桥梁加固维修常用技术及关键技术应用

1、一、前言一、前言 二、桥梁维修加固原则二、桥梁维修加固原则 三、桥梁维修加固常用技术及研讨三、桥梁维修加固常用技术及研讨 四、桥梁加固关键技术四、桥梁加固关键技术 五、对美国明尼苏达州桥梁垮塌及修复的思考五、对美国明尼苏达州桥梁垮塌及修复的思考 六、结语六、结语 目录 一一 前言前言 公路建设的公路建设的建设、管理、养护，建设、管理、养护，是组成国家是组成国家 公路网的重要内容。公路网的重要内容。 近年来，我国公路建设取得了空前发展。在近年来，我国公路建设取得了空前发展。在 高速发展的同时，出现了管理和养护技术滞后高速发展的同时，出现了管理和养护技术滞后 的问题，桥梁维修养护目前是公路养护的一

2、个的问题，桥梁维修养护目前是公路养护的一个 技术瓶颈。系统的研究、开发桥梁的养护维修技术瓶颈。系统的研究、开发桥梁的养护维修 技术，成为我国公路管理部门的重要课题。技术，成为我国公路管理部门的重要课题。 据统计: 美国桥梁总数约为60万座，其中1/3被美国 联邦公路局(FHWA)划为不符合要求，其中16万座被列为 具有结构缺陷（仅限于通行轻型车辆、关闭或需要立即 修复才能开放），每年需替换5千至8千座。根据FHWA估 计，需要900亿美元才能纠正这些问题。根据美国土木 工程学会2001年的调查表，美国国家级桥梁就整体而言 已处于C级，其中29%以上老化；估计在20年内，每年要 投入106亿美元

3、进行治理,2007年8月1日18时10分，明尼 苏达州密西西比河上的钢桁拱桥垮塌震惊了世界。 1 1国内外桥梁状况国内外桥梁状况 视频剪辑：美国桥梁状况 英国约有92,000座桥梁是在1922年以前建造的，当时尚未 引入荷载标准，导致约有1/4的桥梁不能满足现代规范要 求，如果采用重建、维修使之满足要求，则需费用达8亿 3千万英镑。在澳大利亚，仅就加固或更换新南威尔士州 的有损害缺陷的桥梁而言，估计迫切需要至少约3.5亿美 元。 德国通过对一个州内的钢筋混凝土桥梁和预应力混凝土桥 梁的全面调查，发现桥龄在5060年的钢筋混凝土桥梁 中，27的桥梁上部结构至少有一处严重损伤；64%至少 有一处重

4、要损伤，30_35年桥龄的钢筋混凝土桥梁中， 13%至少有一处严重损伤，53%至少有一处重要损伤。 1 1国内外桥梁状况国内外桥梁状况 我国桥梁状况：我国桥梁状况： 改革开放三十年来，我国公路交通建设取得了举世瞩目的成就，改革开放三十年来，我国公路交通建设取得了举世瞩目的成就， 到到20072007年底，公路总里程已达年底，公路总里程已达358358万公里，高速公路达万公里，高速公路达5.45.4万公里，万公里， 公路桥梁公路桥梁5757万座，我国已进入世界桥梁技术强国行列。在大规模的万座，我国已进入世界桥梁技术强国行列。在大规模的 建设中存在桥梁的安全和耐久性隐患，建设中存在桥梁的安全和耐久

5、性隐患，危（病）桥状况不容忽视：危（病）桥状况不容忽视： 大桥及以上的约占大桥及以上的约占7%7%，中小桥约占，中小桥约占93%93%；东部约占；东部约占20%20%, ,中部约占中部约占 63%63%，西部约占，西部约占18%18%。部分桥梁因为原设计标准、施工质量、超重部分桥梁因为原设计标准、施工质量、超重 车辆以及自然方面等等原因，已经不满足日益增长的交通运输的需车辆以及自然方面等等原因，已经不满足日益增长的交通运输的需 求，存在结构承载力达到设计临界力，甚至已经成为严重影响交通求，存在结构承载力达到设计临界力，甚至已经成为严重影响交通 安全的危桥。安全的危桥。5.125.12大地震后，

6、地震灾区的桥梁大部分被破坏。大地震后，地震灾区的桥梁大部分被破坏。 旧桥改造、养护维修的任务会越来越重。旧桥改造、养护维修的任务会越来越重。 1 1国内外桥梁状况国内外桥梁状况 我国部分城市的桥梁现状 上表显示：桥梁的平均破损率达到48.7 % 项海帆院士在一次学术报告中说：项海帆院士在一次学术报告中说： 过于匆忙的设计周期和施工工期常常带过于匆忙的设计周期和施工工期常常带 来遗憾，留下隐患。来遗憾，留下隐患。 层层分包加上材料市场存在假冒伪劣问层层分包加上材料市场存在假冒伪劣问 题，损害质量和耐久性题，损害质量和耐久性 施工监理和质监制度不完善，难以严施工监理和质监制度不完善，难以严 格把关

7、格把关 美籍华人工程师已发出警告：美籍华人工程师已发出警告： 中国桥梁的维修高潮会提前到来。这中国桥梁的维修高潮会提前到来。这 是极大的浪费。是极大的浪费。 2、桥梁加固维修现状 目前，我国桥梁加固维修技术尚不成熟、不系统，目前，我国桥梁加固维修技术尚不成熟、不系统， 理论分析仍停留在新建桥梁的理论水平上。理论分析仍停留在新建桥梁的理论水平上。 20042004年交通部颁布的年交通部颁布的公路桥涵养护规范公路桥涵养护规范JTG JTG H11 2004H11 2004和和20082008年年8 8月，交通运输部发布的月，交通运输部发布的公路桥公路桥 梁加固设计规范梁加固设计规范（JTG/T J

8、22-2008JTG/T J22-2008）和）和公路桥公路桥 梁加固施工技术规范梁加固施工技术规范（ JTG/T J23-2008JTG/T J23-2008），将我），将我 国桥梁的损伤评定分类和加固维修的设计和维修加固国桥梁的损伤评定分类和加固维修的设计和维修加固 技术纳入了规范化管理。技术纳入了规范化管理。 二二 桥梁维修加固原则桥梁维修加固原则 1 根据不同桥梁的结构和材料特点，在成本可控的前根据不同桥梁的结构和材料特点，在成本可控的前 提下，采用不同的加固维修方法，更换或修复损坏的提下，采用不同的加固维修方法，更换或修复损坏的 桥梁构件，使桥梁整体恢复到原有的设计承载能力，桥梁构件

9、，使桥梁整体恢复到原有的设计承载能力， 保证桥梁的设计使用寿命。保证桥梁的设计使用寿命。 2 对一些通过加固维修不能恢复原有设计承载能力对一些通过加固维修不能恢复原有设计承载能力 但又必须继续使用的的桥梁，要确定好加固后桥梁的但又必须继续使用的的桥梁，要确定好加固后桥梁的 实际荷载等级和桥梁的剩余使用寿命。实际荷载等级和桥梁的剩余使用寿命。 3 一般情况，不宜通过桥梁加固提高原有桥梁的设一般情况，不宜通过桥梁加固提高原有桥梁的设 计承载能力；也不宜通过桥梁加固改变桥梁的结构受计承载能力；也不宜通过桥梁加固改变桥梁的结构受 力体系。力体系。 4 用于桥梁加固维修的材料必须通过国家权威检测用于桥梁

10、加固维修的材料必须通过国家权威检测 机构检测认证、各项性能指标满足现行规范和设计要机构检测认证、各项性能指标满足现行规范和设计要 求。求。 三、桥梁加固维修的 常用技术及研讨 1、主动加固技术、主动加固技术 2、被动加固技术、被动加固技术 1、主动加固技术 方方 法法：施加预应力、改变结构体系等，改变结构原有：施加预应力、改变结构体系等，改变结构原有 的受力行为。的受力行为。 特特 点点：改善桥梁恒载的内力分配，增加全桥刚度，闭：改善桥梁恒载的内力分配，增加全桥刚度，闭 合裂缝，并调整变形。合裂缝，并调整变形。 涉及因素涉及因素：结构原有内力的状况、原桥的施工工艺、混：结构原有内力的状况、原桥

11、的施工工艺、混 凝土的强度、预应力的损失、支座型式凝土的强度、预应力的损失、支座型式 、加、加 固的工艺等固的工艺等 效效 果果：方法得当可有效的改变结构损伤状况；方法失：方法得当可有效的改变结构损伤状况；方法失 误可加重损伤，甚至垮塌。误可加重损伤，甚至垮塌。 举举 例：施加体外预应力、例：施加体外预应力、 1.1 施加体外预应力加固 施加体外预应力加固可以较好的提高梁体的抗弯截面模量，减小施加体外预应力加固可以较好的提高梁体的抗弯截面模量，减小 梁体绕度，减小受拉区梁体裂缝，从而调整原结构的受力状况，提高梁体绕度，减小受拉区梁体裂缝，从而调整原结构的受力状况，提高 刚度及抗裂性。由于自重增

12、加小，减小了对墩台及基础受力状况的影刚度及抗裂性。由于自重增加小，减小了对墩台及基础受力状况的影 响，可节省对墩台及基础的加固量。响，可节省对墩台及基础的加固量。 适用性：可在不限制通行的条件下进行加固施工，既可作为桥梁适用性：可在不限制通行的条件下进行加固施工，既可作为桥梁 通过重车的临时加固手段，也可作为永久提高承载能力的措施。通过重车的临时加固手段，也可作为永久提高承载能力的措施。 使用注意的问题：新旧混凝土结合问题、预应力索或预应力筋及使用注意的问题：新旧混凝土结合问题、预应力索或预应力筋及 钢构件的防腐问题。钢构件的防腐问题。 1.1 施加体外预应力加固 施工准备 放样确定转向块、

13、锚固块的位置 钻孔、种植钢筋 绑扎钢筋、预应力孔道、 立模浇筑混凝土 穿索、张拉、锚固 清理场地，竣工验收 梁体病害修复 施工工艺流程施工工艺流程： 1 1、钻孔、种植钢筋、钻孔、种植钢筋 1.1 施加体外预应力加固 2 2、绑扎钢筋、布置预应力孔道、绑扎钢筋、布置预应力孔道 1.1 施加体外预应力加固 1.1：施加体外预应力加固 3 3、立模、浇注混凝土、立模、浇注混凝土 4 4、安装索套管、穿索、张拉、锚固、安装索套管、穿索、张拉、锚固 1.1 施加体外预应力加固 1.1 ：施加体外预应力加固 张拉锚固：张拉锚固： 对称、均衡张拉至设计吨位，施加张拉力次序可为：对称、均衡张拉至设计吨位，施

14、加张拉力次序可为： 0 015%15%0 050%50%80%80%100%100%。张拉施工方法按现行张拉施工方法按现行 公路桥涵施工技术规范公路桥涵施工技术规范的相关规定执行。的相关规定执行。 1.1 施加体外预应力加固 1.1: 施加体外预应力加固 4 4、管道压浆、完成体外索施工、管道压浆、完成体外索施工 1.1 施加体外预应力加固 中小桥体外预应力施工中小桥体外预应力施工 1.1 施加体外预应力加固(中小桥) 增加横隔板加固可以明显改善增加横隔板加固可以明显改善T T型梁桥铰缝开裂病害，型梁桥铰缝开裂病害， 防止病害扩展。防止病害扩展。 优点：优点：不影响桥下净空，对原桥景观基本无改

15、变。不影响桥下净空，对原桥景观基本无改变。 适用性：适用性：适用于因横向联系较差而降低承载力的桥适用于因横向联系较差而降低承载力的桥 梁上部结构。梁上部结构。 增加横隔板加固只是将相对集中的荷载进行了分散，增加横隔板加固只是将相对集中的荷载进行了分散， 对桥梁整体承载能力并无实质性的提高。加固效果并不对桥梁整体承载能力并无实质性的提高。加固效果并不 明显，需配合其他方法同时进行。明显，需配合其他方法同时进行。 对混凝土梁桥，增加混凝土横隔板的效果好于增加对混凝土梁桥，增加混凝土横隔板的效果好于增加 钢横隔板。钢横隔板。 1.2 增加隔板加固 施工工艺流程：施工工艺流程： 搭设支架 确定新增横隔

16、板位置 砼表面清理、凿毛 探测梁体钢筋位置 钻孔、植筋 连接横隔板主筋、绑 扎箍筋 吊模灌注砼及养生 预应力张拉、锚固 1.2 增加隔板加固 1 1、钻孔、植筋、绑扎主筋和箍筋、钻孔、植筋、绑扎主筋和箍筋 1.2 增加隔板加固 2 2、吊模、灌注混凝土及养生、吊模、灌注混凝土及养生 采用加大桥面铺装钢筋直径的方法对绞缝开裂病害进行修补，采用加大桥面铺装钢筋直径的方法对绞缝开裂病害进行修补， 是基于原桥面铺装钢筋网设计直径过小或网格过大，或由于施工质量是基于原桥面铺装钢筋网设计直径过小或网格过大，或由于施工质量 原因造成的绞缝开裂病害而进行的维修方法。该方法全部在桥面施工，原因造成的绞缝开裂病害

17、而进行的维修方法。该方法全部在桥面施工， 要求中断至少半幅交通。要求中断至少半幅交通。 适用性：适用性：适用于允许中断交通的小跨径适用于允许中断交通的小跨径T 梁或板梁桥。梁或板梁桥。 优缺点：优缺点：施工时桥上交通受阻施工时桥上交通受阻,不允许中断交通的桥梁不宜采用不允许中断交通的桥梁不宜采用; 将增加结构自重产生的弯矩将增加结构自重产生的弯矩,结构的承载力提高不显著。结构的承载力提高不显著。 1.3: 加大桥面铺装钢筋 施工工艺流程：施工工艺流程： 交通管制交通管制 破碎拆除原桥面铺装破碎拆除原桥面铺装 层层 结合面处理结合面处理 种植钢筋种植钢筋 铺设桥面铺装钢筋网铺设桥面铺装钢筋网 浇

18、筑桥面砼浇筑桥面砼 浇筑桥面其它铺装层和恢复浇筑桥面其它铺装层和恢复 桥面系其它构造物桥面系其它构造物 完成加固施工恢复交完成加固施工恢复交 通通 1.3 加大桥面铺装钢筋 3 3、种植钢筋，绑扎桥面钢筋网、种植钢筋，绑扎桥面钢筋网 4 4、浇筑桥面砼、桥面铺装、浇筑桥面砼、桥面铺装 1.3 加大桥面铺装钢筋 1.4 加强铰缝连接的一种方法 增大截面与配筋加固法一般采用在梁底面或侧面加大尺寸，增大截面与配筋加固法一般采用在梁底面或侧面加大尺寸， 增配主筋，以提高主梁截面的有效高度，从而达到提高桥梁承增配主筋，以提高主梁截面的有效高度，从而达到提高桥梁承 载能力的目的。载能力的目的。 适用性：适

19、用性：适用于桥下净空较高，允许增加主梁高度的情况。适用于桥下净空较高，允许增加主梁高度的情况。 优缺点：优缺点：加固效果比较明显，但施工工艺复杂，技术要求加固效果比较明显，但施工工艺复杂，技术要求 较高。对桥下净空限制的桥梁不适用。较高。对桥下净空限制的桥梁不适用。 问题：问题：新旧混凝土结合问题、新增钢筋与原钢筋的结合问新旧混凝土结合问题、新增钢筋与原钢筋的结合问 题、混凝土浇筑工艺问题。题、混凝土浇筑工艺问题。 1.5 增大截面与配筋加固 施工工艺流程施工工艺流程： 混凝土表面清理混凝土表面清理 钻孔种植锚筋钻孔种植锚筋 绑扎补强层钢筋网绑扎补强层钢筋网 浇筑（喷射）补强层浇筑（喷射）补强

20、层 混凝土混凝土 施工准备施工准备 竣工验收竣工验收 1.5 增大截面与配筋加固 喷射砼喷射砼加厚后拱圈加厚后拱圈 1.5 增大截面与配筋加固 异形预应力筋上喷干砂浆加厚空心板异形预应力筋上喷干砂浆加厚空心板 1.6 墩台拓宽加固 墩台拓宽加固墩台拓宽加固 桥台病害桥台病害桥台基础拓宽加固桥台基础拓宽加固 1.7 地下连续桩加锚杆加固 地下连续桩加锚杆加固是采用在地基中钻孔、植入锚杆、灌注加地下连续桩加锚杆加固是采用在地基中钻孔、植入锚杆、灌注加 固水泥浆的一种基础加固工法。固水泥浆的一种基础加固工法。 加固施工实例： 基础加固 基础加固 1.7 地下连续桩加锚杆加固 增补基桩加固是在原基础旁

21、钻孔灌注桩或打入桩，再扩大增补基桩加固是在原基础旁钻孔灌注桩或打入桩，再扩大 原承台或将系梁扩大为承台的一种基础加固方法。原承台或将系梁扩大为承台的一种基础加固方法。 适用性：适用性：适用于原桥基础承载力不足的情况。适用于原桥基础承载力不足的情况。 优缺点：优缺点：加固效果明显，但施工中易对原桥基础产生扰动，加固效果明显，但施工中易对原桥基础产生扰动， 方法失当可能造成原桥垮塌。方法失当可能造成原桥垮塌。 问题：问题：施工时最原桥基础的扰动问题。施工时最原桥基础的扰动问题。 1.8 增补基桩加固 施工工艺框图：施工工艺框图： 施工准备施工准备 基坑开挖基坑开挖 安装钻机或打桩机安装钻机或打桩机

22、 钻孔、浇筑灌注桩混钻孔、浇筑灌注桩混 凝土或打入桩凝土或打入桩 浇筑加固承台浇筑加固承台 上部结构及桥面系恢复，上部结构及桥面系恢复， 完成加固施工完成加固施工 1.8 增补基桩加固 1.9 扩大基础加固 扩大基础加固的主要内容为增大基础的受力面积来提高桥梁扩大基础加固的主要内容为增大基础的受力面积来提高桥梁 基础的承载力，防止桥梁基础进一步沉降。基础的承载力，防止桥梁基础进一步沉降。 扩大基础加固对原基础基本不影响，施工安全性较高。扩大基础加固对原基础基本不影响，施工安全性较高。 施工工艺框图：施工工艺框图： 基础开挖基础开挖 原基础混凝土病原基础混凝土病 害及表面处理害及表面处理 钻孔、

23、种植锚筋钻孔、种植锚筋 施工准备施工准备 绑扎新增基础混绑扎新增基础混 凝土钢筋凝土钢筋 立模浇筑新增基立模浇筑新增基 础混凝土础混凝土 基坑回填、完成基坑回填、完成 加固施工加固施工 2、被动加固法 方方 法法：主要是裂缝修补、粘贴碳纤维、钢板、补强普通：主要是裂缝修补、粘贴碳纤维、钢板、补强普通 钢筋等钢筋等 特特 点点：不改变结构的恒载内力状况，方法灵活，可根据：不改变结构的恒载内力状况，方法灵活，可根据 裂缝的位置方向随意设置裂缝的位置方向随意设置 作作 用用：控制裂缝进一步开展，提高桥梁承载能力：控制裂缝进一步开展，提高桥梁承载能力 缺缺 点点：对已存在的裂缝需压浆封闭后再进行被动加

24、固：对已存在的裂缝需压浆封闭后再进行被动加固 适用范围适用范围：多适用于在恒载作用下承载力满足要求但活载：多适用于在恒载作用下承载力满足要求但活载 作用下承载力不满足的情况，在中小桥和大桥进行加固作用下承载力不满足的情况，在中小桥和大桥进行加固 时常采用时常采用 2.1 修补裂缝 施工前应详细检查裂缝施工前应详细检查裂缝 的走向、分布、缝宽及的走向、分布、缝宽及 深度，数量，并进行分深度，数量，并进行分 类、标记和记录，根据类、标记和记录，根据 裂缝宽度，采取以下修裂缝宽度，采取以下修 补方法：补方法： 表面封闭法表面封闭法 自动低压灌注法自动低压灌注法 裂缝检查、标记裂缝检查、标记 2.1

25、修补裂缝 表面封闭法：表面封闭法： 施工工艺：施工工艺： 1、清理混凝土表面（打磨）、清理混凝土表面（打磨）2、涂刷裂缝修补胶、涂刷裂缝修补胶 自动低压灌注法（壁可法）：自动低压灌注法（壁可法）： 施工工艺框图：施工工艺框图： 清理混凝土表面清理混凝土表面 灌注材料称量拌和灌注材料称量拌和 安装注入座安装注入座 封闭裂缝外口封闭裂缝外口 严格按程序注胶严格按程序注胶 注浆质量检验注浆质量检验 表面清理、涂装表面清理、涂装 2.1 修补裂缝 1 1、裂缝表面处理：、裂缝表面处理： 2.1 修补裂缝 2 2、安装注浆座：、安装注浆座：3 3、封闭裂缝外口：、封闭裂缝外口： 2.1 修补裂缝 4 4

26、、注胶、注胶 5 5、灌胶质量检验、灌胶质量检验 2.1 修补裂缝 6 6、表面清理、涂装、表面清理、涂装 2.1 修补裂缝 2.2 粘帖纤维复合材料 粘贴纤维复合材料的加固方法是利用符合现行国家标准的粘贴纤维复合材料的加固方法是利用符合现行国家标准的定向纤定向纤 维增强塑料拉伸性能试验方法维增强塑料拉伸性能试验方法（GB/T3354）中各项力学性能指标的纤）中各项力学性能指标的纤 维片材（或布），通过同样满足要求的粘结材料与混凝土结构结合紧密，维片材（或布），通过同样满足要求的粘结材料与混凝土结构结合紧密， 剪力顺利传递而共同工作，提高混凝土结构的受力性能。剪力顺利传递而共同工作，提高混凝土

27、结构的受力性能。 施工工艺框图： 搭设支架 砼基底处理 涂底胶 涂找平胶找平粘贴面 粘贴纤维复合材料 自检粘贴质量 自然养护、表面涂装 检查验收 1 1、裂缝封闭、基底处理：、裂缝封闭、基底处理： 砼表面打磨砼表面打磨 2.2 粘帖纤维复合材料 2 2、涂底胶：、涂底胶： 2.2 粘帖纤维复合材料 3 3、修整找平层、修整找平层4 4、粘贴纤维材料、粘贴纤维材料 2.2 粘帖纤维复合材料 2.3 粘贴钢板加固 粘贴钢板加固作用与粘贴碳纤维布的加固作用类似。粘贴钢板加固作用与粘贴碳纤维布的加固作用类似。 粘贴钢板施工需待混凝土缺陷修补、裂缝修补完成后进行。粘贴钢板施工需待混凝土缺陷修补、裂缝修补

28、完成后进行。 施工工艺框图：施工工艺框图： 钢板制作及砼表面处理 砼粘贴面种植锚筋 钢板配套打孔并试配 配置钢板胶并涂覆与钢 板、砼粘贴面 贴合钢板至砼粘贴面 加压锚固 粘贴质量检验 表面涂装 1 1、钢板制作及砼表面处理、钢板制作及砼表面处理 2.3 粘贴钢板加固 2 2、钻孔、植入锚栓、钻孔、植入锚栓 3 3、涂胶、贴合钢板，加压锚固、涂胶、贴合钢板，加压锚固 4 4、钢板防腐处理、钢板防腐处理 2.3 粘贴钢板加固 3 关于部分常用加固方法的探讨 增大截面、体外预应力等加固方法都存在应力滞后的增大截面、体外预应力等加固方法都存在应力滞后的 问题：加固前原结构已经承受荷载（即第一次受力），

29、特问题：加固前原结构已经承受荷载（即第一次受力），特 别是当承载能力不足时，加固前原结构的截面应力、应变别是当承载能力不足时，加固前原结构的截面应力、应变 水平一般都很高。新加固部分加固后并不立即承受荷载，水平一般都很高。新加固部分加固后并不立即承受荷载， 而是在新荷载（即二次加载）下才开始受力。从而导致整而是在新荷载（即二次加载）下才开始受力。从而导致整 个加固结构在其后的第二次受力过程中新加部分的应力、个加固结构在其后的第二次受力过程中新加部分的应力、 应变始终滞后于原结构的累计应力和应变。所以，混凝土应变始终滞后于原结构的累计应力和应变。所以，混凝土 结构加固计算分析不能够完全按普通结构

30、概念进行。加固结构加固计算分析不能够完全按普通结构概念进行。加固 结构的承载力与新旧两部分的应力差值或应变差值直接相结构的承载力与新旧两部分的应力差值或应变差值直接相 关，与原结构的极限变形值有关，与两部分材料的应力关，与原结构的极限变形值有关，与两部分材料的应力 应变关系有关。应变关系有关。 改变结构体系的主动加固方法要慎用改变结构体系的主动加固方法要慎用 如：如：T T型刚构改成连续钢构型刚构改成连续钢构 连续梁改成矮塔斜拉桥连续梁改成矮塔斜拉桥 等等 桥梁加固维修关键技术，是指更换原桥部分病害结桥梁加固维修关键技术，是指更换原桥部分病害结 构件，如斜拉桥拉索、拱桥吊杆系杆、悬索桥吊杆、桥

31、构件，如斜拉桥拉索、拱桥吊杆系杆、悬索桥吊杆、桥 梁支座、伸缩缝等，或对桥梁因外因引起的偏移进行复梁支座、伸缩缝等，或对桥梁因外因引起的偏移进行复 位施工。位施工。 桥梁加固维修的目的一般是使桥梁恢复到原设计承桥梁加固维修的目的一般是使桥梁恢复到原设计承 载能力，通常需和前述的主动和被动加固法配合进行。载能力，通常需和前述的主动和被动加固法配合进行。 四四 桥梁加固维修关键技术桥梁加固维修关键技术 斜拉索更换，其难点是旧索的拆除，由于早期斜拉斜拉索更换，其难点是旧索的拆除，由于早期斜拉 桥设计及施工原因，旧斜拉索拆除困难甚至无法拆除。桥设计及施工原因，旧斜拉索拆除困难甚至无法拆除。 一般要求在

32、不中断交通的情况下，用最快最安全的一般要求在不中断交通的情况下，用最快最安全的 方法拆除旧斜拉索，进行常规的新索安装。实现快速换方法拆除旧斜拉索，进行常规的新索安装。实现快速换 索，从而尽量减少交通枢纽的壅堵时间。索，从而尽量减少交通枢纽的壅堵时间。 其关键技术是设计用专用工具在斜拉索在还存在应其关键技术是设计用专用工具在斜拉索在还存在应 力的情况下，将将要拆除的斜拉索的切割部位的拉索应力的情况下，将将要拆除的斜拉索的切割部位的拉索应 力转换为零，强行割断，强行拔出，从而实现快速更换。力转换为零，强行割断，强行拔出，从而实现快速更换。 1 ：斜拉桥拉快速更换拉索 拉索更换施工工艺流程：拉索更换

33、施工工艺流程： 施工准备施工准备 塔端松锚放张塔端松锚放张 梁端退锚、梁端退锚、 拆除旧索拆除旧索 清理索孔清理索孔 新索制备新索制备 塔端挂索塔端挂索 塔端张拉塔端张拉 下一组索更换下一组索更换 整体索力调整整体索力调整 梁端穿索锚固梁端穿索锚固 1 斜拉桥快速更换拉索 1、施工准备： 施工升降平台施工升降平台塔顶吊索辅助设施塔顶吊索辅助设施 1 斜拉桥快速更换拉索 2 2、塔端松锚放张使拉索存在一定内力塔端松锚放张使拉索存在一定内力 松锚常采用穿心式千斤顶、松锚常采用穿心式千斤顶、 张拉丝杆及撑脚等配合进行张拉丝杆及撑脚等配合进行。 3 3、将要切割段拉索内力转换将要切割段拉索内力转换 为

34、零为零 1 斜拉桥快速更换拉索 4 割断斜拉索 放下已割断的斜拉索 4 4、新索制备、运输、桥面展开、新索制备、运输、桥面展开 1 斜拉桥快速更换拉索 5 5、梁端穿索、梁端穿索6 6、塔端挂索、塔端挂索（关键步骤）（关键步骤） 1 斜拉桥快速更换拉索 安装定位快，更换完成后的斜拉索 7 7、张拉、调整索力、张拉、调整索力（关键步骤）（关键步骤） 动画演示：石门大桥换索动画演示：石门大桥换索 1 斜拉桥快速更换拉索 换索施工动画换索施工动画 2 拱桥吊杆和系杆更换 在拱桥中，一对吊杆或系杆对应一根横梁，缺任何一根杆件均在拱桥中，一对吊杆或系杆对应一根横梁，缺任何一根杆件均 不能保持桥梁原有状态

35、，因此，吊杆（系杆）更换必须考虑原吊杆不能保持桥梁原有状态，因此，吊杆（系杆）更换必须考虑原吊杆 （系杆）受力的转移，即用另外的替代杆件作临时吊杆（系杆），（系杆）受力的转移，即用另外的替代杆件作临时吊杆（系杆）， 使原吊杆（系杆）的受力完全卸除，再予以成对同时更换使原吊杆（系杆）的受力完全卸除，再予以成对同时更换。 施工工艺框图：施工工艺框图： 施工准备 临时拉杆、分 配梁加工制作 安装分配梁、 穿临时拉杆 张拉临时拉杆， 更换吊杆（系杆） 张拉新吊杆（系 杆），调节桥面 标高 拆除分配梁、临 时拉杆系 更换下一对吊杆 （系杆） 竣工验收、 开放交通 1 1、安装分配梁，穿临时拉杆、安装分配

36、梁，穿临时拉杆 2 2、张拉临时拉杆，更换吊杆（系杆）、张拉临时拉杆，更换吊杆（系杆） 2 拱桥吊杆和系杆更换 施工动画演示：潮白河大桥更换系杆 2 拱桥吊杆和系杆更换 桥梁桥梁整体顶升整体顶升，是将桥梁的一联（，是将桥梁的一联（可包含多跨可包含多跨）进行）进行 同步平行顶升同步平行顶升或或绕一点向上平转绕一点向上平转，其特点是，其特点是不改变梁体的不改变梁体的 内力内力，对梁体，对梁体不会造成二次伤害不会造成二次伤害，是一种最为，是一种最为先进、科学先进、科学 的桥梁支座更换和梁体纠偏的施工技术。的桥梁支座更换和梁体纠偏的施工技术。 3 整体顶升法更换支座 施工工艺流程：施工工艺流程： 施工

37、准备施工准备 千斤顶支撑面处理千斤顶支撑面处理 安装千斤顶、油泵安装千斤顶、油泵 油路、电路、监控油路、电路、监控 仪器设备等仪器设备等 试顶、检查设备运试顶、检查设备运 行情况行情况 起梁、更换支座起梁、更换支座 新支座准备新支座准备 卸载落梁、完成支卸载落梁、完成支 座更换施工座更换施工 3 整体顶升法更换支座 1 1、布置千斤顶安装平台、布置千斤顶安装平台 钢管柱支撑平台钢管柱支撑平台墩柱上外包钢构件支撑平台墩柱上外包钢构件支撑平台 3 整体顶升法更换支座 2 2、安装千斤顶、油泵油路、安装千斤顶、油泵油路、 电路、监控仪器设备等电路、监控仪器设备等 3 3、试顶，检查设备运行情况、试顶

38、，检查设备运行情况 3 整体顶升法更换支座 4 4、起梁、更换支座、起梁、更换支座 3 整体顶升法更换支座 6 6、卸载落梁、完成支座更换施工、卸载落梁、完成支座更换施工 3 3 整体顶升法更换支座整体顶升法更换支座 动画演示：动画演示： 薛典立交整体顶升施工薛典立交整体顶升施工 3 3 整体顶升法更换支座整体顶升法更换支座 4 4 顶升法进行梁体纠偏顶升法进行梁体纠偏 整体顶升法进行支座更换，梁体位移方向是单一的竖向，而采整体顶升法进行支座更换，梁体位移方向是单一的竖向，而采 用顶升法对梁体进行纠偏施工，梁体位移方向包括竖向、纵向和横向用顶升法对梁体进行纠偏施工，梁体位移方向包括竖向、纵向和

39、横向 三个方向，施工工序较支座更换复杂一些，其三个方向，施工工序较支座更换复杂一些，其施工工艺流程施工工艺流程如下：如下： 施工准备 制作安装横向、纵向 顶推反力座 竖向顶升，更换原支 座为滑板支座、落梁 安装横向、纵向顶推 千斤顶，实施横向、 纵向顶推纠偏 再次起梁，更换支座 为原设计支座类型 完成纠偏施工、 竣工验收 1 在桥墩上均衡安装千斤顶在桥墩上均衡安装千斤顶 做好整体顶升做好整体顶升T梁的准备。梁的准备。 2 在桥墩和桥台上布设用型在桥墩和桥台上布设用型 钢作成的滑轨，滑轨上按钢作成的滑轨，滑轨上按 装四氟板。装四氟板。 3 利用连续钢构主桥和引桥利用连续钢构主桥和引桥 的支座垫石

40、作反力的着支的支座垫石作反力的着支 点，用型钢设置桥梁整体点，用型钢设置桥梁整体 位移的反力架，安装纵横位移的反力架，安装纵横 移千斤顶。移千斤顶。 4 4 顶升法进行梁体纠偏顶升法进行梁体纠偏 4 4 同步均衡，整体顶升桥梁，同步均衡，整体顶升桥梁， 将桥梁置放于滑轨的四氟将桥梁置放于滑轨的四氟 板滑板上。板滑板上。 5 5 修复支座垫石，重新安装修复支座垫石，重新安装 桥梁支座桥梁支座 6 6 纵、横顶移桥梁，使桥梁纵、横顶移桥梁，使桥梁 归位。归位。 7 7 整体落位桥梁安放在桥梁整体落位桥梁安放在桥梁 支座上，桥梁纠偏完成。支座上，桥梁纠偏完成。 8 8 按以上步骤进行按以上步骤进行T

41、 T梁逐联复梁逐联复 位。位。 4 4 顶升法进行梁体纠偏顶升法进行梁体纠偏 五五. .一二地震后一二地震后庙子坪大桥纠偏庙子坪大桥纠偏 4 4 顶升法进行梁体纠偏顶升法进行梁体纠偏 动画演示：厦门机场路环岛北路互通立交纠偏施工动画演示：厦门机场路环岛北路互通立交纠偏施工 5 5 顶升法进行梁体纠偏顶升法进行梁体纠偏 5 伸缩缝快速维修 伸缩缝是桥梁路面中最薄弱的环节，也是最容易损伸缩缝是桥梁路面中最薄弱的环节，也是最容易损 坏的组成部分，在一些交通繁忙的道路（如机场高速公坏的组成部分，在一些交通繁忙的道路（如机场高速公 路）上，一般不能中断交通，即使占道施工也具有一定路）上，一般不能中断交通

42、，即使占道施工也具有一定 的时间限制，通常的伸缩缝更换施工，由于混凝土的凝的时间限制，通常的伸缩缝更换施工，由于混凝土的凝 固时间较长，施工占道时间较长，不能满足繁忙交通的固时间较长，施工占道时间较长，不能满足繁忙交通的 要求，因此，伸缩缝的快速修补显得尤为重要，意义非要求，因此，伸缩缝的快速修补显得尤为重要，意义非 凡。凡。 伸缩缝快速修补伸缩缝快速修补施工工艺流程：施工工艺流程： 施工准备施工准备 放样、切割、放样、切割、 破除伸缩缝砼破除伸缩缝砼 拆除原伸缩缝拆除原伸缩缝 修整槽口修整槽口 新伸缩缝就位、新伸缩缝就位、 焊接焊接 浇筑快速混凝浇筑快速混凝 土土 完成伸缩缝更完成伸缩缝更

43、换施工、开放换施工、开放 交通交通 低于低于8小时小时 5 伸缩缝快速维修 水泥基修补材料有机修补材料无机非金属修补材 料 典型材料 水泥加早强剂、特种 早强水泥、复配水泥 等 环氧树脂等修复王等 投入使用时间一般要求8到24个小时1到2个小时10分钟到3个小时 粘结性（粘结强度、粘 结方式） 差较好好 匹配性（热胀系数、强 度、颜色等） 好差好 干缩裂缝差较好好 耐久性（抗老化性、耐 腐蚀性） 好差好 价格便宜贵较贵 几类常见的水泥混凝土路面修补材料及其主要性能特点几类常见的水泥混凝土路面修补材料及其主要性能特点 用混凝土材料快速修补伸缩缝用混凝土材料快速修补伸缩缝 伸缩缝快速修补 伸缩缝快

44、速修补 1 1、施工准备、交通管制、施工准备、交通管制 2 2、放样、切割、破除伸缩缝砼、放样、切割、破除伸缩缝砼 5 伸缩缝快速维修 3 3、拆除原伸缩装置、清理槽口，、拆除原伸缩装置、清理槽口， 补齐锚筋补齐锚筋 4 4、新伸缩缝就位、焊接、新伸缩缝就位、焊接 5 伸缩缝快速维修 5 5、浇筑快速混凝土、浇筑快速混凝土 7 7、完成更换施工、完成更换施工 混凝土浇筑混凝土浇筑2 2小时后对混凝土强度小时后对混凝土强度 进行检测，如符合通车条件后，进行检测，如符合通车条件后， 清理施工场地，开放交通，完成清理施工场地，开放交通，完成 伸缩缝快速修补施工。伸缩缝快速修补施工。 5 5 伸缩缝快

45、速维修伸缩缝快速维修 6 6、混凝土面抹平、修整、混凝土面抹平、修整 施工动画演示：施工动画演示： 北京首都机场高速公路伸缩缝快速更换北京首都机场高速公路伸缩缝快速更换 6 6 伸缩缝快速维修伸缩缝快速维修 五五 对美国明尼苏达密西西比大桥垮塌及重建的思考对美国明尼苏达密西西比大桥垮塌及重建的思考 五五 对美国明尼苏达密西西比大桥垮塌及重建的思考对美国明尼苏达密西西比大桥垮塌及重建的思考 一座运行了40年的钢板桥面钢桁架桥，正在进行加固维修，在没 有任何先兆的情况下突然垮塌，垮塌主要原因是关键节点钣的强 度或材质存在隐患。 钢结构桥梁，关键构件存在局部强度不足或缺损，是不少桥梁事 故的重要原因

46、，值得我们高度重视。我国的一些钢桥也存在这样 的问题。 五五 对明尼苏达州大桥垮塌及重建的思考对明尼苏达州大桥垮塌及重建的思考 混凝土预制节段拼装法桥梁是一项现代建桥技术，分为逐跨拼装和悬混凝土预制节段拼装法桥梁是一项现代建桥技术，分为逐跨拼装和悬 臂拼装两大类，跨度臂拼装两大类，跨度20-400米以上；能有效保证桥梁质量和耐久性，米以上；能有效保证桥梁质量和耐久性， 是值得推广的桥型。是值得推广的桥型。 混凝土预制节段拼装桥梁设体内和体外预应力两种受力体系，体外预混凝土预制节段拼装桥梁设体内和体外预应力两种受力体系，体外预 应力的破坏一般为塑性破坏，使桥梁的安全和耐久性得到保证。应力的破坏一

47、般为塑性破坏，使桥梁的安全和耐久性得到保证。 19941994年年3 3月，用悬拼预月，用悬拼预 制节段法建成的我国制节段法建成的我国 第一座主跨超过第一座主跨超过400400 （414414）米的湖北郧阳）米的湖北郧阳 汉江混凝土斜拉桥，汉江混凝土斜拉桥， 运行运行1616年来，混凝土年来，混凝土 主梁未发现裂纹。主梁未发现裂纹。 采用逐跨拼装混凝土预采用逐跨拼装混凝土预 制节段法施工的桥梁制节段法施工的桥梁 五五 对明尼苏达州大桥垮塌及重建的思考对明尼苏达州大桥垮塌及重建的思考 重要桥梁的智能监控系统是现代桥梁设计的必要元素：重要桥梁的智能监控系统是现代桥梁设计的必要元素： 采用可靠的手段

48、和设备（传感器，采用可靠的手段和设备（传感器，GPS等数据采集、数等数据采集、数 据评估分析、传输处理等设备据评估分析、传输处理等设备)组成有效的桥梁智能监控组成有效的桥梁智能监控 系统，对桥梁整体和关键部位的应力应变、位移、荷载、系统，对桥梁整体和关键部位的应力应变、位移、荷载、 损伤情况等进行监控，建立有效的桥梁预警和养护维修损伤情况等进行监控，建立有效的桥梁预警和养护维修 管理机制。保证桥梁在寿命基期内正常运营。管理机制。保证桥梁在寿命基期内正常运营。 六 关于桥梁管理系统的思考关于桥梁管理系统的思考 建立各省市和全国统一的公路桥梁建立各省市和全国统一的公路桥梁 管理系统：根据历史的和已有的桥管理系统：根据历史的和已有的桥 梁健康监测系统资料，将全国的桥梁健康监测系统资料，将全国的桥 梁状况进行数理统计分类，完善现