浅析国内桥梁加固的几种方式

浅析国内桥梁加固的几种方式

史迎青

安徽省淮南市高新区（山南新区）管委会232000

摘要：本文介绍了桥梁加固的概念及特点，分析了目前国内四种桥梁加固方式的特点，对桥梁加固的施工具有一定借鉴意义。

关键词：加固；比较；分析

一、桥梁加固的概念及特点

加固是通过技术改造加强或增加桥梁构件，来提高整座桥梁承载力的措施。加固可以通过不同的技术手段进行，视桥梁的使用要求、结构型式及其荷载承受能力的降低程度而定[1]。加固有自身的特点：

1.桥梁加固的经济效果往往优于新建桥梁

新建桥梁施工费时、费力，且造价较高，而加固所需费用节约很多。但要加固时应尽量减少对原有交通的影响。

2.桥梁的加固应使原有结构发挥最大功效

桥梁的加固，首先应进行原桥的检测评定，合理利用原有结构，使原有桥梁的经济效益发挥到最大化。

3.桥梁加固涌现出许多新的施工工艺

桥梁加固工作也是在前些年才兴起的，有许多新型的工艺。所以，其工艺的科学性、合理性、耐久性等必须经过大量的工程实践的检验。也必须通过实践才能进一步的认识、了解加固的机理为新型的加固工艺的涌现打下基础。

4.加固改造的标准与原设计时所采用的标准不同

加固由于旧桥设计时受时代限制，所采用的标准只能满足当时的需要，而不能满足未来使用的要求，所以加固时采用标准一般比原设计时采用的荷载标准提高一个等级。为保证桥梁的安全性与耐久性，我们应该正确地掌握加固时有关荷载标准要求[2][3]。

桥梁加固工作的流程图如下：

二、常见桥梁加固方法研究分析

1、粘贴碳纤维加固法

碳纤维材料具有轻质高强、操作简单、易于粘贴的优点，可用于抗弯、抗剪、抗压（偏心受压）及抗震等多种形式的加固

其所需施工周期短，参与施工的工种少，不需要大量的人力，只需少量的设备。施工时较为灵活不需占用大面积的场地，由于碳纤维是紧贴在结构上，结构外观几乎没有变化，与原结构保持一致。碳纤维高强高效，施工便捷，对环境影响小，功效高，施工时间短，施工人员少，不需大型施工机具和现场固定设备，施工占用场地少，适用面广，不影响结构外观，施工质量易保证。

粘贴碳纤维片材加固混凝土桥梁，对于配筋较低或钢筋锈蚀严重的梁、板进行抗弯和抗剪加固，可以取得很好的效果，对于配筋较高的梁、板，仅采用粘贴碳纤维加固往往达不到要求的加固效果，此时可以采用混合加固方法。其造价较其他加固形式要高不少。

2粘贴钢板加固法

钢板粘贴加固法是采用环氧树脂系列粘合剂将钢板粘在钢筋混凝土结构物的受拉缘或薄弱部位，使之与结构物形成整体，用以替代需增设的补强钢筋，提高梁的承载能力，达到补强效果的一种加固方法。

粘贴钢板由于质量轻，操作便利，环境影响小，施工工艺成熟，易于控制工程质量，工程费用较为经济；钢板由于抗拉强度均很高，加之粘贴后的钢板主要承受活载，对于受弯、受剪和受拉构件其补强效果优于加大混凝土截面；加固施工时间短，不影响结构的使用，不增加原结构尺寸，能够保证原结构的空间要求。

结合面处理和钻埋螺栓孔对原结构有一定损伤，因此施工过程中严格按照设计要求进行施工，将损伤程度降到最低。

3体外预应力加固法

预应力加固法是指应用预应力筋（索）对桥梁的梁或板结构进行加固的方法，这种方法不仅具有施工简便的特点，并且可在基本不加大梁、板截面高度和不减小结构使用空间的条件下，提高梁、板的抗弯、抗剪承载力和改善其在使用阶段的性能。体外预应力法加固的钢筋混凝土梁与无粘结预应力梁在各项力学性质上都近似，而且，分析、设计方法也与预应力混凝土结构基本相同。

预应力加固法是一种主动加固法，能较大幅度地提高构件的承载能力。加固后所能达到的荷载等级与原桥设计标准及安全储备有关，一般情况下可将原桥承载力提高30%～40%。体外预应力加固技术所需设备简单、人力投入少、施工工期短、经济效益明显。在加固过程中，可以实现不中断交通或短时限制交通。而其对原桥结构损伤较小，可以做到不影响桥下净空，且不增加路面标高。

但其施工复杂程度较高，不是很熟悉的人员操作上有难度，本地区有此资格的专业加固队伍较少，且施工过程中预应力张拉难度较大。加固后体外预应力筋的防腐问题一直是困扰公路养护部门的难题，降低了加固桥梁地可靠性，并一定程度上增加了后期养护费用。

4增大截面加固法

该加固方法是通过在原有混凝土结构的表面增加一部分混凝土，加大原有构件的尺寸，使新增加的混凝土与原有混凝土能协同工作，这样做可以很直观、有效地增大构件的有效高度，提高了构件的刚度，从而使桥梁整体承载能力得到提高，这种加固方法在梁（板）桥的加固中被广泛应用。

采用增大截面法加固后的主梁将成为二次受力的叠加构件，原主梁的混凝土和钢筋除了承担原有的各种应力外，还需要增加承受后期恒载和活载产生的应力。所以需按二次受力的叠加梁进行承载能力极限状态和使用状态的演算。

应用该加固方法进行加固，主梁的受力清晰，计算简单方便，加固后主梁的强度、刚度、稳定性得到有效改善，同时裂缝可以得到修补。此种加固方法的效果显著，且施工较为便利，能在桥下施工，较小的影响交通，对原有桥梁的整体效果没有太大改变。应用此法进行加固时混凝土养护的龄期较长；对环境影响较大；加固初期需适当中断交通；桥下净空有所减小。

三、结论与展望

本文阐述分析了常用的四种加固桥梁的方法：碳纤维加固、粘贴钢板加固、体外预应力加固、增大截面加固，包括每种方法的加固特点，加固机理，希望本文对桥梁加固工程的设计、施工起到一定的推动作用，对桥梁加固理论的丰富和发展也能有一定的帮助，能为以后桥梁的加固设计提供合理的建议。

随着科技的进步，桥梁的加固方法必将越来越先进，传统的加固方法除了它的简便易行，材料经济而继续得到青睐外，新兴的桥梁加固方法将会从材料、加固工艺作为着眼点，对未来桥梁加固肯定会带来新的变革。此外加固后的效果评价也是我们以后研究的着重点之一，这对加固后的桥梁具有实际意义。选择最佳加固形式做出最优控制，努力提高其加固效率，为我们带来最大的经济效益与社会效益，这是我们工程人员一个前进的方向，相信未来的桥梁加固方法研究将会有更加广阔的前景。

[1]康叶铭．体外预应力加固机理及应用．河海大学硕士学位论文．2006.05

[2]范立础．桥梁工程．北京：人民交通出版社．2001.11

[3]WallbankEJ．TheperformanceofconcreteinBridges：ASurveyof200HighwayBridges．HMSO，London，1989