桥梁加固问题的研究
2010-10-22
目前，我国公路、铁路交通事业蒸蒸El上，不少高速公路已建成投入运营中，还有不少正在建设的高速公路和其他等级的公路也即将建成投入运营。但是，由于施工质量和桥梁设计等方面的原因，使得桥梁的检查和加固成为必然，更因为20世纪60年代- 70年代修建的桥梁设计荷载标准偏低，这类桥梁现都在使用，但已经不适应目前交通量日益增长的发展需要，因此对旧桥危桥的维修，加固改造等任务显得相对迫切。
1.桥梁的检查
(1)收集桥梁的设计文件、设计图纸、设计计算书、竣工图、隐蔽工程验收记录及施工技术资料等。
(2)结构状态检查。桥梁结构的现场检查是通过有经验的工程师和试验人员的现场目测和利用简易量测仪器，对桥梁进行全面细致的外观检查，观察和发现试验桥梁存在的缺陷和外部损伤，判断分析可能产生的影响程度。
(3)桥面检查。检查桥面的平整度，排水情况，桥面的纵横坡，桥梁伸缩缝等，通过以上检查以确定在使用过程中，有无渗水对上部结构的腐蚀作用；伸缩缝缺陷致使车辆荷载对桥梁的冲击程度。
(4)桥梁上部结构的外观检查。桥梁上部结构是主要承重结构，由梁、板、拱圈、拱肋、拱波、钢桁架、框架等基本构件组成。主要检查构件的几何尺寸，纵轴线，构件的横向联系，构件的缺陷和损伤。
(5)支座的检查。主要是观察支座的材料是否老化，有无裂缝破损，特别要注意的是活动支座的伸缩与转动是否正常，支座有无错位和变形等缺陷。
(6)下部结构外观检查。检查墩台台身缺陷和裂缝。混凝土表面的侵蚀剥落、露筋、风化掉角及垂直裂缝等。
(7)荷载试验。试验结果分析与桥梁承载力评定。
2.桥梁加固的任务和形势
2.1 桥梁加固的原因
(1)桥梁耐久性差和年久老化，如砖拱桥等；(2)建设期的规划失误，桥梁设计标准偏低，不能满足交通量发展的需要；(3)交通车辆的数量和载重量的迅猛增加，现有桥梁不堪重负；(4)设计和施工失误造成的桥梁工程质量事故；(5)其他原因。
2.2 桥梁加固的难度大
(1)已通车的桥梁有现实的交通需要，因为要在不中断交通的情况下进行加固，所以加固时有交通干扰。
(2)结构形式的限制：加固的原则一般必须利用原有结构进行，只能在原有结构上做文章，所以受到局限。
(3)新老结构的结合是一个难题：这里包含新老结构体系的变化和过渡，还包括新老桥体的结合面。
(4)风险大：因为凡是要加固的桥梁，多半是危桥，结构已处在不利状态，有的还岌岌可危。对旧桥有的缺乏原有设计资料和施工记录，结构内部情况不详；现有的受力情况不一样，很难确定其结构极限，这给旧桥的加固带来了风险。
2.3 加固的技术要求高
(1)由于旧桥加固方案的设计、工作量大，收费低，所以一般大的设计单位不愿意承担这样的设计任务。
(2)加固设计需要良好的桥梁理论水平和力学基础知识。确定加固方案时要能正确分析和判断旧桥的安危程度，即其结构状态和内力大小程度。这就需要一定的力学试验以作结构分析的支撑。
(3)加固方案实施中存在复杂性。加固方案和处理方法要有一定施工经验的专业队伍。
此外，桥梁加固后，可以延长桥梁的使用寿命，用少量的资金投入，使桥梁能满足交通量的要求，还可以缓和桥梁投资的集中性。
3.加固的方案
3.1 加固的思路
(1)加固和维修养护所起的作用是不同的，维修养护是桥梁保持正常运营状态的保护性和预防性的工作，而加固却是从承载受力的角度来处理的。
(2)第一类加固需求，桥梁不能承受原设计荷重要求，应该通过加固恢复其原有的承载力。
(3)原设计的荷载标准不能满足现在的交通要求，要求提高到一个新的标准。
(4)桥梁要通过一次性的特重荷载，要求采用临时性措施通过特重荷载而不使原结构受到破坏，过后恢复正常。
3.2 桥梁常用的加固方案
(1)浇筑钢筋混凝土加大截面加固法；
(2)补加钢筋加固法；
(3)粘贴钢板加固法；
(4)粘贴碳纤维增加复合材料加固法；
(5)桥面补强层加固法；
(6)增加模隔梁(板)加固法；
(7)塞缝灌浆加固法。
现对塞缝灌浆加固法进行阐述：塞缝灌浆是把按一定比例配制的水泥(砂)浆、环氧树脂(砂)浆，通过喷浆机按一定压力灌入结构物缝隙内，起到填塞裂缝、避免钢筋锈蚀并提高结构整体强度的作用。裂缝在桥梁病害中较为普遍，产生裂缝的原因很多也很复杂。结构物一旦出现裂缝，其受力截面发生应力重分布，也就意味着受力有效截面变小，结构应力增大，承载能力降低。塞缝灌浆是用胶结材料把结构的裂缝填满，使力的作用、传递尽可能恢复到原状态。
塞缝灌浆一般用于处理桥梁上、下部结构裂缝，灌浆分为水泥浆、水泥砂浆、环氧树脂浆、环氧树脂、砂浆等，具体采用哪一种，应视实际情况而定。通常水泥(砂)浆用于石砌墩台和拱圈裂缝，由裂缝的大小来决定灌浆中是否掺砂，采用水泥(砂)浆造价低、效果好。环氧树脂浆一般用于钢筋混凝土结构物，因为钢筋混凝土构件产生的裂缝较小，易灌满，粘结性好；环氧树脂砂浆多用于桥面裂缝。
塞缝灌浆的通常做法是：先用1：1水泥砂浆勾缝，勾缝时须预留直径约6mm-8mm的灌浆孔，孔距视裂缝宽度而定，缝宽处孔距为0.6m-1.0m，缝小处孔距为0.4m-0.6m。待勾缝砂浆达到一定强度后即可灌浆。钢筋混凝土梁的裂缝较小，用环氧树脂勾缝，凡大于0.2mm 的裂缝都要留孔灌浆，孔距一般为0.25 m-0.30m，灌浆方法与灌水泥浆大致相同。在公路旧桥加固中，塞缝灌浆是综合处治的方法之一，用得比较普遍，通过试载及使用观察，效果较好。
4.结语
加强桥梁的管理并进行维修和加固，使其处于正常的工作状态，充分发挥旧桥的作用，是桥梁管理部门的一项主要任务。旧桥的维修加固同样属于桥梁工程，不能重建轻养，旧桥的加固比新建还难，因为旧桥的维修加固没有现成的规范，更没有可供使用的标准图，桥梁的病害又错综复杂，病害原因难以确定，因此，应充分重视旧桥的管理工作，加大资金投入，使其保持良好的工作状态，确保安全。
参考文献：
[1]城市桥梁养护技术规范[s]。
[2]都晓燕，浅谈桥梁的加固技术及其应用[J]，山西建筑 2002 28(11) 133 134。
