桥梁维修加固技术综述
2016-04-18
桥梁维修加固即对有缺陷的桥梁主要承重构件进行补强，改善结构性能，恢复和提高桥梁结构的安全度，提高其承载能力通过能力，以延长桥梁的使用寿命，使整个桥梁结构可满足规定的承重力要求，并满足规定的使用功能需求。桥梁加固一般是针对三、四类桥梁，个别的是针对荷载等级低的桥梁或者是临时需要通过超重车的桥梁。桥梁加固在公路养护部门称为桥梁“大中修工程”。
旧桥加固与新建桥梁不同，它需要综合考虑桥梁自身的结构形式、病害特点、桥梁所处环境、资金投入等多方因素，从某种意义上讲，无论是加固改造方案的拟定与设计计算，还是加固改造的具体实施，其难度往往比新建桥梁还要大。桥梁维修加固首先应考虑以下基本因素：①桥梁经技术改造后，其结构性能、承载能力与耐久性等都能满足使用上的要求。②具有较明显的经济效益和社会效益。
对于桥梁结构物的改造可以采用两种不同的方式，一种是废弃原有结构物进行重建，这就相当建造一座符合新的使用要求的新桥，但还要包括拆除原桥的工程；另一种是充分利用原桥，进行加固补强，若需加宽则再行拓宽。桥梁加固改造的经济效益就应反映在它的耗资明显地低于新建，否则就无法体现其优越性与基本出发点，研究表明，加固改造旧桥的投资一般应低于新建桥梁投资的40％～50％，当然，还应考虑相关社会效益及其影响。下面对常采用的一些桥梁维修加固的基本方法进行介绍:
1、桥梁上部承重结构加固改造常用方法
1.1、增大梁截面积
钢筋混凝土简支梁桥上部结构往往由于原结构截面不足(混凝土截面或钢筋截面)，或者由于施工质量不佳等原因，导致在长期运营过程中出现裂缝、过大的变形等现象，从而使结构的承载能力降低或者无法满足提高了的新的荷载标准的要求。这就要求考虑采用恰当的加固改造技术来恢复或促成原结构的承载能力，加大构件截面法是一种常用的改造技术。
1.2、增设主梁加固法
通过改变梁体结构改善桥板受力状况。当采用增加主梁的方法进行技术改造时，在大多数情况下新增加的主梁设置在原有中梁的两侧，在新增主梁位置上将原桥面板拆除，切断原横隔板，利用原结构设置悬挂模板，现场浇筑新增主梁混凝土。增加主梁后上部结构的承载能力可以明显得到提高，而且增加主梁后也改善原有桥面板的受力状况。
1.3、增加辅助墩法：在简支梁下增设桥墩或斜撑，以减小原结构的跨径，将单孔简支体系转换为连续梁体系。
1.4、简支转连续法：将简支梁与简支梁端部加以连接，从而由简支变为连续。
1.5、增加辅助梁法：在梁下增设钢桁架等的加劲梁或叠合梁。
1.6、改桥为涵法：改小桥为涵洞以减少梁内应力。
2、下部结构加固改造常用方法
2.1、穿裙加固法
对于桩柱式桥梁，当桥梁墩台由于基础冲刷严重，埋置深度不够、因特殊原因上部结构荷载加大、施工质量控制不严等原因导致墩台露筋及破损时，一般可对损伤的墩台或基础采用钢筋混凝土套箍进行补强加固。套箍可以沿墩台身或桩(柱)身外侧布设，做成圈梁形式（俗称穿裙）。
2.2、扩大基础加固法
对于原基础为扩大基础的桥梁，如果因基础的病害导致基础承载力不足、基础产生沉降或和不均匀沉降、基础产生滑移和倾斜、基础局部掏空或损坏的情况下，可以采用增加桥梁基础底面积的加固方法进行加固。在扩大基础底面积后，使基底的单位压力减小到地基土所能承受的允许压力范围以内，提高墩台承载能力的作用。
2.3、加桩加固法
当桥梁墩、台基底下有软弱层或墩台基础未置于坚硬岩层时，在荷载作用下墩台可能发生沉陷。墩台的不均匀沉陷将直接影响桥梁结构物的正常使用条件及使用年限。尤其是当桥梁上部结构为超静定结构时，会出于基础沉陷而使上部结构产生附加内力，严重的将可能导致上部结构的破坏。
采用加桩法加固改造桥梁墩台基础是一种常用的方法，对于需要恢复或提高原桥承载能力的场合，它也是一种可行的方法。加桩的方式随原基础形式不同而异。例如，若原桥墩台基础为桩基础时，则可在上下游位置补桩，或沿桥纵向在原桩两侧补桩，然后再扩大承台或盖梁，使新旧桩基能够共同受力。
3、桥梁附属构筑物的维修加固
3.1、桥面铺装层的维修整治
桥面铺装病害原因基本为原桥铺装层过薄、铺装中未设钢筋网或含筋量过小、铺装与桥板间存在夹层、铰缝中无钢筋或混凝土浇筑不密实等原因。桥面铺装为车辆的直接作用层，它的质量优劣不仅影响到行车的舒适性，而且直接影响到整个桥梁的寿命长短，所以对桥面铺装的作用及保持其使用状况的完好一定要加以注意。
桥面铺装分为沥青混凝土和水泥混凝土两种形式。对于沥青混凝土的病害形式主要为裂缝和坑槽两种形式，这都可以通过灌缝、挖补等日常手段加以维修。对于水泥混凝土层它直接影响到车辆荷载的分布状况，它出现病害除可以按照沥青混凝土的修补方法加以处理外，最有效的方法为彻底翻修。但在设计及施工中应注意以下几点：
(1)铰缝应彻底剔除，保证桥板间横向联系的紧密性。
(2)铺装层钢筋最好不低于Ф12罗纹钢，钢筋间距不大于20CM。
(3)浇筑铺装层前务必将桥面清扫彻底，决不能在铺装层和桥板间形成夹层。
(4)桥面铺设钢筋网时在钢筋网下预留保护层厚度，防止铺装层上部形成素混凝土。
3.2、桥面伸缩缝的维修整治
由于伸缩缝装置设置在梁端上相对比较薄弱的部位，加之伸缩缝装置的性能及连结件等不尽完善，因此在车轮荷载反复作用下，伸缩缝极易发生损伤。伸缩缝的损伤将引起行车条件恶化、交通事故增多、产生噪声与漏水现象等后果，严重的还会导致桥梁主体结构的损坏。因此，必须对桥面伸缩缝进行经常性的维修整治，以保证桥梁的正常使用。
在伸缩缝维修中有几个问题应引起重视：
(1) 对于桥面铺装层上容易产生车辙的凹凸不平处，要特别注意铺筑后铺筑材料时不应产生高低差。
(2)在凿除原有混凝土铺装时，不要损伤伸缩缝两侧桥面板混凝土及钢筋。
(3)当原伸缩缝装置的锚固钢筋等损坏、松动或无锚固钢筋需增设时，应先凿出锚孔或槽口后再安设钢筋等锚固件。
3.3、桥梁支座的维修加固
支座是桥梁上、下部结构的连接点。其作用是将上部结构的荷载(包括恒载和活载)顺适、安全地传递到桥梁墩台上去，同时要保证上部结构在支座处能自由变形(转动或移动)，以便使结构的实际受力情况与计算简图相符合。因此，对桥梁支座要正确设置，并经常注意保养维修，对其损坏部分要进行修补加固。
桥梁支座的作用不能充分发挥时，将会使桥梁上、下部结构受到不利的影响，也容易对结构物造成重大障碍，因此，必须经常注意进行养护维修，发生损坏时要及时地制定维修加固计划，给予修补。支座的维修加固，由于工期要求较短，又是在施工较为因难的部位，应充分研究所采用的维修加固措施及所采用的材料机具设备等，以便能够迅速可靠地进行修补。
桥梁维修加固的形式多种多样，在桥梁维修加固的过程中我们要认真进行方案比选，根据实际情况及经济效益进行合理的选择，保证能够最大限度的利用原桥的潜在承载能力，力求在投资最小的情况下创造出最好的维修加固效果。
