淺析舊橋加固改造技術
2011-12-08 來源：作者：林彥軍 劉鵬 來源：中國鳴網
近年來，隨著我國經濟的快速發(fā)展，對公路交通運輸?shù)男枨笤絹碓酱?。在公路事業(yè)蓬勃發(fā)展的同時，已運營30年左右的各類橋梁由于當時設計荷載標準較低，且長期經受著交通量、荷載等級的不斷提高及自然環(huán)境的腐蝕，大部分的病害及缺陷日益嚴重，影響制約著公路順暢及交通運輸?shù)男枰?。因此，危、舊橋的加固這種技術上可行，經濟上合理的舉措對我省公路的可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的意義。
通過大量的實踐與理論研究，廣大橋梁工程技術人員已經總結出許多行之有效的加固改造技術，如能對其加以正確應用，不但可以提高舊橋的承載能力、剛度和耐久性，相對于重建新橋還可以節(jié)約大量的建設資金。因此，舊橋加固的關鍵就是根據(jù)其不同的缺陷與病害，采取不同的加固技術，對癥下藥．達到事半功倍之效。
1、公路舊橋檢測的內容
1.1、舊橋檢查
橋梁檢查的目的在于通過對橋梁的技術狀況、缺陷和損傷進行全面、細致、深入的現(xiàn)場檢查，查明缺陷或潛在缺陷的損傷的性質、所在部位、嚴重程度及發(fā)展趨勢，弄清產生缺陷、損傷的原因，以便正確評價橋梁質量及其承載能力，為橋梁加固和改造設計提供具體技術資料。
1.2、荷載試驗評定
荷載試驗評定是對橋梁結構物進行直接加載測試的一項科學試驗工作，可直接了解橋梁在試驗荷載作用下的實際工作狀態(tài)及一些理論上難以計算部位的受力狀態(tài)，判別橋梁結構的安全承載能力和使用條件；也可以確定理論上無法考慮的因素，如使用材料的勻質性、不同齡期的不同力學特性和修建質量等對結構受力的影響。此外，荷載試驗還常常有助于發(fā)現(xiàn)在一般性橋梁檢查中難以發(fā)現(xiàn)的隱蔽病害。試驗部位的選擇，應在能夠較全面反映橋梁縱橫向性能的部位，以便于能通過試驗獲得符合實際的、需要的數(shù)據(jù)。
2、舊橋加固改造的途徑
對舊病危橋的加固維修，首先是判斷和鑒定原橋目前的受力情況，然后是結合加固方案對加固之后的承載能力進行計算和分析，具體可采取以下幾種途徑：
2.1、改變結構圖式
如變簡支梁為連續(xù)梁，變簡支梁為撐架、剛架，變懸臂梁為連續(xù)梁等，這樣可使控制彎矩降低。
2.2、外力減荷
施加與荷載效應相反的外力，如采用體外預應力。
2.3、內力調節(jié)
在外荷載不變情況下，通過結構措施使每一受力單元（如每塊板，每片梁）的分布內力減小。如增強橫向聯(lián)系而減小橫向分配系數(shù)，降低荷載分布內力。
2.4、增大斷面
增大斷面增加了原結構的承載能力，同時也會因此而加大了自重，自重加大產生的內力增量會抵消結構承載能力的提高。此外，增大斷面還需克服一個障礙，即新增結構面積與原有結構的界面能否良好結合，確保新老兩部分面積是否能很好協(xié)同受力。因此這種方案的有效程度較低，但由于它直觀，容易被接受。
3、舊橋加固改造的技術方法與措施
3.1、下部結構加固改造方法與措施
3.1.1、擴大基礎加固法
適用于基礎埋置太淺或承載力不足，且墩臺是磚石或混凝土剛性實體基礎時的情況。當構造物基礎具有較大的不均勻沉降，且地基土質比較堅實時，可采用此法進行加固。當基礎擴大部分底部的地基承載力不足時，可采取在基礎擴大部分下打入一定數(shù)量的樁以提高地基承載力。擴大基礎加固時，要采取適當措施以確保新舊基礎的整體連接。
3.1.2、增補樁基加固法
適用于墩臺樁基礎深度不足，或由于水流沖刷使樁基礎發(fā)生傾斜的情況。
3.1.3、鋼筋砼套箍或護套加固法
適用于橋梁墩臺由于基礎埋深不夠，或因施丁質量控制不嚴等原因導致墩臺開裂破損，如出現(xiàn)貫通裂縫等，可采用鋼筋混凝i圍帶或鋼箍進行加固。如墩臺損壞嚴重，存在嚴重裂縫及大面積表面破損、風化和剝落等病害時，則可采用圍繞整個墩臺設置鋼筋混凝土護套的方法進行加固。
3.1.4、橋臺新建輔助擋土墻加固法
適用于橋臺背墻水平力太大，引起橋臺傾斜的情況。
3.1.5、人工地基加固
當基礎下面的地基十松軟而不能承受很大荷載，或上層二雖好但深層土質不良引起基礎沉陷時，可采用人工地基加固方法，以提高基礎的承載能力。
3.2、上部結構加固改造方法與措施
3.2.1、粘貼鋼板加固
用環(huán)氧樹脂系列黏結劑將鋼板粘貼在鋼筋混凝土結構物的受拉緣或薄弱部位，使之與原結構物形成整體共同受力。此法可用于提高橋梁上部結構的抗彎及抗剪承載力，同時可在一定程度上提高結構剛度，減小撓度。提高截面的抗裂度。但由于鋼板厚度有阻，一股不超過1cm，因而它對剛度的提高效果并不顯著，如果能與加大截面法聯(lián)合應用，則加固效果犒大大提高。
3.2.2、增大載面和配筋加固法
當梁的強度、剛度、穩(wěn)定性和抗裂性能不足時，通常采用增大構件載面、增加配筋、提高配筋率的加固方法。這種方法是要梁底面或側面加大尺寸，增配主筋，提高梁的有效高度和抗彎強度，從而提高橋梁的承載力。該法廣泛用于梁橋及拱橋拱肋的加固。
3.2.3、錨噴混凝土加固法
借助高速噴射機械，將新混凝土混合料連續(xù)地噴射到已錨固好鋼筋網受噴面上，凝結硬化而形成鋼筋混凝土，從而增大橋梁的受力斷面和補強鋼筋，加強結構的整體性，使其能承受更大的外荷載作用。尤其適用于構件表面形狀復雜的雙曲拱橋等。
3.2.4、粘貼鋼板（碳纖維布）加固法
當交通量增大，主梁出現(xiàn)承載力不足，或縱向主筋出現(xiàn)嚴重腐蝕的情況時，梁板橋的主梁出現(xiàn)嚴重的橫向裂縫。采用粘結劑及錨栓，將鋼板粘貼錨固在混凝土結構的受拉緣或薄弱部位，使其與結構形成整體，以鋼板代替增設的補強鋼筋，達到提高梁的承載力的目的。
3.2.5、改變結構受力體系加固法
這種加固、改造方法是通過改變橋梁結構受力體系，達到提高橋梁承載能力的目的。如：在簡支梁下增設支架或橋墩，或把簡支梁與簡支梁縱向加以連接，由簡支梁變連續(xù)梁，或在梁下增設鋼桁架等加勁或疊合梁等，以減小梁內應力，達到提高梁的承載力目的。改變結構體系的方法有多種，但往往都需要在橋下操作，或設置永久設施，因而減少橋下凈空，或施工時會影響通航，所以必須考慮通航及橋梁排洪能力。
3.2.6、體外預應力加固法
對于鋼筋混凝土或預應力混凝土梁或板，采用對受拉區(qū)施以體外預應力加固，可以抵消部分自重應力，起到卸載的作用，從而能較大幅度地提高梁的承載能力。
3.2.7、增設縱梁加固法
在墩臺地基安全性能好，并具有足夠承載能力的情況下，可采用增設承載力高和剛度大的新縱梁，新梁與舊梁相連接，共同受力。由于荷載在新增主梁后的橋梁結構中重新分布，使原有梁中所受荷載得以減少，由此使加固后的橋梁承載能力和剛度得到提高。當增設的縱梁位于主梁的一側或兩側時，則兼有加寬的作用。為保證新舊混凝土能夠共同工作，必須注意做好新舊梁之間的橫向連接。橫向連接的方法如：企口鉸接、鍵槽聯(lián)接、焊接及鋼板鉸接等，使新增主梁與舊梁牢固聯(lián)接，可提高主梁之間的橫向連接剛度，有利于荷載的橫向分布。
3.2.8、拱圈增設套拱加固法
當拱式橋梁的主拱圈為等截面的磚、石或混凝土等實體板拱時，且下部構造無病害，同時橋下凈空與泄水面積容許部分縮小時，可在原主拱圈腹面下增設一層新拱圈，即緊貼原拱圈底面上，澆筑或錨噴混凝土新拱圈，外形上就像是在原拱圈下套做了一個新拱圈。
實踐證明，采用適當?shù)募庸碳夹g和拓寬措施，對恢復和提高舊危病橋的承載能力及通行能力，延長橋梁使用壽命以滿足現(xiàn)代化交通運輸?shù)男枰强尚械?。但舊橋加固改造是一項繁雜和高風險的工程，應在正確檢測評估橋梁的病害與使用功能的前提下，在充分研究病害原因與加固要求的基礎上，結合具體情況通過計算慎重確定加固方案。
