这些混凝土桥梁中绝大部分可以通过加固改造就能提高或改善结构受力性能，重新投入使用。 

　　粘贴钢板法是公路混凝土桥梁常用的加固方法，一般是采用树脂或专门结构胶将钢板直接粘贴在混凝土构件表面，使之与构件形成受力整体。土木工程中的新技术往往来自新材料的应用。自上世纪七十年代末初期，欧洲进行纤维增强复合材料（frp）在土木工程应用研究以来，具有的比强度和比刚度、优秀耐性的纤维增强复合材料已广泛用于混凝土结构的粘贴加固工程，形成了纤维增强复合材料补强加固已有混凝土桥梁的新技术，其中碳纤维增强复合材料（cfrp）应用更多。本文根据国内外关于碳纤维增强复合材料补强加固的工程研究，介绍这一新技术的材料特性、施工方法和技术措施。 

　　4 材料的基本特性 

　　碳纤维增强复合材料补强加固所采用的基本材料是高强度或高弹性模量的连续碳纤维，单向排列成束，用树脂浸渍固化的碳纤维板或未经树脂浸渍固化的碳纤维布，统称碳纤维片材。将片材用专门配制的粘贴树脂或浸渍树脂粘贴在桥梁混凝土构件需补强加固部位表面，树脂固化后与原构件形成新的受力复合体，共同工作。

桥梁加固【电话 申工】中小跨径混凝土桥梁存在的一些常见病害有：钢筋锈蚀、伸缩缝破坏、桥面裂缝和支座破坏等。 

　　1.1 锈蚀病害。钢筋锈蚀是影响桥梁结构寿命和安全的一个重要因素。钢筋锈蚀主要是发生了电化学反应。钢筋表面致密的氧化膜可使钢筋免受锈蚀。氧化膜的破坏直接导致了锈蚀的发生。混凝土的“碳化”、大气污染以及混凝土过高的cl-含量都使得混凝土中ph值下降，钢筋表面氧化膜处于水性环境中，逐渐被，这样氧化膜便被破坏了。对于以钢筋作为抗拉材料的混凝土桥梁来说，截面积的减小会直接影响结构的抗弯能力。钢筋锈蚀还会降低混凝土对钢筋的握裹力。锈蚀物外流，在结构表面形成锈迹，影响结构美观。由此可见，钢筋锈蚀对桥梁结构的危害十分严重，有时甚至是致命的。 

　　1.2 冻融病害。 

　　冻融现象也是造成桥梁病害，影响桥梁结构承载能力和寿命的主要原因之一。西部地区受天气影响极易产生冻融现象，长期反复作用易造成结构产生裂缝。有些桥梁进行了加固处理，新浇混凝土和后补混凝土结合不好，易产生裂缝，而冻融作用又加剧了这种作用。冻融病害主要是以下几方面引起：一是自然因素的影响；二是桥梁本身混凝土的施工质量不高，排水设施存在缺陷；三是后期养护薄弱。 

　　1.3 伸缩缝病害。 

　　据目前的调查和研究表明[3,4]，伸缩缝病害出现的原因有以下几个方面：1由于设计不周引起的伸缩缝损坏。桥面采用了“搭接角钢夹橡胶条”式简易伸缩缝装置系统，缝顶与现浇桥面混凝土同高，上铺混凝土。由于设计中着重强调了解决桥面在伸缩缝处的平整度问题，忽略了桥面混凝土与桥面板的同步伸缩，因此，通车后，混凝土表面沿缝出现不规则开裂，冬季加宽，夏季拱起。在车辆荷载的长期作用下，桥面铺装层(或路面表层)由缝处向里逐渐剪坏，出现啃边或大范围的坑槽，给日后修补带来了更大的困难。2由于选型不当引起的伸缩缝损坏。3由于桥墩台施工及梁(板)预制尺寸导致实际板端预留间隙与设计间隙悬殊而引起伸缩缝损坏。④设计与实际伸缩量不符引起的伸缩缝破坏。这样导致在伸缩缝处夏季出现桥面拱起，冬季出现混凝土桥面沿缝严重开裂的现象。⑤板式橡胶伸缩缝由于施工误差或橡胶板破坏引起的伸缩缝处严重跳车。⑥板式橡胶伸缩缝或钢板伸缩缝由于伸缩装置混凝土施工先于两端混凝土路面面层而引起伸缩缝尾端跳车。⑦“反开槽法”施工操作不认真引起伸缩缝处跳车。目前运用“反开槽法”施工修筑的伸缩装置有毛勒缝或暗式伸缩缝等。“反开槽法”施工虽然从理论上解决了伸缩缝端头跳车的问题，但若施工时操作不当，车辆通过时仍有明显的反映。⑧材料选用不当引起的伸缩缝损坏。 

　　1.4 桥面铺装病害。 

　　桥面铺装病害，包括不规则的网状裂缝，较规则的纵向、横向裂缝以及较严重的破裂等病害。这不仅增加了维修费用，甚至导致大面积翻修。同时，桥面铺装直接承受高速行车的冲击、剪切与磨耗，并直接承受气候的影响，日晒升温、日落降温，并与主梁(板)存在一定的变化差异。所以桥面铺装的受力不仅定性分析困难，尤其难以定量计算。桥面铺装层的受力复杂，病害时有发生。因此，对桥面铺装层的设计和施工均应予以足够的重视，以预防病害的发生。 

　　1.5 其他病害。 

　　裂缝是桥梁中一种较为普遍的病害。调查研究表明，桥梁结构还有其他病害，如：支座病害、混凝土保护层不足、失效、疏松、胀鼓、裂纹甚至脱落；混凝土碳化速度快，碳化深度已达到钢筋表面；桥面排水不畅，防水层无保护层，损坏严重，泄水管质量不过关，施工质量差，混凝土保护层厚度的变异性很大；混凝土收缩裂缝、桥面板自然磨耗、材料的老化、大型车辆超载严重、冬季融雪时化学药剂的渗入、建桥时施工质量等诸多影响因素，也是加剧桥梁病害的重要原因。 

　　2 桥梁加固的一般流程 

　　传统之提高钢筋混凝土桥梁承载能力之方法包括桥面铺装补强层加固法、增大截面和配筋加固法、锚喷混凝土加固法、体外张拉预应力加固法、粘贴钢板（钢筋）加固法、改变结构受力体系加固法、增设纵梁加固法、增加横向联系加固法。在桥梁结构发生病害后，需要采取措施进行加固维修或者更换。桥梁加固工程一般应遵循以下工作程序： 

　　结构可靠性鉴定―加固方案确定―加固设计―施丁组织设计―施工―验收。 

　　结构可靠性鉴定，主要是对病害结构的病情诊断。加固方案好比处方，加固设计是现行规范及有关标准对加固方案的深化过程。加固施工是对被加固结构按加固设计进行加固的施工过程，对于大型结构加固，为确保质量和安全，施工前应编制施工组织设计。 

　　3 桥梁加固增强技术 

　　桥梁的增强改造可以分为裂缝修补和对桥梁结构的加固增强，下面介绍其特点及其适用的场合。 

　　3.1 裂缝修补技术。裂缝修补的目的在于恢复结构物的防水性和耐久性。 

　　3.2 桥梁加固增强技术。本文以很常见的桥梁结构形式的上部结构及其常见的加固方法进行说明。 

　　3.3 桥梁结构加固新技术――锚喷 

　　随着施喷机具的发展以及速凝剂的采用，人们把喷射与锚杆、钢筋网等配合起来使用，促进了锚喷技术的完善。实践证明，锚喷技术完全可以应用于桥梁上部结构的加固增强。 

　　喷射硅的性能喷射硅在工艺材料及结构等方面与普通现浇硅相比有许多优点。施工中需加入速凝剂，因而又具有快凝、早期强度高的特点；锚喷技术不用或只用侧向模板，其运输、浇注、捣固合并为一道工序、设备简单、占地面积小、施工机械化程度高、速度快、效率高、节省劳动力；可设计性强，即按照加固整治的实际需要可在拱腹下施喷形成各种结构类型；不中断交通。