公路桥梁旧桥加固改造探讨

Word版本，下载可自由编辑公路桥梁旧桥加固改造探讨1问题的提出

随着时光的推移，任何马路桥梁都会成为旧桥。在桥梁使用期间内，因为交通量不断增大、重型车辆增强及超载现象严峻、超限运送的浮现和增强，以及外界各种因素作用和影响，导致桥梁结构产生病害、浮现缺陷，严峻影响到桥梁正常使用。为了保证交通畅通，就需要对桥梁举行修理、加固和改造，提升旧桥的承载能力，确保交通运送的平安。

近20多年来，我国马路建设事业蓬勃进展，马路的通行能力和服务水平进一步得到改善和提升，国家进一步加大了基础设施建设投资，马路面貌日新月异。但是，我国幅员辽阔，就囫囵马路网络而言，在国民经济整体中，马路交通基础设施的“瓶颈”制约因素，并没有得到根本的缓解。在现有些马路上，数以万计的旧桥，因设计荷载标准低，年久失修、失养，正在逐步成为危桥，成了不断提高技术等级的马路上卡脖子路段。我国在20世纪60～70年月修建的桥梁，设计荷载标准较低，而且大部分马路桥梁仍在服役，已不适应交通量日益增长的需要。因此，旧危桥加固、修理任务非常繁重，所有重建既不现实，也不科学。实践证实，采纳适当的加固技术和拓宽措施，对恢复和提升旧桥的承载能力及通行能力，延伸桥梁的使用寿命，以满足现代化交通运送的需要，是可行的。这样一方面能节约大量投资，收到良好的社会经济效益，特殊是对贫穷省份来说，尤为重要；第二，利用修理和改造旧危桥，是消退交通平安隐患，提升马路通行能力和服务水平的有效途径。旧桥加固工作应该说是一项技术上可行、经济上合理的举措。

2桥梁病害分析

2．1引起桥梁病害的缘由分析

桥梁结构的病害表现形式多种多样，引起病害的缘由错综复杂。因为河床屡遭洪水冲刷，河床底部加深，桥梁墩台基础外露、冲空，产生不匀称沉降，导致桥台、拱圈产生附加应力而浮现开裂，有些甚至浮现开合现象；有些桥梁因为桥台较高，受行车及台后土压力的作用，桥台浮现开裂、凸肚等病害；桥面混凝土铺装层因为使用时光长加之重车作用，导致开裂、剥落等病害。从引起病害的缘由来分析，可以将其划分为两大类：

2．1．1由环境作用引起的混凝土结构损伤与破坏因为混凝土的缺陷(例如裂隙、孔道、气泡、孔穴等)，环境中的水及侵蚀性介质就可能渗入混凝土内部，与混凝土中某些成分发生化学、物理反应，引起混凝土损伤，影响结构的受力性能和耐久性。

2．1．2由荷载作用或设计、施工不当造成的混凝土结构损伤因为超载作用引起的裂缝，动力冲击作用引起疲劳破坏。构造措施和施工办法不当引起结构裂缝等。

2．2引起结构裂缝缘由的分析

实践表明，混凝土结构的任何损伤与破坏，普通都是首先在混凝土中浮现裂缝。所以，对混凝土结构的损伤检测，首先应从对结构的裂缝调查、检测与分析人手。混凝土结构的裂缝是由材料内部的初始缺陷、微裂缝的扩展而引起的。引起裂缝的缘由无数，但可归纳为两大类：

2．2．1由外荷载引起的裂缝

由外荷载引起的裂缝称为结构性裂缝(又称为受力裂缝)，其裂缝的分布及宽度与外荷载有关。这种裂缝的浮现，预示结构承载力可能不足或存在其他严峻问题。

2．2．2由变形引起的裂缝

由变形引起的裂缝称为非结构性裂缝，如温度变化、混凝土收缩等因素引起的结构变形受到限制时，在结构内部就会产生拉应力，当此应力达到混凝土抗拉强度极限值时，即会引起混凝土裂缝，裂缝一旦浮现，变形得到释放，拉应力也就消逝了。

两类裂缝有显然的区分，危害效果也不相同，有时两类裂缝融在一起。X,-I裂缝缘由的分析是裂缝危害性评定，裂缝修补和加固的依据，若对裂缝不经分析讨论就盲目举行处理，不仅达不到预期的效果，还可能潜藏着突发性事故的危急。

3桥梁加固改造技术与办法

3．1旧桥上部结构加固、改造

3．1．1桥面铺装层的加固

桥面铺装层开裂或剥离等病害，对于钢筋混凝土梁板桥简单使钢筋锈蚀，削弱桥梁的横向整体性；同时因为桥面铺装层的破损，引起桥面平整度差，车辆通行时，使桥梁产生震惊，对桥梁产生不利影响，同时又加重了桥面铺装层的病害。按照桥梁的详细状况，采纳不同的加固办法，对于使用年限长、破损严峻的采纳拆除、修复的加固计划。普通先凿除旧桥铺装混凝土，在梁顶重新浇筑一层钢筋混凝土，使其与原有主梁形成整体，改善铰接梁板的荷载横向分布，从而提升桥梁的承载能力。而对于病害较轻，使用年限短，且混凝土强度仍符合设计要求的则先处治病害，在不降低设计荷载标准的前提下可采纳加铺沥青碎石层的计划。

3．1．2增大截面和配筋加固法

当梁的强度、刚度、稳定性和抗裂性能不足时，通常采纳增大构件截面、增强配筋、提升配筋率的加固办法。这种办法是在梁底面或侧面加大尺寸，增配主筋，提升梁的有效高度和抗弯强度，从而提升桥梁的承载力。该办法般用于梁桥及拱桥拱肋的加固。

3．1．3锚喷混凝土加固法

借助高速喷射机械，将新混凝土混合料延续地喷射到已锚固好钢筋网的受喷面上，凝聚硬化而形成钢筋混凝土，从而增大桥梁的受力断面和补强钢筋，加强结构的整体性，使其能承受更大的外荷载作用。

3．1．4粘贴抗拉补强材料(钢板、复合纤维)加固法

当交通量增强，主梁浮现承载力不足时，采纳粘结剂及锚栓，将钢板或高强复合纤维(碳纤维、芳纶纤维等)粘贴锚固在混凝土结构的受拉缘或薄弱部位，使其与结构形成整体，以钢板或高强复合纤维代替增设的补强钢筋，达到提升梁的承载能力的目的。

这种加固办法的特点是：不需要破坏被加固的原结构的尺寸，施工工艺容易，施工质量较简单控制，施工工期短。这种加固办法，设计时必需考虑桥梁带载加固分阶段受力特点。后加补强材料的强度发挥程度受原梁变形的限制，普通状况下是达不到其抗拉强度设计值。特殊是采纳直接粘贴高强复合纤维加固时，在极限状态下，复合纤维的高强抗拉性能根本无法充分发挥作用。若不考虑分阶段受力特点，过高地估量了后加补强材料的作用，设计是担心全的。

3．1．5转变结构受力体系加固法

这种加固、改造办法是利用转变桥梁结构受力体系，达到提升桥梁承载能力的目的。如：在简支梁下增设支架或桥墩，或把简支梁与简支梁纵向加以衔接，由简支变延续梁，或在梁下增设钢桁架等加劲或叠合梁等，以减小梁内应力达到提升梁的承载力目的。转变结构体系的办法有多种，但往往都需要在桥下操作，或设置永远设施，因而削减桥下净空，或施工时会影响通航，所以必需考虑通航及桥梁排洪能力。

3．1．6体外预应力加固法

对于钢筋混凝土或预应力混凝土梁或板桥，采纳对受拉区施以体外预加力加固，可以改善原梁板的应力状态，抵消部分自重应力，起到卸载的作用，从而能较大幅度地提升梁的承载能力和抗裂性能。体外预应力加固法优点是：在自重增强很小的状况下，能够大幅度改善和调节原结构的受力情况，提升承重结构的刚度、抗裂性能；因为承重结构自重增强小，故对墩台及基础受力情况影响很小，可节约对墩台及基础的加固；对桥梁营运影响较小，可在不限制通行的条件下加固施工。预应力加固法既可作为桥梁利用重车的暂时加固手段，又可作为永远性提升桥梁荷载等级的措施。

3．1．7增设纵梁加固法(拓宽改建)

在墩台地基平安性能好，并具有足够承载能力的状况下，可采纳增设承载力高和刚度大的新纵梁。新梁与旧梁相衔接，共同受力。因为荷载在新增主梁后的桥梁结构中重新分布，使原有梁中所受荷载得以削减，由此使加固后的桥梁承载能力和刚度得到提升。当增设的纵梁位于主梁的一侧或两侧时，则兼有加宽的作用。为保证新旧混凝土能够共同工作，必需注重做好新旧梁之间的横向衔接。横向的衔接办法，如：企口铰接、键槽衔接、焊接及钢板铰接等，使新增主梁与旧梁牢固衔接，可提升主梁之间的横向衔接刚度，有利于荷载的横向分布。

3．1．8拱圈增设套拱加固法

当拱式桥梁的主拱圈为等截面或变截面的砖、石或混凝土等实体板拱时，且下部构造元病害，同时桥下净空与泄水面积容许部分缩小时，可在原主拱圈腹面下增设一层新拱圈，即紧贴原拱圈底面上，浇筑或锚喷混凝土新拱圈，形状上就像是在原拱圈下套做了一个新拱圈。

3．2旧桥下部结构加固、改造

桥梁下部构造易产生的缺陷与病害有：墩、台身裂缝、剥落、空洞、老化，钢筋外露、锈蚀，结构变形、移位等；基础不匀称沉陷、滑移和倾斜，基底局部冲空，基础结构物的异样应力和开裂。

3．2．1扩大基础加固法

桥梁基础扩大底面积的加固，称为扩大基础加固法。此法适用于基础承载力不足或埋深太浅，而墩台又是砖石或混凝土刚性实体式基础时的状况。扩大基础底面积应由地基强度验算确定。当地基强度满足要求而缺陷仅仅表现为不匀称沉降变形过大时，采纳扩大基础底面积的加固，主要由地基变形计算来加以选定。

3．2．2增补桩基加固法

当桥梁墩台基底下有软卧层，或墩台基础未下至坚硬岩层时，墩台发生沉陷；当桥梁墩台采纳桩基础，而桩的深度不足，或因为水流冲刷等缘由使桩发生倾斜。这些病害都直接影响桥梁结构的正常使用和服务年限。对此，采纳增补桩基加固法是一种常用而且有效的办法。这种加固办法是：在桩式基础的周围补加钻孔桩，或打人钢筋混凝土预制桩，扩大原承台，以此提供基础的承载力，增加基础的稳定性。

3．2．3钢筋混凝土套箍或护套加固法

当桥梁墩台因为基础埋置深度不够，或因施工质量控制不严等缘由，导致墩台开裂破损时，有时会浮现贯穿裂缝，可采纳钢筋混凝土围带或钢箍举行加固。加固时普通在墩身上中下分设三道围带，其间距应大致相当于桥墩侧面的宽度。当墩台损坏严峻，如有严峻裂缝及大面积表面破损、风化和剥落时，则可采纳围绕囫囵墩台设置钢筋混凝土护套的办法举行加固。

3．2、4桥台新建辅助挡土墙加固法

因为桥台台背水平土压力过大，引起桥台倾斜，应设法实行平衡桥台后壁的土压力处理，在台背之后加建一挡墙，以抵挡过大的土压力。

3．2．5墩台拓宽办法

通过旧桥基础，靠墩台盖梁挑出悬臂加宽部分，以便安装加宽的上部结构。此种状况为只加宽墩台的盖梁，墩台身和基础则不需予以加固。采纳此法加宽墩台时，旧桥墩台基础必需完好、稳定，且需经过承载力验算后才干采纳。否则，