摘要：随着社会经济的不断发展，在我国大力发展桥梁工程的过程中，越来越多的部门以及施工单位对桥梁的施工质量以及桥梁的运行使用情况有了极大的重视以及监督管理。然而，在当前的桥梁工程建设过程中，桥梁加固技术对于确保桥梁的工程质量和加固效果具有重要的作用。该文基于桥梁加固技术的应用需求和发展现状，提出了桥梁加固的常用技术方法，对于提高桥梁加固技术在现实工程中的应用具有重要的现实意义。
关键词：桥梁加固技术；原因；现状；桥梁建设；深度分析
1、我国老、旧桥梁工程现状
近年来我国经济快速发展，人们生活水平不断提高，汽车保有量增大，交通运输量大幅度增长。许多前期修建的桥梁，由于当时经济及实际需求限制，设计承载能力低，车流少、桥体狭窄。
随着车流增大，大型车辆载重大，我国桥梁工程负荷环境恶劣，前期修建的大批桥梁出现一定的损伤。常规桥梁中以梁桥、拱桥为主，普通梁桥的上部结构常常伴有裂缝、露筋、局部破损等，且梁板受汽车震动冲击变形量大；下部结构受风蚀、水蚀作用，常常伴有墩柱混凝土麻面、剥落、露筋等。圬工拱桥更是存在抗震性能差，拱肋、拱波裂缝超限等问题。桥梁的承载能力明显下降，有相当一部分成为危桥，严重影响影响了交通行驶安全、桥梁安全状况迫待加以改善。
对于上述不能满足现代交通运输要求的旧桥，如果拆除重建，将耗费巨大的人力、物力、财力。因此，如果能在原桥基础上采取有效的加固改造措施，提高它们的承载能力，将给国家带来巨大的经济效益。所以世界各国都把旧桥视为宝贵的财富，力求充分的利用旧桥价值，进行适当的维修和加固，延长其使用寿命，以满足交通运输发展的需要，据有关资料统计，旧桥加固所需的费用仅是新建桥梁的10%左右，由此可见旧桥加固经济效果十分显著。
2、桥梁加固技术概述
桥梁在公路交通中发挥着咽喉要道的作用，它的正常使用直接关系到整个交通运输系统的通畅。伴随着我国国民经济的日益展开，交通运输量的迅速增加，现有的桥梁因为受到建设时期的建设计划、建设技术、加固手段等多方面的影响，很多已经不能适应如今交通数量和行车负载量的需求，严重制约了公路运输工作的展开。我国危桥较多的现状已经显露，为了国家和人民的生命财产安全，“十二五”以来，交通运输部投入大量的资金用于危桥改造，危桥的技术状况得到一定改善，但是旧桥检测和旧桥加固任务仍十分紧急。如果将危桥强拆重建，不仅要耗费大量的人力物力，且重建周期很长，对于正常的交通运输有较大的负面影响，因此，对于旧桥采取加固改造是更好的选择。桥梁经过加固改造处理后，可以大大延长桥梁的使用寿命，使交通运输恢复正常运行，还可以节约交通方面的人力投资和财务投资，给国家带来巨大的经济效益。
3、桥梁加固技术的特点分析
（1）桥梁加固的难度较大。在实际的桥梁加固施工过程中，很多正在加固的桥梁还承担着现实的交通需求，往往一边通车一边加固，因此，在加固过程中出现了交通干扰，带来的不确定因素更多，增加了桥梁加固的难度。此外，加固方案实施中存在复杂性，这就需要一定的力学试验作为结构分析的支撑，进一步加大了桥梁加固的难度。
（2）结构形式限制较多。桥梁加固一般是在原有的桥梁结构上进行加固，只能在原有的架构上进行适当改进和牢固，因此，存在较大的局限性和限制性。有些旧桥缺乏当年施工时期的设计方案和施工记录，对于内部结构不甚明晰，有些旧桥按照当年的人车载量进行了施工设计，但现在的载量远远超出当年的设计标准，需要在原有基础上进行二次加固设计，这都给旧桥的加固带来了限制和风险。
（3）对施工设计单位的选择较少。一般而言，业主单位更倾向于建设新桥梁，舍弃旧桥梁，只有必要时才采取加固技术措施。由于旧桥加固方案的设计结构限制多，设计难度大，而且收费较低，因此，桥梁加固对于施工设计单位的可选择性较少，很多桥梁设计部门往往避开此类任务，而一些小单位虽然愿意承接此类任务，但是技术水平达不到要求，现实情况比较严峻。
4、加固原则
加固工程实施前，首先要对旧桥进行勘察，根据桥梁的使用现状、病害以及未来周边路网发展趋势，对加固的必要性和可行性进行评估，然后对各种加固方案的技术经济效果进行比较，选择合理的加固方案。一般应符合下列要求：
①与重建新桥相比，费用节约60—70%以上才更能突显改造价值。包括因加固桥梁中断交通造成的经济损失。
②桥梁经加固后，其承载力和继续使用年限方面都满足相关技术标准。
③经勘测计算，桥梁下部地基基础承载能力能满足加固后所需提供的承载力。
④对加固技术是否安全可行及经济性等进行全面评估，采用合理的加固措施。
5、桥梁加固方法
按照不同的加固部位划分，桥梁加固可分为上部结构加固、下部结构加固。加固方法应根据桥梁本身实际情况和环境来选择，在桥梁上、下部加固前，应先将桥梁的裂缝、麻面等病害处理完之后方才能实施。目前圬工拱桥的加固方法较为简单，无外乎拱圈加贴钢板、加大不利构件受力面积等。而对于双曲拱桥，由于其受力特点本身存在不合理，在基本地震烈度大于7度地区不建议再做加固处理（建议拆除新建）。下面仅对常规梁桥的加固方法进行简单探究。
5.1普通梁桥上部加固
涉及梁桥结构问题，经常是梁板长期受荷载作用导致的挠度过大、以及长期的外部环境导致的混凝土老化、混凝土开裂、钢筋锈蚀等，是结构承载力降低主因。加固设计应针对不同的病害特征采用相对应的加固方法。
针对以上病害，常规做法是重做桥面铺装及修补梁板间横向联系。为了提高主梁承载能力，在修补外观混凝土后，梁底贴钢板或是碳纤维布、碳纤维板也是常见做法。体外预应力加固法由于施工相对复杂，要求控制因素较多，一般采用较少，但在提高主梁承载力方面，其优势非常明显，在车辆荷载不断增加及材料进步的背景下，其未来应用空间会更加广阔。
桥底抗弯能力不足或主梁挠度过大时，可在梁外施加预应力。外部预应力钢索加固一般采用预应力钢丝束或钢绞线，沿梁肋侧面按某种线形设置，通过张拉实现体外预应力。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆梁底设置若干定位装置，以保证钢索线形并固定其位置。钢索锚固于梁两端。预应力钢索通常套以保护管，或待张拉锚固后用混凝土包裹，以防锈蚀。
①体外预应力加固的优缺点
体外预应力加固方法的优点是：可在不改变桥梁结构的情况下平衡桥梁所受的外力；能够较大幅度地提高结构的承载能力和结构刚度；便于维修及更换体外力筋；能够有效的控制原结构的裂缝和挠度，使挠度大幅度减小，提高原梁的整体性；体外预应力可调节；桥梁加固期间不中断交通，对交通影响小；所需的设备简单，施工工期短，节约施工成本。同时，体外预应力加固法也有不足，預应力筋易损坏，由于预应力状态下伸长率小可能失去了桥梁的危险预警。
②体外预应力加固方法
首先将高强钢丝锚固于被加固梁体上，用支承角钢固定，原梁钢筋布置形式确定支承角钢与被加固梁体的锚固方式，通常用植入膨胀螺栓（或植筋），亦可采用膨胀螺栓与胶结（或焊接）相结合的方式。采用螺旋扣环拉紧器或测力扳手扭进螺帽进行张拉，对梁体施加预加力，然后喷注具有较高抗拉强度的复合砂浆，将预加力筋与被加固梁体粘结为一体，构成有粘结预应力加固体系。复合砂浆粘结强度高，使桥梁与后加预应力筋共同工作，抵抗外部荷载。复合砂浆的高强度性能是保证结构承载力，提高抗裂性，保护预应力筋避免锈蚀的重要前提。
5.2桥梁下部结构加固方法
①盖梁可采用施加体外预应力、增大截面、粘贴钢板或纤维复合材料等方法进行加固。
②墩柱可采用增大截面尺寸、钢套管内灌注混凝土、粘贴纤维复合材料或钢板等方法加固。
③台身可采用外包钢筋混凝土套箍、更换台后填土、增设辅助挡土墙、框架梁加注浆锚杆等方法加固。
④基础可采用扩大基础受力面积、或增加基桩数量、设纵横向支撑梁等方法加固。地基可采用高压旋喷注浆、土体注浆等方法加固。墩台基础水蚀冲刷，可用石块回填、砌石防护、石笼、板桩防护、上游设导流坝、下游设拦砂坝等方法加固。
⑤桥梁抗震方面：现使用中桥梁的钢筋混凝土桥墩通常刚性大，但是在抵抗弯曲和剪切破坏的能力不足，现加固方法中应用比较多的有增大桥墩尺寸、外包钢管或粘贴碳纤维布加固方法等。
5.3 桥面补强层加固法
桥面补强层加固法的原理主要是加层，即在桥梁的面板上边再添加一层钢筋混凝土结构层，使其同原来的桥梁结构融为一体。这不仅提升了桥梁的安全系数和载重能力，而且起到了增强桥面和桥梁主梁刚度的效果。这种方法比较适用于桥梁下方的空间较大，可以增高主梁的情况。但是此种方法的施工周期比较长，人力物力投入较大，并且很有可能会改变原有的桥梁结构。基于以上特点，桥面补强层加固法一般很少单独实施，大多是作为配套工程方案与桥面铺装的大修工程相结合共同开展的。
5.4 增大截面和配筋加固法
增大截面和配筋加固法的主要原理是采取植入钢筋或者增大桥梁主要构件的横截面积等手段，将新增的桥梁截面与原有的桥梁截面合二为一，不损害原有的结构截面，增大了桥梁的横截面积和配筋效率。这种方法提高了原有桥梁结构的抗弯能力和抗压能力，全面提升了桥梁的负载能力。在实际施工过程中，这种方法施工简单、加固费用不高、受力改善效果明显，往往使用这种方法在主梁的底面和侧面进行加固，增大尺寸，增加主筋配率，达到增大桥梁主梁的有效高度的目的。因此，增大截面和配筋加固法一般只应用于T型截面桥梁的加固，而在板式桥梁加固中几乎很少用到。
5.5 粘贴钢板加固法
所谓粘贴钢板加固法，是指使用树脂等粘合剂把钢板粘贴在桥梁受力部位的桥梁加固方法，使得钢筋和混凝土与受力钢板粘合为一个新的整体，共同承担负载的力量。这种方法具有占据空间较小的优点，属于被动加固法的一种，施工较为简单迅速，一般不会导致被加固桥梁的结构和使用空间造成改变，非常适合钢筋混凝土受弯等情况的桥梁加固。但是，应用此种方法，钢板的锈蚀程度不好估计，对于加固结构的稳定性会产生一些负面影响。当在用螺栓防止钢板剥离时，往往会对桥梁内部的元器件形成一定程度的损坏。鉴于此，粘贴钢板加固法不适用于配筋比较密集和温度、湿度变化较大地区的桥梁。
5.6 增补桩基加固法
增补桩基加固法是指在桥梁的原有桩基周围增加新的桩基，提高桥梁地基负载能力的方法。现实中常常用打入钢混结构预制桩基的方法或者补充钻孔桩、增扩承台的方法，增加桩基数量和受力面积，将新增加的桩顶和承台连接成为一个整体，将负载重量均匀地分散给原有桩基和新桩基，达到提高桥梁的基础负载能力的特点。这种方法加固效果比较显著，而且基本上在桥面上即可完成加固工作，无需水下和桥下作业，非常方便。此类方法一般适用于风力侵蚀、水流侵蚀等外界环境因素使桩基发生倾斜或着沉陷的情况，它的主要缺点是施工时需要破坏现有桥面，而且增加桩基的过程对于桥上和水面的交通存在一定影响。
6、结束语
综合以上分析可知，我们国家的桥梁建设正进入攻坚时期，得到了党和国家的高度重视。现在正进入到转型阶段，改变以前只是管建设而不管质量的局面，进入到了对桥梁的充分建设和保养的阶段。研究表明，如果采取科学合理的桥梁稳固的方法处理，就可以使桥梁的质量提高，从而增加桥梁的承重能力，更好地运输。伴随着桥梁建设的不断发展，它的加固技术也取得了突飞猛进的效果，我们要不断学习新的技术和科学文化知识，同时充分利用以前的技术，实现对桥梁的科学改进。
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论文作者:陈明光1,王壮辉2
论文发表刊物:《基层建设》2017年第14期
论文发表时间:2017/10/10
标签：桥梁论文; 预应力论文; 方法论文; 结构论文; 桩基论文; 截面论文; 钢板论文; 《基层建设》2017年第14期论文;