中小桥梁加固技术浅谈
2015-07-27
1.前言
近年来，随着国民经济的快速发展，我们国家的公路事业无论是建设规模还是建设标准都有了一个大跨度、超常规的发展。由于施工质量和桥梁设计等方面的原因，使得桥梁的检测和加固成为必要，更因为建国以来所修建的不少旧桥，由于受到当时的设计、材料、施工等方面的影响和局限，先天不足，加上不能适应目前交通量的迅猛增长，使得旧桥的检测和加固技术显得非常迫切。旧桥加固技术正是针对使用的旧桥进行检测、评估维修、加固或改造等技术的总称。
2.中小桥的现状
现有中小桥梁，50年代后期至70年代修建的一些桥梁原设计荷载太多不能满足现在的交通运输能力要求，桥梁的设计荷载通常是汽-15，挂-80以下，桥梁的结构型式以T型梁桥、空心板梁桥、双曲拱桥和石拱桥为主。由于汽车长年累月的运营，雨水的侵入，这些桥梁的上部结构破损严重，特别是桥面凹凸不平，大面积破损，以无法满足公路交通运行的要求。受上部结构的影响，这些桥梁的下部结构也有不同程度的破损，其情况各有不同，应严格区别对待。这些旧桥的不同之处就是在长期沉降后基础基本完好，这也为这些旧桥在加固后能继续运行找到了可靠依据。
3.旧桥加固的目的与意义
3.1桥梁加固的目的
自桥梁建成之始，不久就会产生已建桥梁的维修、改造和加固的需求，也就是针对着已经变旧的桥梁，不能满足继续使用的状况进行处理的方法。桥梁不能满足继续使用有三种情况：
（1）桥梁使用一定年限之后，出现结构陈旧老化、破损影响到它原有设计能力而危及运行的，必须予以修补，使之恢复到原有设计的承载能力。
（2）桥梁基本完好，但当初设计标准低，经过一段时期的交通发展，荷载标准或桥下净空不能满足新交通的需要，需对其加强才能适宜新的交通。
（3）桥梁设计标准合理，结构基本完好。但桥梁遇到某种特殊需要，原设计没有包括在内的荷载或结构变化，而需要临时加强的。
3.2桥梁加固的意义
（1）加固桥梁可以预防和避免桥梁的坍塌造成物资损失和人身伤亡。
（2）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需求，还可以缓和桥梁投资的集中性。
（3）加固桥梁可以避免中断交通,保证车辆正常运行。
4.加固中小桥的问题
桥梁加固，不论那种需要都使改造工程处在一种材料、空间都受到局限的被动的技术状态之下；加上桥梁结构形式多样，地形、地质变化差别很大，跨径大小不同，建筑方法各异等因素，使桥梁加固成为广泛存在而又变化多端、极其复杂的学问。
（1）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的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）中、小桥无论关注的程度，投入的人力、资金都受到限制，再加上主持设计的人员技术水平参差不齐，施工人员的经验和认真程度也不够，业主也很少会去花费资金做专门检测，这给加固桥梁的质量带来隐患。
（3）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。
5.中小桥加固的方案
5.1上部结构的加固
桥梁上部结构主要由桥面、主梁和支座组成。上部结构加固通常是加固桥面板和主梁。
（1）梁桥的加固
旧的中小梁桥以T型梁和空心板梁为主，这些旧桥在长时期的运营后，都不同程度的出现桥面铺装破损，伸缩缝损坏，主梁出现裂缝等情况。对于桥面伸缩缝的损坏通常采用的方案是将原桥砼磨耗层及沥青 面层清除、凿毛，重新做双层10X10cm的φ10钢筋网，现浇砼桥面铺装。对原桥伸缩缝全部拆除，在桥台、桥中心处重做2~3道伸缩缝，其余桥墩处做成几孔一连续，在桥面连续下垫上橡胶垫。但这些措施仅是加强了桥面铺装，如果桥主梁达不到现有交通量的要求，就会出现梁跨中挠度加大，1/4跨中截面主拉应力加大，致使梁体出现裂缝。这就需要对主梁进行加固，通常采用的措施是（1）增设横梁，把每跨单片梁体联成一体，当桥梁受载时，各片梁能共同受力，从而减少了单片梁受力的大小，加强了单片梁的承受能力，这种措施通常应用于T型梁桥。加固横梁的材料可以是钢筋砼也可以用钢结构。这种加固的施工工艺一般是在T梁底部钻孔，将横梁穿过梁底再用高强螺栓将其固定。（2）钢托技术。在一些需加固的空心板梁体结构中，主要承受梁破坏较严重，此时可用型钢制成钢托将梁体向上托起，使原本一些承重娇小的梁利用钢托加固之后，可作为承重梁来使用。
（2）拱桥的加固
由于以前原拱桥一般不加设防水层，通常会造成全桥透水，基层不均匀沉降，在重车荷载的作用下，原桥面铺装路面呈现粉碎性断裂，同时由于不均匀沉降，致使拱圈局部应力集中，造成拱圈出现裂缝及不同程度的沉陷。对于这种常见拱桥处理措施通常是：挖除原桥桥面铺装及基层，重做基层并夯实碾压，再在上面做防水层和桥面铺装（桥面铺装和以上梁桥相同），有条件可重换拱上填料及侧墙。对于拱圈不同程度的损坏可根据跨径大小或破损不严重的拱圈可不采取措施，对于跨径较大或破损严重的拱圈可在其下加衬拱。衬拱的结构型式可以全宽整体衬拱，也可以使用肋拱加横系梁的衬砌方式，整体衬拱整体性好但拱圈内部混凝土不容易捣实，肋拱加横系梁这种方式可以很好解决这个问题。
对于某桥遇到特殊需要，急需过程重荷载的汽车，对此桥进行加固处理可在桥面上铺设25~35厘米的粘贴钢板，以临时加强此桥的设计标准。
5.2下部结构及基础加固
其加固可分墩台加固和基础加固
（1）墩台加固当桥梁墩台局部有损坏，影响行车安全时,常用的办法是在墩台旁增设排架，以减轻原有墩台载重。
（2）墩台水下部分加固。可根据水深、河床地质和加固施工用料等条件采用不同的方法。常用的方法是设置围堰（有土质、草或麻袋、套箱、板桩等），以便进行抽水和施工。如抽水有困难，可进行不抽水施工，即用钢筋混凝土套箍或套箱下沉到河底，然后在套箍或套箱与桥墩间全部灌注水下混凝土将损坏处完全包裹起来。
（3）基础加固桥梁基础加固的方法有：当基底土壤或桩基承载力不足时,可采取加宽基础,或压注浆料加固土层以增强基底承载力。浅基墩台除采用局部或整孔防护措施外，还可以用加深基础的方法进行加固。例如对于小墩台基础可用分段开挖加深基础的方法进行加固，施工时应采取临时措施，不使原有墩台受力。也可采用钻孔桩法加固。这种方法在墩台周围布置钻孔桩，在钻孔达到要求深度或岩层的情况下，再围绕墩台在桩头上修筑钢筋混凝土承台，并和原墩台连成整体，以加固基础。
6、结语
桥梁加固是一个极其复杂的学问，本文只是简单介绍了一少部分常用的桥梁加固方法，遇到具体问题还需具体对待，不可死搬硬套，有时还需要通过对原桥进行检测，根据试验结果来确定加固方式。在我经过的一些中小桥梁加固的事例中会出现，正是由于中、小桥原设计不精细，设计人员出于技术责任感，安全会比精确的计算要大些，可以为事后的加固增加结构和断面的回旋余地。
