浅析桥梁维修加固的施工技术

　　【摘要】随着社会经济的稳健发展，公路交通量和车辆载重不断加大，已使用多年的桥梁面临的形势越来越严峻，危桥的量越来越多，桥梁自身存在的诸多不良状态，不仅大大缩短桥梁的使用寿命，也严重威胁着过往人车的安全，成为政府、管理部门和人民群众关注、担心的大事，对桥梁进行维修和加固便成为交通事业中不可或缺的重要内容。文中阐述了常用的几种桥梁维修加固处治的原则、方法及施工措施。
　　【关键词】桥梁维修,加固,方法,施工
　　
　　伴随社会经济的稳健发展，我国交通运输事业也呈快速发展之势。早前修建于各地城镇和各级公路上的桥梁，也因此担负着十分沉重的交通荷载和繁重的交通量。许多桥梁修建时，由于当时社会发展条件，缺乏前瞻和预见，修建桥梁时资金紧缺、设计荷载和泄洪标准偏低、技术力量缺乏、设计和施工的管理粗放、设计和施工技术水平较低、设备手段和材料落后等一系列因素均导致桥梁在设计上存在某些考虑不甚周全的缺点，桥梁投入运营使用后在管理上又长期滞后，管养制度建设和队伍建设长期被忽视，管养费用被挤占、挪用，运营车辆长期普遍超载和严重超载未能得以遏制，如桥面破损、栏杆断裂、伸缩缝损坏、桥头跳车、梁板或拱体裂缝、钢筋钢索锈蚀、钢结构裂纹锈烂、墩台断裂位移挡墙倾斜错位、锥坡下挫坍塌、墩台基底冲空、桥头路基冲塌、河床护底冲翻、河道被冲刷严重变迁而危及桥头路基等。桥梁自身存在的诸多不良状态，不仅大大缩短桥梁的使用寿命，也严重威胁着过往人车的安全，成为政府、管理部门和人民群众关注、担心的大事，对桥梁进行维修和加固便成为交通事业中不可或缺的重要内容。
　　1．桥梁维修加固的原则
　　桥梁加固是种借加大或修复桥梁构件来提高局部或整座桥梁承载能力或通过能力的措施。虽然桥梁加固的方法比较多，如何进行选择，要充分考虑于具体的工程，应依照以下的原则：故桥梁维修加固时应以不更改原有建筑形式为原则，只有在复杂情况下，才能更改其结构。桥梁维修加固时存在多种不同方式，据服役桥实际情况、承载能力的减弱程度和今后任务，而采用相应恰当的维修加固方式。桥梁的加固多有四种方式：扩大或增加原有结构构件截面，以提高原结构的强度和刚度；用新的结构代替服役的应力不够的结构；改变原结构的受力体系，使原结构减少受力；对原结构施加外应力，来改变原结构的受力图形，并提高桥梁刚度和强度。采用扩大或增加桥梁构件截面的方法施以维修加固，此时尤为注意新加部分与原有部分的结合，使之成为一个整体而起到加固作用。无论采取何种加固方案，均须考虑投资少、功效快、技术上可行、不中断交通、有良好的耐久性等方面的作用。采用加固方案之前，须先考虑耗费少、功效快、中断交通、技术上可行、有较好耐久性等方面的要求。如果采用补强加固的方式仍不能达到交通运输要求，则必须考虑进行重建桥梁的部分或全部。选择桥梁加固方式时，必须考虑旧桥现状、承载能力减弱的程度以及日后交通量，最好参考已经成功完成补强加固的桥梁的施工。
　　2．桥梁维修加固的主要方法
　　对桥梁进行维修加固的方法常见为扩大或增加构件截面法以及改变结构体系法。扩大或增加构件截面法包括：桥面补强层加固法，即通过一定的工艺和结构措施，在桥面上加铺一层钢筋混凝土面层，使之与原有主梁形成整体，以加厚主梁高度和增大梁的抗压截面，从而提高桥梁的承载能力；增大梁截面和配筋加固法，即在梁底或侧面加大钢筋混凝土截面(增配主筋)，加大梁的抗弯截面，提高梁的承载能力；钢板粘贴或增设其他钢粱，以作成组合梁的加固法，即用环氧树脂类粘结剂，把钢板(或槽钢)黏贴锚固在混凝土结构的受拉缘或薄弱部位，使之与结构形成整体，用钢板代替钢筋，提高梁的承载能力；粘贴炭纤维布加固法，即用环氧树脂类粘结剂，把炭纤维粘贴锚固在混凝土结构的受拉缘或薄弱部位，使之与结构形成整体，用炭纤维布代替钢筋作用，提高梁的承载能力。纤维增强复合材料是用碳、玻璃、塑胶等纤维用环氧树脂粘剂拌和在一起组成的复合材料。将这种材料加入混凝土内，不仅能显著地提高混凝土构件的承载力，而且能改善混凝土结构的抗冲击和耐疲劳性能，特别是具有很好的抗裂和控制裂缝宽度发展的能力。目前由于这种纤维重量轻、耐腐蚀，具有优良的机械强度和刚度，便于施工且不影响美观等优点，已逐渐引起世界上众多地区科研人员的关注和青睐，并把它作为一种新的修复材料而研究它的加固方法和技术。
　　不同的结构体系受力特点不同，例如简支梁的跨中弯矩较同跨径的连续梁、拱式或钢架式体系要大得多，体系转换法就是通过改变桥梁结构体系以减少粱内臆力，提高承载能力的一种加固方法，这是一种“变被动加固为主动加固”的方法。有四种形式：简支梁变连续梁、加劲梁式叠合梁加固法、改桥为涵加固法、八字撑架加固法。改变结构体系加固法效果好，但往往要在桥下操作，或设置永久设施，因而影响桥下净空，适合在不影响通航及桥梁排洪能力的情况下使用。改变结构体系法主要有两方面，一则增设纵梁法，即在墩台地基安全性能好、有足够承载能力的情况下，增设承载力高、刚度大的新纵梁，如果基础承载力不足，还须对基础施以加固措施；二则增设立柱或桥墩，使简支变连续，或改桥为涵的改变结构体系法，即通过桥梁结构体系，在简支梁下增设支点(墩台)，缩短桥跨，或把相邻两跨简支梁加以连接，从而使简支梁变成连续梁。
　　3．桥梁维修加固施工措施举例
　　3.1桥梁上部承重结构加固改造
　　桥梁上部承重结构加固改造主要措施是增大梁截面积。钢筋混凝土简支梁桥上部结构往往由于原结构截面不足(混凝土截面或钢筋截面)，或者由于施工质量不佳等原因，导致在长期运营过程中出现裂缝、过大的变形等现象，从而使结构的承载能力降低或者无法满足提高了的新的荷载标准的要求。这就要求考虑采用恰当的加固改造技术来恢复或促成原结构的承载能力，加大构件截面法是一种常用的改造技术。对于拱式桥梁可采用锚喷加固方法，此工艺不仅施工简单且加固效果较好。具体施工可以采取增加辅助墩法：在简支粱下增设桥墩或斜撑，以减小原结构的跨径，将单孔简支体系转换为连续梁体系。也可以采取简支转连续法：将简支梁与简支梁端部加以连接，从而由简支变为连续。还有增加辅助梁法：在梁下增设钢桁架等的加劲梁或叠合梁，改桥为涵法：改小桥为涵洞以减少梁内应力。[!--empirenews.page--]
　　3.2桥梁下部结构加固改造
　　桥梁下部结构加固改造主要措施是穿裙加固。对于桩柱式桥梁，当桥梁墩台由于基础冲刷严重，埋置深度不够、因特殊原因上部结构荷载加大、施工质量控制不严等原因导致墩台露筋及破损时，一般可对损伤的墩台或基础采用钢筋混凝土套箍进行补强加固。套箍可以沿墩台身或桩(柱)身外侧布设，做成圈粱形式(俗称穿裙)。
　　2.3T梁桥截面转换加固
　　简支T梁桥承载力不足时，将出现桥跨挠度过大、受拉区裂缝过多过宽与裂缝发展过高等一系列刚度不足的现象。对于这类T梁桥，可用T梁截面转换法进行加固。这种方法较其他加固方法具有儿个特点：能在桥下施工，不影响桥上车辆的正常通行，且加固工作量小，施工方便、快速，工期短，投资省，加固效果显著，可大幅度提高桥梁的承载能力。
　　3.4桥粱附属构筑物的维修加固
　　3.4.1桥面板的维修与加固
　　桥面板出现表而碎裂、脱落或洞穴现象后，必须采取局部修复的方法进行维修。修复时，将破损部分全部凿除再浇筑新混凝土，并注意加强养护。如果桥面板的碎裂和其他损坏特别显著、混凝土质量或施工状况特别不良，需重新浇筑新的混凝土桥面板。
　　在旧有混凝土或钢筋混凝土桥而板上，重新加铺一层混凝土或钢筋混凝土补强层，这种方法称为桥面板补强层加固法。此法既能修补已出现裂缝、剥离等损坏的桥面板，又能加高原有梁板的有效厚度，增加梁板的抗弯能力，改善饺接梁板的荷载横向分布，从而提高桥梁的荷载能力。桥面补强层加固的常用方法有：钢筋网与混凝土、钢筋网与膨胀混凝土、钢纤维混凝土等。
　　3.4.1桥面铺装层的维修整治
　　桥面铺装病害原因基本为原桥铺装层过薄、铺装中未设钢筋网或含筋量过小、铺装与桥板间存在夹层、铰缝中无钢筋或混凝土浇筑不密实等原因。桥面铺装为车辆的直接作用层，它的质量优劣不仅影响到行车的舒适性，而且直接影响到整个桥梁的寿命长短，所以对桥面铺装的作用及保持其使用状况的完好一定要加以注意。
　　桥面铺装分为沥青混凝土和水泥混凝土两种形式。对于沥青混凝土的病害形式主要为裂缝和坑槽两种形式，这都可以通过灌缝、挖补等日常手段加以维修。对于水泥混凝土层它直接影响到车辆荷载的分布状况，它出现病害除可以按照沥青混凝土的修补方法加以处理外，最有效的方法为彻底翻修。但在设计及施工中应注意铰缝应彻底剔除，保证桥板间横向联系的紧密性，铺装层钢筋最好不低于φ12罗纹钢，钢筋间距不大于20cm，浇筑铺装层前务必将桥面清扫彻底，决不能在铺装层和桥板间形成夹层，桥面铺设钢筋网时在钢筋网下预留保护层厚度，防止铺装层上部形成素混凝土。
　　3.4.2桥面伸缩缝的维修整治
　　由于伸缩缝装置设置在梁端上相对比较薄弱的部位，加之伸缩缝装置的性能及连结件等不尽完善，因此在车轮荷载反复作用下，伸缩缝极易发生损伤。伸缩缝的损伤将引起行车条件恶化、交通事故增多、产生噪声与漏水现象等后果，严重的还会导致桥梁主体结构的损坏。因此，必须对桥面伸缩缝进行经常性的维修整治，以保证桥梁的正常使用。在伸缩缝维修中有几个问题应引起重视：对于桥面铺装层上容易产生车辙的凹凸不平处，要特别注意铺筑后铺筑材料时不应产生高低差；在凿除原有混凝土铺装时，不要损伤伸缩缝两侧桥面板混凝土及钢筋；当原伸缩缝装置的锚固钢筋等损坏、松动或无锚固钢筋需增设时，应先凿出锚孔或槽口后再安设钢筋等锚固件。
　　
　　总之，在桥梁维修与加固过程中，须考虑的因素和涉及到的问题很多。我们应认真进行方案比选，保证能够最大限度的利用原桥的潜在承载能力，力求在投资最小的情况下创造出最好的维修加固效果。

《浅析桥梁维修加固的施工技术》

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