橋梁加固方法及應用分析

導語：橋梁加固方法及應用分析一文來源于網友上傳，不代表本站觀點，若需要原創文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：通過對橋梁運行現狀與設計原則進行概述，提出復合材料膠結加固、增大截面法進行加固、人工地基加固、碳纖維加固、體外預應力加固等常用方法，并結合工程實例，對體外預應力在該橋梁工程中的應用進行了總結和分析，從而有效提高橋梁工程的加固水平，延長使用壽命。

關鍵詞：橋梁工程；加固；設計；方法

1橋梁運行現狀與設計原則概述

①橋梁在運營期內，由于會有各種因素的影響，橋梁的極限承載力會下降，隨之影響交通安全。根據有關部門的統計，我國的橋梁大約有50%必須進行不同程度的維修和改建，其中已嚴重影響安全的危橋占5%，干線路上的危橋約3%，面對數量如此多的危橋，如果全部推倒重建未免太不現實，而且經濟上也不合理。因此，急需找到一些方便、快捷、經濟的加固維修方法。②按照加固設計方法確定的原則。在加固設計方案可行，能滿足橋梁承載能力以及結構性能和耐久性的情況下，應該選擇具有明顯經濟效益的加固方式。

2橋梁加固設計的幾種常用方法

2.1復合材料膠結加固。復合材料是近年來發展起來的新型材料，具有適應性強，便于施工以及高強、防撞、抗震、耐疲勞、耐腐蝕等性能。因此復合材料用于橋梁加固中，可使設計、施工后期維護以及技術使用效果趨于更加理想和完善。2.2增大截面法進行加固。增大截面法又稱為外包混凝土加固法，是通過在梁頂（橋面）上加鋪一層鋼筋混凝土層，以此增加橋梁表面高度，使橋梁的受力面增大。同時加固橋梁表面的剛度，可由此提升橋梁表面的抗壓能力，增大橋梁表面的抗壓截面。2.3地基加固法。當橋梁的地基發生松動時，除了使用常用技術處理之外，還可以使用地基加固法。地基加固法的使用范圍有限，當橋梁因為地基地質松軟而發生松動，不能夠有效承載橋梁負重時，可以讓機械直接對地基進行加固，以改善橋梁的承載狀況，提高承載能力。2.4碳纖維（CFRP）加固法。碳纖維（CFRP）復合材料通常由纖維和基體組成，加固混凝土結構用的高強度復合纖維材料目前主要有碳纖維（CFRP），硼纖維及芳綸纖維等。碳纖維加固是采用高性能的黏貼劑將碳纖維（CFRP）黏貼于物體上，當橋梁所承載的壓力增大時，這兩者之間可以發揮共同的作用，一起承載橋梁所承受的壓力，由此提高橋梁的承載能力。此外，能夠形成這一效果的原因在于碳纖維材料具有剛強度、耐腐蝕、輕重量的特點，在不增加橋梁重量的同時，可以有效提高橋梁的抗壓能力，較好地達到加固的目的，所以碳纖維（CFRP）是很好的舊橋補強劑。2.5體外預應力加固法。體外預應力加固通常采用粗鋼筋、鋼絞線、高強鋼絲等材料作為施力工具，并置于結構構件之外，同時通過體外預應力索體施加預應力，可達到提高構件承載能力的目的。其次其索體多采用折線形連續筋，通過在梁中間部分布置在腹板兩側并靠近梁底，且在距梁端一定距離處向上彎起，可形成由被加固構件與下撐式拉索組成的復合超靜定結構體系，同時隨著荷載不斷增大，預應力通過拉筋與梁連接的錨固點和支撐點反作用傳遞給梁體，在預應力產生的等效反力作用下，由于梁正截面受壓，促使在其工作狀態下形成壓彎構件，從而產生與外荷載方向相反的彎矩，最終使原梁內受拉鋼筋應力減小。

3工程應用實例

某橋建成于1996年，主橋梁結構為預應力混凝土結構，在設計參數上，主橋梁寬度設計為21m，能夠承載20級以下的汽車，120級以下的掛車，并能夠滿足人群密度為4kN/m2，主橋梁在結構上使用了三級預應力結構，橋梁的頂板寬度為23m，底板的寬對應為12m。同時預應力混凝土連續結構的橋梁，因其具有極強的承載能力，加之其在施工時具有施工速度快、建設質量高、經濟效益好而得到廣泛的應用。但是該橋梁隨著使用時間的增加，橋梁梁體出現開裂，因此需要定期開展維護工作。此外，該橋建成通車至今服役期已超過20年，為保證橋梁的整體安全與人民的生命財產安全，使橋梁發揮正常的使用功能，決定對該橋梁進行加固處理。3.1橋梁檢查。通過對橋梁進行認真仔細的檢查，發現該橋梁具有以下嚴重的問題。（1）主橋箱梁有不同程度的下沉現象，尤其在主跨結構中，個別箱梁下沉竟達到了20cm，嚴重危害了橋梁的安全。而且更為嚴重的是，橋梁主跨的下沉現象每年都在發生，并且問題持續加重。（2）在對箱梁的檢查中，發現箱梁的腹板位置存在裂縫，裂縫有大有小，且分布范圍較廣，個別裂縫的寬度達到了1cm左右，裂縫的角度在30°～60°之間。主跨的箱梁底板位置出現裂縫，裂縫呈中心放射狀，均勻分布在底板之上。在主跨中間出現龍段部分合龍，以及裂縫之中存在漏水現象，不斷的侵蝕著橋梁的表面，降低了橋梁的整體安全性。3.2采用體外預應力加固設計方法。體外預應力對梁式橋上部結構進行補強加固是舊橋加固中常用的加固方式，同時體外預應力加固法以提高橋梁的承載能力為核心，其主要有兩種體外預應力加固法，分別為下撐式預應力拉桿（粗鋼筋）加固與外部預應力加固，在使用范圍上，主要應用于剛度變化小的橋梁。而且，體外預應力加固法具有施工簡便，費用相對低廉，承載力提高較大的特點，并且體外索具有不易拉伸、抗疲勞的優勢，能夠有效彌補原結構的裂縫。基于以上特點，本項目決定采用體外預應力加固方式對其進行加固處理，其施工工藝流程如圖1所示。對于在加固的具體操作上，還需要注意以下問題：首先將鋼拉桿應用于橋梁之上，以此加固橋梁的整體鋼結構，提升橋梁的有效承載能力，同時在對橋梁進行加固時，施工人員不僅要對橋梁的表面進行混凝土澆筑，還需對橋梁主跨結構進行二次加固，在加固材料的選擇上，其主要使用鋼結構。同時為了提高橋梁的承載能力，施工人員有必要對橋梁的體外加固索進行處理，但值得注意的是在一些受損嚴重的橋梁中使用體外加固索時，需要著重改善其受力狀態，并在實際加固過程中，利用體外索加固將預應力分置于箱梁之中，以擴大體外索的受力面積，由此提高橋梁預應力的受力范圍。在本橋的加固方案中，將體外索加固方案作為方案之一，與其他加固方案進行了比較，從結果得知使用體外加固索能夠更加有效改善橋梁的使用狀況，提升橋梁箱梁的受力以及承載能力，并能延長橋梁的使用壽命，提高橋梁的安全性。

4結語

在科技發展如此迅速的時代，對舊橋的加固技術在不斷優化，需要在此基礎上不斷學習，以更好地消除隱患，節省大量的資金投入。而體外預應力加固可改善舊橋應力狀況、提高承載能力、降低鋼筋應力幅值及控制裂縫發展，因此加強對其技術的運用，可促進橋梁承載力提升，保障橋梁運行質量，且從工程的長遠發展來看，其具有廣闊的應用前景。

作者:楊揚 單位:唐山市交通勘察設計院有限公司

參考文獻：

[1]袁月芳.橋梁加固設計應用[J].城市道橋與防洪，2012（4）：108-111，275．

[2]賈亮.橋梁加固設計關鍵技術研究[J].黑龍江科技信息，2015（20）：232．

[3]王濤.橋梁加固設計及應用[J].交通世界（建養機械），2009（1）：117-118．

[4]朱濤，胡江.橋梁病害分析與加固設計淺談[J].黑龍江交通科技，2013（8）：95，97．

[5]楊豐杰.橋梁加固設計關鍵技術應用與分析[J].交通世界2015（10）：92-93．

[6]任慧.橋梁加固的設計、實踐和思考[J].公路交通科技（應用技術版），2014（6）：13-15．

[7]宛北北.公路橋梁加固設計技術方案及工程應用實踐[J].黑龍江交通科技，2014（1）：96，99．

[8]李承昌，潘學政.橋梁加固市場現狀與改進措施[J].公路交通科技（應用技術版），2013（11）：153-155，162.