关于危桥加固措施的探讨与思考

关于危桥加固措施的探讨与思考

王名健

临沂市公路勘察设计院山东276000

摘要：对于旧桥的加固改造技术方法的研究和应用，交通部在“十一五”和“十二五”期间的重点科研项目计划中都安排了一定数量的研究课题。经过大量的试验研究和实际工程应用，国内外都取得了不少的成功经验和成果，积累了丰富的经验。旧桥加固改造工程同其它任何事情一样，有其内在的规律，在做某座桥梁的具体加固设计时都有一定的技巧，都要遵循一定的步骤，同时又极具创造性。所以，我们应通过创造性的工作去尽力解决旧、危桥的加固改造工作。本文就危桥加固的技术措施简要分析，以供参考。

关键词：危桥；加固；措施；技术

前言

由于桥梁加固的复杂性，需要在桥梁修复工程中进行创造性的思考和技术革新。新的产和技术的不断发展，又提供了更有效、更耐久的维修方法。常用的改造有缺陷桥梁所用的加固改造技术，包括减轻恒载、加固临界杆件、提供新的补充杆件和改善原来结构体系的方法，以增大桥梁承受活载的能力。此外，下部结构的稳定支座和车行道伸缩缝的适当清洁、几何形状的改善以及安全性的改善(如人行道、栏杆柱及扶手的改善)，也在改善服务性能和延长现有结构使用寿命中起着重要作用。

1加固的基本原则

（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加固程序

承载能力评价

①原结构检算

原结构检算是基于原设计图纸（无图纸时，应实测有关设计结构尺寸参数），对持久状态桥梁结构承载能力极限状态、正常使用极限状态和持久状态桥梁地基与基础的承载能力进行验算。

②基于检测结果的承载能力评定

根据桥梁结构或构件的检测评判结果，确定承载能力检算系数、恶化系数和截面折减系数以及活载影响修正系数的合理取值，对持久状态桥梁结构承载能力极限状态、正常使用极限状态和持久状态桥梁地基与基础的承载能力进行评定。

③荷载试验鉴定

当通过桥梁调查检测与检算分析不足以鉴定桥梁承载能力时，可采取荷载试验测定桥梁在荷载作用下的实际工作状态，结合桥梁调查、检测与检算来评定桥梁的承载能力。

3桥跨结构加固

3.1钢筋

补强层中通常布设两类钢筋：一类为加固补强层与原结构的联结而设置的结合钢筋，一端植埋于原结构中，一端伸入补强层中，因锚固长度短，应采用螺纹钢筋以增加握裹力，保证新旧混凝土的有效结合。

另一类是在补强层中布设的构造钢筋，补强层位于构件计算截面受压区，一般不设受力钢筋，因而钢筋直径不应过大，为加强与混凝土的联结，也宜选用螺纹钢筋。

3.2混凝土

补强层混凝土除应具有粘结力强、收缩小、抗裂性能高外，还应具有足够的韧性、抗冲击能力和抗渗性。可以从施工工艺上采取适当的措施，改善混凝土的使用性能。

（1）使用外加剂，如防水剂，可增加混凝土密实性，提高抗渗性；掺入膨胀剂可使混凝土产生适度膨胀，增强密实性，或配制补偿收缩混凝土，减少干缩裂缝，提高抗裂防渗能力等。使用外加剂应注意合理选择品种，进行必要的试验，施工时必须按产品说明书要求采用正确的掺入法，严格控制掺量，并适当延长搅拌时间和加强养护。

（2）纤维混凝土具有抗裂性、韧性，延伸率、抗冲击力和抗渗能力高等特点，适合用于桥面补强加固。纤维一般采用全成纤维和钢纤维，合成纤维应能耐酸碱、高强度、变形能力大、低导热、抗老化和无吸水性和腐蚀性等，施工时不易结团，分散均匀，操作方便。钢纤维宜采用波形钢纤维，长径比在60～80之间，掺量不应小于0.5%，也不宜超过3%。

采用钢纤维时应注意纤维腐蚀、生锈引起的桥面污染，以及纤维暴露时对车辆轮胎的损害作用。

3.3植筋胶

植筋胶应具备粘接力强、耐久性好、快硬性和低毒、无害等特性，一般可采用环氧树脂类粘结材料。

3.4界面剂

由于旧混凝土表面的吸水特性，引起新旧混凝土界面不易粘结，采用界面剂可以增强它们之间的粘结力。界面剂应对混凝土粘结力强，抗化学腐蚀，强度高，可用于潮湿表面，并有适当的操作时间。

4高压旋喷注浆加固法

4.1特点及适用条件

高压旋喷注浆，就是先利用钻机把带有喷嘴的注浆管钻入土层的预定位置，旋转并以一定的速度提升，同时将浆液或水以高压流的形式从喷嘴里射出，冲击破坏土体，高压流切割并搅碎土层，使其成颗粒状分散，一部分被浆液和水带出钻孔，另一部分则与浆液搅拌混合，随着浆液的凝固，组成具有一定强度和抗渗能力的固结体，从而对地基进行加固的一种加固方法。：旋喷注浆加固墩台基础旋喷注浆加固法的特点如下：

（1）使用范围较广，即可用于工程新建之前，又可用于工程修建之中，特别是用于工程落成之后。

（2）施工简便。

（3）浆液集中，流失较少。旋喷时，除一小部分浆液由于采用的喷射参数不适，沿着管壁冒出地面外，大部分浆液均聚集在喷射流的破坏范围内，很少出现在土中流窜到很远地方的现象。冒出地面的浆液经沉淀、去砂和析出清水过滤后，即可重复使用。

（4）固结体形状可控制。为满足工程需要，在旋喷过程中，可调整旋喷速度和提升速度，增减喷射压力或更换喷嘴孔径改变流量，使固结体成为设计所需要的形状。

（5）确保固结体强度。根据采用不同的浆液种类和配方，即可获得所需的固结体强度。

（6）有较好的耐久性。在一般软弱地基中加固，和其他工艺相比，因其加固结构和适用范围不同，加固效果虽不能一概而论，但从使用的浆液性质来看，能预期得到稳定的加固效果并有较好的耐久性能。

（7）使用材料来源广，价格低廉。喷射的浆液以水泥为主，化学材料为辅。除在要求速凝超早强时使用化学材料外，一般的地基工程中均使用料源较广、价格低廉的325或425普通硅酸盐水泥。此外，还可在水泥中加入一定数量的粉煤灰，既利用了废料，又降低了注浆材料的成本。

（8）设备简单、管理方便。旋喷的全套设备均为我国定型产品或专门设计制造的。结构紧凑、体积小、机动性强，占地少，能在狭窄和低矮的现场施工，施工管理简便，在旋喷过程中，通过对喷射的压力、吸浆量和冒浆情况的量测，即可间接地了解旋喷的效果和存在的问题，以便及时调整旋喷参数或改变工艺，保证固结质量。

（9）生产安全。高压设备上有安全阀或自动停机装置，当压力超过规定时，阀门便自动开启泄浆降压或自动停机，不会因堵孔升压造成爆炸事故。

（10）旋喷注浆使用的机具的振动很小，噪音也低，不会对周围建筑物带来振动的影响和产生噪音公害。此外注浆材料以水泥为主，更不存在污浊水域、毒化饮用水的问题。

高压旋喷注浆法适用于处理淤泥、淤泥质粘土、粘性土、粉土、黄土、砂土、人工填土和碎石土等地基，但对于土中砾石直径过大，砾石含量过多及有大量纤维质的腐植土，则应根据现场试验结果确定其适用程度。主要用于增加地基强度、挡土围堰及地下工程建设、增大土的摩擦力及固着力，减小振动防止砂土液化、降低土的含水量、防止洪水冲刷和防渗帷幕等七类工程。

4.2评述

旋喷注浆加固法，用途广泛，加固地基的质量可靠而且效果好，成本低，加固效果明显，且施工便捷，故目前已逐渐成为我国常用的对桥梁墩台基础处理方法之一。

总结：

危桥加固维修是我国经济建设和人民群众生产生活的重要保障，提高工程建设和维护的技术能力，从而延长桥梁使用年限，对建设基础设施的应用具有重要的经济意义，旧桥加固技术是一门新兴的学科，也是始终在完善、补充、发展的学科，随着桥型的改变、新材料、新工艺、新技术的出现，新的、更好的加固方法就会出现和得到应用。所以，旧桥加固是一项非常有意义、有前途、有成效的工作。

参考文献：

[1]何锡刚.浅谈危桥加固的施工技术[J].中国科技博览,2010,7.

[2]李永民,邵轩.公路旧桥的加固与管理[J].科技风,2009,11.