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摘要：由于重建新桥的投资较高，因此近年来对现有桥梁进行加固是提高桥梁性能的主要技术方式。本文主要对桥梁加固技术途径以及原则进行说明，论述桥梁加固的主要方法，并介绍桥梁加固应用实例。
关键词：桥梁加固；技术途径；原则；加固方法；案例分析
通过长期实践证明桥梁加固有利于提高现有桥梁的承载力以及抗弯能力。与其他方式相比，桥梁加固是目前为止最经济、简单的能够提高桥梁承载力的工程措施。通常在桥梁加固的过程中，要按照实际情况对其进行加固，并且加固方法要遵循相关原则选择。下面对桥梁加固的主要方法进行具体介绍。
1桥梁加固主要方法
1.1桥梁加固技术途径
桥梁加固主要是通过对构件的承受能力进行有效提高，并通过加强其结构特性，改善现有桥梁的承受能力。通过对桥梁进行加固，有利于延长桥梁的使用年限。从桥梁技术发展程度来看，桥梁加固有利于适应现代交通运输的要求。通过长期实践证明，桥梁加固的主要技术途径可以表现在以下几点，首先是通过提高桥梁薄弱构件。其次是通过改变桥梁结构体系。最后是通过加强桥梁墩台以及基础能力。
1.2桥梁加固具体原则
为能够使桥梁加固效果最大化，通常情况下，在加固的过程中加固方案确定要根据相关原则进行。这一过程要满足以下条件：首先要保重对桥梁进行加固与重建新桥相比，能够节约大量的投资与材料，在一程度上能够提高桥梁建设的经济效益。其次，在对桥梁进行加固改造以后，要保证桥梁从结构性能、承受力、耐久性以及其他方面都能够达到桥梁的相关使用要求。最后对桥梁进行加固的过程中，要保证桥梁的下部结构具有较高的潜力性能。
1.3桥梁加固主要方法
1.3.1加大截面
加大截面是常见的桥梁加固方法，专业人员也将其称为外包混凝土加固法。该方法的主要原理是通过对桥梁增大混凝土结构，达到对其截面面积进行加固的目的，在使用加大截面方法的过程中，要采用配筋对其进行加固。加大截面方法能够使桥梁下部结构的承受能力有所加强，从而提高自身的承载力。通常情况下，在利用加大截面加固法中，主要以加厚桥面板为主。除此之外，加大主梁的梁肋宽度，也有利于提高桥梁的承重能力。
1.3.2预应力
预应力加固法是桥梁加固的主要方法，该方法的主要原理是通过钢拉杆对桥梁结构进行加固，能够有效提高工程项目对桥梁的承载力要求。除此之外，该方法也能够提高桥梁的刚度和抗裂性。通常情况下，这种方法适用于要求在加固后占用空间小的桥梁。预应力加固法主要分为两种，一种是预应力拉杆加固法，另外一种是预应力撑杆加固法。其中拉杆加固主要是针对受弯构件的项目，将桥梁作为锚固体，通过对其进行预应力张拉，在提高外力的情况下，降低结构本身的重量，从而减少桥梁承受的车辆荷载应力，避免桥梁出现裂缝，同时有利于减少裂缝宽度。撑杆加固主要运用在桥梁下部结构中，例如轴心受压墩柱。大多数桥梁预应力加固法都采用拉杆加固法，很少采用撑杆加固法。
1.3.3外部粘钢
外部粘钢加固法，主要是通过化学原理，使用粘结剂将钢板直接加固在混凝土构件的表面上，使钢板与桥梁构件整体受力，在一定程度上有利于提高桥梁承载力，加强桥梁刚度。并且能够满足施工对桥梁的正常使用要求，是一种常见的加固方法。
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1.3.4粘贴FRP
粘贴FRP加固法主要是通过利用高强度的纤维复合材料，结合专门配置的粘贴树脂在桥梁混凝土构件表面进行粘贴，能够达到桥梁加固后与原构件共同受力的目的。现阶段在桥梁工程中，常见的FRP材料主要有玻璃纤维以及碳纤维，大多数桥梁工程在加固中都使用碳纤维。因此本文主要针对碳纤维的加固方法对桥梁加固的实际工程应用进行论述。碳纤维方向主要分为单向与双向，通常情况下以单向应用为主。由于碳纤维具有较强的刚度重量比率，因此在长期使用中具有耐久性较强、热膨胀系数较低的特点。为使桥梁加固在特殊环境中能够提高加固效果，要将碳纤维加固方法与裂缝灌浆方法结合使用。碳纤维加固技术的优势主要有，能够在较小程度上改变原结构外观，因此对原结构损害较小。且在运输、施工方面更加快捷，对于施工质量的保证度较高，使其投资较少。除止之外，碳纤维加固化学结构稳定，因此在抗疲劳性能等方面更加明显。其中需要注意的是在使用碳纤维对桥梁进行加固的过程中，应注意纤维的方向布置，保证材料连接方式准确，按照正常的施工程序进行桥梁加固，从而使桥梁加固效果能够达到最大化。
2桥梁加固应用实例
本文主要以某地区桥梁为例，对桥梁加固应用进行具体分析。该桥梁始于上世纪70年代建成，其中桥梁上部构造为4孔跨径L=16.8米，是由少筋微弯板工字梁组合的钢筋混凝土结构。桥梁下部构造为钢筋混凝土双柱式灌注桩墩及重力式桥台。
2.1加固前调查
在研究桥梁加固方案之前，对该桥梁现状进行具体调查，了解桥梁实际损坏情况，并对其附属结构进行全面检查。通过调查发现，该桥梁施工质量较差。其中主梁裂缝有50条，最宽为4mm。裂缝方向不统一，其中夹角为40°到80°。斜裂缝主要分布在桥梁端部范围4米之内，主梁结构发生锈蚀现象。除此之外该桥梁微弯板施工质量较差，局部出现细裂纹现象。桥墩发现空洞，支座附近主梁发生压碎现象，桥面上梁间隙较大，当车辆经过时具有振动大，噪音大的特点。
2.2加固设计
主梁主要采用碳纤维材料进行加固，其中性能指标为：设计厚度0.165mm，强度与标准值偏差40MPa，其中抗拉强度标准值为4100MPa。通过计算认为，根据碳纤维材料与主梁砼之间的密合性，将炭纤维材料的抗拉强度系数设置为0.8mm，且主梁跨中底部碳纤维材料厚度为0.25mm。
2.3加固要点
首先对于桥梁裂缝的问题解决方式是，当裂缝宽度小于0.2mm时在其表面进行涂抹修复，当裂缝宽度大于0.2mm时使用化学灌浆方法对其进行修复。其次在对桥梁支座进行更换时，利用五个液压千斤顶，将其一端整体顶起，取出原有桥梁支座，对桥梁底面进行清洗，去除油垢。采用树脂砼对桥梁进行支座垫石，有利于提高施工速度。安装新支座前，要对其进行全面检查，特别是力学性能的检查，在安装过程中要避免触碰新支座，保证其受力均匀。使用碳纤维材料对桥梁肋顶部方向进行粘贴，清洗混凝土表面污垢，保证碳纤维布置与砼表面完全契合，最后在其表面进行防护处理工作。
总结
综上所述，桥梁加固能够提高现有桥梁的承载力。并且与其他方法相比，有利于节约成本。在桥梁加固的过程中，要根据加固原则进行施工，保证桥梁加固的经济效益。通常情况下，对桥梁进行加固的方法主要有四种。分别是加大截面加固法、预应力加固法、外部粘钢加固法以及粘贴FRP加固法，要根据桥梁的实际情况选择对应的方法进行施工，保证桥梁加固的效益最大化。
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论文作者:史刚臣
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第15期
论文发表时间:2018/10/31
标签：桥梁论文; 方法论文; 碳纤维论文; 预应力论文; 裂缝论文; 结构论文; 截面论文; 《建筑学研究前沿》2018年第15期论文;