浅谈桥梁的加固技术及其应用李婧

浅谈桥梁的加固技术及其应用李婧

李婧

李婧

枣庄市公路管理局应急抢险中心山东省枣庄市277100

摘要：桥梁是公路的咽喉，而其承载能力更是沟通全线的关键。当今世界范围内，无论是发达国家还是发展中国家，均有较大一部分桥梁因结构损伤、材料老化等原因而发生承载力不足问题，有待加固增强。

关键词：桥梁加固；技术应用

一、传统的桥梁加固技术

1.1传统加固方法类型

国内外钢筋混凝土梁式桥加固，提高承载力的常用传统方式主要有以下几种：

（1）改变结构体系类，主要方法有：a.变简支梁为连续梁，变简支梁为撑架、刚架梁；变悬臂梁为连续梁等，降低控制弯矩；b.采用体外预应力（施加与荷载相反的力），实现外力减荷；c.增强横向联系而改变横向分配系数，降低控制内力，实现内力调节，通过结构措施使每一受力单元（每块板、每片梁）的分布内力减小；d.八字支架法。

（2）增大结构横截面类，主要方法为：a.增加钢筋混凝土横截面面积；b.钢筋混凝土梁、板受拉区粘贴钢板或增加钢筋网。

（3）增设受拉构件类，方法为：a.增加主梁法；b.增加横梁法。

1.2增大混凝土截面加固和施加体外预应力技术

（1）增大混凝土截面加固技术。增大混凝土截面加固技术时在原结构基础上再浇筑一定厚度的钢筋混凝土，这是对钢筋混凝土桥加固的一种常用的改造技术。a.增大混凝土截面一般采用两种方式，一种是加厚桥面板；另一种是加大主梁梁肋的高度和宽度。加厚桥面板进行补强时，先将原桥面铺装层凿除，在桥面板上浇筑一层新的混凝土补强层，使其与原T梁形成组合断面，用以提高抗弯刚度以达到补强的效果。后者则使梁肋下缘采用钢筋混凝土加宽加高，通常在加大的下缘混凝土截面中加设主筋，用以提高截面的承载力，达到补强加固的效果，该方法仅适用于具有梁肋的桥梁加固，对于板梁、箱梁不宜实施；b.采用加大混凝土截面法进行补强加固的主要缺点是：使得混凝土构件的体积增大，增加了混凝土构件的自重，自重加大产生的内力增量会抵消部分甚至全部结构承载能力；施工空间大；施工周期长；需要工人数量多；需要大型机械；抗腐蚀耐久性差；同时，这种方法对原有结构有一定的损伤。所以，对较小跨径的T梁桥或板桥较为适用。一般采用此法加固后桥梁刚度明显提高，承载能力也能取得较好的效果。

（2）施加体外预应力技术。施加体外预应力加固是指应用预应力原理，以梁身为锚固体，通过张拉，对梁的受拉区施加压力，以抵消部分自重应力，减少在活载应力下的应力增量（对梁起卸载作用），从而减少和避免梁上出现裂缝，提高梁的耐久性，可作为重车通行的临时加固手段，也可作为永久性提高桥梁荷载等级的措施。

（3）实际施工效果。新增结构面积或体外施加的预应力与原有结构体的界面能否良好结合，决定了扩大断面新老两部分能否协同受力，这就制约了加固效果的发挥。根据有关资料，用环氧树脂粘贴钢板，通过计算是可以采用的。但是由于实际工程中，钢板面积大，刚度大，适型性差，很难与原结构紧密粘接，自重很大，加上锈迹等原因，底、侧粘贴很易脱落。因而应用于实际工程中，常常效果很差，甚至失败。此外，施加体外预应力的桥梁，体外预应力钢筋松弛、断筋失效等现象也较为常见。

二、桥梁加固新技术

2.1微型桩加固技术

微型桩加固技术是一种小口径的钻孔灌注桩施工技术，适合应用于路桥施工中桩基的加固处理。微型桩加固技术根据不同路桥的地质状况，可以采用循环泥浆护臂成孔或者干成孔。采用干成孔时，需要进行反复的提钻取土清孔；采用循环泥浆成孔时，则需要钻至设计的深度后，再进行冲水清洗。当清孔施工完成后，应该立即植入注浆导管与加劲钢材。设计要根据具体的情况来确定所选的加劲材料形式，根据使用的不同目的确定钢材的使用状况，例如，当钻孔孔径较小时，宜采用单根钢筋形式；当钻孔孔径较大时，宜采用钢筋笼形式。其后，进行压力灌浆施工，可以先向孔内投入粒径是12cm左右的碎石，接着向孔内灌注水泥砂浆；也可以不投入碎石直接向孔内用压力灌注水泥砂浆，如果采用套管灌浆，在拔出套管的时候，应该施加一定的压力将浆液压入到土层中，直至满溢，通常状况下，注浆的压力采用0.25～0.45MPa，具体的注浆压力应该根据路桥工程的具体土质状况进行适当的调整。

2.2化学植筋加固技术

化学植筋加固技术的原理：根据相关的技术标准，在原有的混凝土构件上进行深度钻孔，然后使用专用的植筋胶，通过利用粘结作用和锁键原理将拉力经过粘结剂传递至混凝土中，形成全新的受力体，实现加固的作用。化学植筋加固技术的工艺流程表现为：一，对路桥工程进行现场勘察，并且做好记录工作；二，为了避免出现坠落的问题，应该降低自重，选择合适尺寸的嘴子进行钻眼埋嘴施工，对于窄缝，应该多布嘴，对于宽缝应该少布嘴；三，在进行嵌缝止浆施工过程中，应该在嘴子埋贴施工完成后，在对其余的裂缝进行封闭施工；四，在进行气压或者水压试验的过程中，应该对嘴子进行检查，保证裂缝的嘴子畅通；五，通常状况下，灌注方法分为灌浆注射器灌注和手压泵灌注两种，在进行裂缝的化学浆液灌注施工时，应该根据裂缝的实际状况，选择科学、合适的灌注方法。

2.3桥梁结构加固新技术――喷射混凝土

喷射混凝土是借助喷射机械，利用压缩空气或其他动力，将按一定比例配合的拌和料，通过管道高速喷射到受喷面上凝结硬化而成的一种混凝土。它不是以振动来捣实混凝土，而是在喷射时，水泥与集料的反复连续撞击使混凝土压实，同时又采用较小的水灰比，因而它具有较高的力学强度和良好的耐久性。目前比较流行的是喷射合成纤维混凝土即在喷射混凝土中掺入合成纤维来改善混凝土性能。喷射合成纤维混凝土除具备喷射混凝土抗压、抗拉、抗剪、抗弯、粘结强度高的优点外，还具有以下特点：较好的抗裂、阻裂性能；较高的抗冲击性能；较好的耐磨、耐腐蚀性能；较好的抗渗、抗冻融性能；较好的抗疲劳性和抗碎裂性；在施工过程中，由于合成纤维尚能提高混凝土材料的粘聚性，因此，喷射合成纤维混凝土的回弹率大大降低。可以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。适用于桥台、桥墩、梁、桥板的修复和加固。

2.4其他常见的加固方法

增加横向联系施工法，也是近几年采用较多的加固方法。该方法是通过增设横向联系，改善上部结构的荷载横向分布规律，一般常用于无横梁或跨径较大且横梁较少的T梁及I字梁。由于荷载重新分布，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，从而达到提高结构刚度和整体承载能力的方法。改变结构受力系统加固法，这一方法主要是在改变桥梁结构受力系统的基础上实现提高桥梁的承载力。具体操作是将简支梁进行纵向的连接，从而将简支梁变成连续梁，或者在桥梁的下方架设桥墩或支架，又或者在梁下设置类似钢桁架的叠合梁及加劲梁来降低梁的外应力，增加桥梁的承载能力。

结束语

各种桥梁加固实例表明，体外预应力加固体系是最常用的桥梁加固方法，其优点是：①受力明确、施工简单、不影响正常交通；②维护修补方便，可以随时更换预应力筋；③能够大幅度提高旧桥的承载能力；④对原桥的结构损伤很小，可以做到不影响桥下净空，且不增加路面标高。

参考文献

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