日桥加固改造问题的探讨

【摘要】论述了旧桥检测的内容及承载力的评价，并在此基础上提出了旧桥加固改造的方法及措施。

【关键词】公路旧桥；检测；承载力；加固改造

随着我国经济的快速发展，对公路交通运输的要求越来越大。国家及各省区都进一步加大了给公路基础设施建设投资力度，公路建设突飞猛进。在建造大量新的公路桥梁的同时，也应看到，在20世纪70年代以前所修建的桥梁，因设计荷载标准低、耐久性差、路幅狭窄，年久失修，正逐步成为旧危病桥，成了不断提升技术等级的公路上的梗阻路段，已不能适应现时的需要，急需对这些旧危病桥进行加固改造，使其恢复和提高承载能力及通行能力。

1、公路旧桥检测内容

1.1旧桥检查

桥梁检查的目的在于，通过对桥梁的技术状况、缺陷或潜在缺陷的损伤的性质、所在部位、严重程度及发展趋势，弄清产生缺陷、损伤的原因，一边正确评价桥梁加固和改造设计提供具体的资料。

荷载试验评定是对桥梁结构物进行直接加载测试的一项科学实验工作，可直接了解桥梁在试验荷载作用下的实际工作状态及一些理论上难以计算部位的受力状态，判别桥梁结构的安全承载能力和使用条件；也可以确定理论上无法考虑的因素，如使用材料的均质性、不同龄期的不同力学特性和修建质量等对结构受力的影响。此外，荷载试验还常常有助于发现在一般性桥梁检查红难以发现的隐蔽病害。试验部位的选择，应在能够较全面反映桥梁纵横向性能的部位，以便于能通过试验获得符合实际需要的数据。

2、旧桥现状及承载力评价

在旧桥检查的基础上，对桥梁工程现状、承载能力做出正确的评价，这是加固、改造技术工作的重要环节之一。旧桥评价一般包括使用功能、结构承载能力和使用价值三个方面。

2.1使用功能的评价

使用功能的评价包括：

（1）原设计荷载表尊、桥面净空、孔径、基础埋置深度等能否满足运营要求；

（2）桥梁各部构造完好程度，各部构造能否保持正常使用，如桥面平整度、伸缩缝、泄排水设施、支座、栏杆、人行道等构件的完好状况。上下部承重结构质量状况，有无裂缝、腐蚀、风化、疲劳等破损现象及挠曲、沉陷等位移变形现象，以及对桥梁整体正常使用功能的影响程度；

（3）桥梁养护状况及意外事故发生几率分析。

2.2旧桥结构承载能力评价

在对桥梁使用功能评价的基础上，通过对上下部结构作静、动载计算或试验分析，对桥梁结构承载能力作出切合实际的评价。

2.3旧桥使用价值评价

在对上述两项评价后，从技术可行性、经济合理性上综合评价桥梁的使用价值，论证旧桥加固，改造是否必要可行。

3、旧桥加固改造的途径

对旧病危桥的加固维修，必须对桥梁结构进行分析计算，从改变结构的内力和应力出发来采取措施进行工作。首先是判断和鉴定原桥目前的受力情况，然后是综合加固方案对加固之后的承载能力进行计算和分析，具体可采取一下几种途径；

（1）改变结构图式。如变简支梁为连续梁，变简支梁为撑架、钢架，变悬臂梁为连续梁等，这样可以使控制弯矩降低。

（2）外力减荷。施加与荷载效应相反的外力，如采用体外预应力。

（3）内力调节。在外荷载不变的情况下，通过结构措施使每一受力单元（如每块板，每片梁）的分布内力减小，如增强横向联系而减少横向分配系数，降低荷载分部内力。

（4）增大断面。增大断面增加了原结构的承载力。同时也会因此而加大了自重，自重加大产生的内力增量会抵消结构承载能力的提高。此外，增大断面还需克服一个障碍，即新增结构面积与原有结构的界面能否良好结合，确保新老两部分面积是否能很好协同受力。因此这种方案的有效程度较低，但由于它直观，容易被接受。

（5）粘贴高强度受力材。在混凝土表面粘贴高强度的受力材料，符合结构受力特点，传统的做法是在混凝土表面粘贴钢板。但在实际工程中，由于钢板面积大、刚度大、造型性差，很难与原结构粘贴紧密，加上钢板自重大，操作不便，限制了其应用。多年以来在期待一种实用的高强材料，要求其强度和弹性模量大而重量较轻，又有较好的柔性，避免上述特点而容易操作。

4、旧桥加固改造的技术方法与措施

4.1旧桥上部结构加固改造方法与措施

（1）桥面补强层加固法。在梁顶上加铺一层钢筋混凝土，一般先凿出旧桥面，使其与原有主梁形成整体，达到增大主梁有效高度和抗弯截面强度、改善桥梁荷载横向分布能力，从而达到提高桥梁的承载能力的目的。

（2）增大截面和配筋加固法。当梁的强度、刚度、稳定性、和抗裂能力不足时，通常采用增大构件截面、增加配筋、提高配筋率的加固方法。这种方法是要梁底面或侧面加大尺寸，增配主筋，提高梁的有效高度和抗弯强度，从而提高桥梁的承载力。该法广泛应用于梁桥及拱桥拱肋的加固。

（3）锚喷混凝土加固法。借助高速喷射机械，将新混凝土混合料连续的喷射到已锚固定好钢筋网受喷面上，凝结硬化形成钢筋混凝土，从而增大桥梁受力断面和补强钢筋，加强结构的整体性，使其能承受更大的外荷载作用，尤其适用于构件表面形状复杂的双曲拱桥等。

（4）粘贴钢板（碳纤维布）加固法。当交通量增大，主梁出来呢承载力不足，或纵向主筋出现严重腐蚀的情况时，梁板桥的主梁出现严重的横向裂缝，采用粘结剂及锚栓，将钢板粘贴锚固定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，达到提高梁的承载力的目的。

（5）改变结构受力体系加固法。这种加固、改造方法是通过改变桥梁结构受力体系，达到提高桥梁承载能力的目的。如：在简支梁下增设支架或桥墩，或把简支梁与简支梁纵向加以连接，由简支梁变连续梁，或在梁下增设钢架等加劲或叠合梁等以减小梁内应力，达到提高梁的承载能力的目的，改变结构体系的方法有多种，但往往都需要在桥下工作，或设置永久设施，因而减少桥下净空，或施工时会影响通航，所以必须考虑通航及桥梁排洪能力。

（6）体外预应力加固法。对于钢筋混凝土或预应力混凝土梁或板，采用对受拉区施以体外预应力加固，可以抵消部分自重应力，起到卸载的作用从而能较大幅度地提高梁的承载能。

（7）增设纵梁加固法。在墩台地基安全性能好，并且有足够承载能力的情况下，可采用增设承载能力高和刚度大的新纵梁，新梁与旧梁相连接，共同受力。由于荷载在新增主梁后的桥梁结构中重新分布，使原有梁中所受荷载得以减少，由此使加固后的桥梁承载能力和刚度得到提高。当增设的纵梁位于主梁的一侧或两侧时，则兼有加宽的作用。为保证新旧混凝土能够共同工作，必须注意做好新旧梁之间的横向连接。横向连接的方法如：企口铰接、焊接及钢板铰接等，使新增主梁与旧梁牢固连接，可提高主梁之间的横向连接刚度，有利于荷载的横向分布。