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[摘 要]随着桥梁使用年限的增长以及桥梁负荷的日趋增大，我国很多桥梁均出现了破损，因此研究如何修复这些桥梁已成为当今桥梁设计的重要课题。通过对目前我国大部分桥梁修复的实例分析，桥梁加固是维修病害桥梁、提高桥梁承载能力的最基本、最常用的方法，提出了桥梁加固的基本原则，论述了桥梁加固的常见方法及其机理、特点，给出了桥梁加固的方案选择标准。
[关键词]桥梁工程；加固原则；加固方法；方案选择
中图分类号：K928.78文献标识码：A文章编号：1009-914X（2013）17-0036-01
目前，我国新建桥梁技术发展较快，但桥梁养护维修加固技术的发展相对滞后，现桥梁的加固维修问题已经成为世界普遍关注的课题，越来越引起业内人士的广泛关注。修建年代久远、质量低的旧桥，因设计、施工存在不足以及运营中受损桥梁，因自然地理条件、水文地质等不利因素影响引起桥梁下部、附属设施甚至承重结构损毁和病害的桥梁，其承载能力降低，不能满足日益增长的重载、大交通量的要求，不适合当今经济发展需求，形成了安全隐患。因而需采取有效的维修加固措施，使其恢复原有的技术功能，提高结构的承载能力，使其继续为现代交通运输服务。
一、桥梁加固的基本原则
一般来说，桥梁的加固包括现有桥梁的改造及病害桥梁的修复。其中，现有桥梁的改造一般是由于现在交通运输量的增长、设计荷载标准的提高、公路路基宽度的拓宽等使一些桥梁已不能满足当前交通运输的要求而进行改造；病害桥梁的修复一般是由于桥梁材料的老化，运营养护的不当等使一些桥梁出现了病害而进行维修。桥梁的加固与桥梁的设计一样，除了应满足设计规范，符合技术可行、经济合理、结构安全的原则外，还必须经过一定的程序和步骤，这就是所谓的加固概念设计。
二、桥梁加固方案
根据桥梁的加固原因、加固部位以及现有桥梁本身桥型方案的不同，应采用不同的加固方法。目前，桥梁上部结构常用的加固方法有：体外预应力加固法、增大截面和配筋加固法、桥面补强层加固梁板等；桥梁下部结构常用的加固方法有扩大基础加固法、高压旋喷注浆加固法等。
（一）桥梁上部结构加固
1、体外预应力加固法
体外预应力法的加固原理是在梁的下缘受拉区设置预应力材料，通过张拉对梁体产生偏心预应力，在此偏心压力作用下，使梁体发生上拱，抵消部分自重应力，减小了结构变形和裂缝宽度、改善了结构受力，能够较大幅度的提高结构承载力。与通常的预应力混凝土结构相比，力筋与原结构只在锚固点与梁连接，类似于无粘结预应力结构。这种方法在自重增加很小的情况下可大幅度的改善和调整原结构的状态，提高结构刚度、抗裂性。此法既适用于通行重车时的临时加固，也可作为提高桥梁承载力的永久加固措施。
该方法主要适用情况有：当混凝土梁中预应力筋或普通钢筋严重锈蚀及其它病害造成结构承载力下降；需要提高橋梁的荷载等级；用于控制梁体裂缝及钢筋疲劳应力幅度；适用于高应力状态下的结构，尤其是大型结构的加固等情况。
目前常用的体外预应力的方法有下撑式预应力拉杆加固法和外部预应力钢丝束加固法。
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，通常采用增大构件截面、增加配筋、提高配筋率的加固方法。这种方法是增大梁底面或侧面的尺寸，增配主筋，提高粱的有效高度和抗弯强度，从而提高梁的承载力。该法广泛用于梁桥及拱桥肋的加固。
3、桥面补强层加固梁板
桥面补强层加固梁板主要应用于一些由于原桥面钢筋混凝土铺装破损，造成桥面有坑槽或者下陷情况。为确保结构的安全，通常采用桥面补强层加固法对其进行维修，具体施工工艺，原桥面铺装凿除，浇注16cmC40防水钢筋混凝土，原桥伸缩缝装置原状利用。以增大主梁有效高度及改善桥梁荷载横向分布能力，从而达到提高单梁承载能力或桥梁结构整体承载力目的。采用此法时先将原桥面铺装全部凿除，拉毛洗净，预制空心板顶面做成凸凹不小于6mm的粗糙面，布设φ12的钢筋网，间距10cm，凿除铺装后布设钢筋网。使新旧层面充分结合，以利整体受力，提高抵抗厚度增加引起的桥梁恒载的能力。该法在山东省桥梁加固中应用比较广泛，尤其适用于较小跨径的梁板桥梁。
（二）桥梁墩台与基础加固
1、扩大基础加固法
桥梁基础扩大底面积的加固方法，称为扩大基础加固法。此法适应于基础承载力不足或埋置太浅，而墩台又是砖石或混凝土刚性实体或基础时的情况。当构造物基础具有较大的不均匀沉降，并且地基土质比较坚实时，可以采用扩大基础法进行加固。而对于扩大部分基础底部的地基承载力不足的问题，可采取在扩大部分基础下打入一定数量的桩以提高地基承载力，桩的参数根据地基变形计算来加以选定。扩大基础加固法，施工比较简单。缺点是它必须使新老基础连成一体共同承受上部荷载，故其加固费用较高，而且加固效果也不易控制。
2、高压旋喷注浆加固法
高压旋喷注浆，就是先利用钻机把带有喷嘴的注浆管钻入土层的预定位置，旋转并以一定的速度提升，同时将浆液或水以高压流的形式从喷嘴里射出，冲击破坏土体，高压流切割并搅碎土层，使其成颗粒状分散，一部分被浆液和水带出钻孔，另一部分则与浆液搅拌混合，随着浆液的凝固，组成具有一定强度和抗渗能力的固结体，从而对地基进行加固的一种加固方法。旋喷注浆加固法，用途广泛，加固地基的质量可靠而且效果好，成本低，加固效果明显，且施工便捷，目前已逐渐成为我国常用的对桥梁墩台基础处理方法之一。
3、改变结构受力体系的加固法
这种加固改造方法是通过改变桥梁结构受力体系，达到提高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连接，由简支梁变为连续梁，或在梁下增设钢桁架等加劲梁或叠合梁，以减小梁的内应力，达到提高桥梁的承载力的目的。改变结构体系的方法以有多种，但往往都需要在桥下操作，或设置永久设施，因而，减小了桥下净空，或施工时会影响通航，所以必须考虑桥下通航及排洪能力。用临时支架加固时，改变了原简支梁的受力体系，支点处将产生弯矩，故必须进行受力验算。
三、桥梁加固方案的选择
加固方案与诸多因素有关，选择合理的加固方案非常重要，常考虑下列因素：1、桥梁结构型式；2、桥位地形、水文、自然状况；3、桥梁现状分析研究结论；4、施工技术水平；5、能否封闭交通；6、预期加固效果；7、资金投入量。
建议加宽加固同时进行时，宜将加宽部分与原桥连为整体，以充分发挥新加部分的卸载作用。上述各种常见加固方法可综合运用，优化组合，更能体现出加固效果及经济效益。
四、结语
桥梁的加固维修问题已经成为世界普遍关注的课题，桥梁加固是一项探索性、实践性、技术性较强的工作，需要在实践中不断积累经验，总结分析后期使用效果，判断加固方法的科学性、适用性和针对性。
参考文献
[1] 谌润水，胡钊芳，帅长斌.公路旧桥加固技术[M].北京：人民交通出版社，2002.
[关键词]桥梁工程；加固原则；加固方法；方案选择
中图分类号：K928.78文献标识码：A文章编号：1009-914X（2013）17-0036-01
目前，我国新建桥梁技术发展较快，但桥梁养护维修加固技术的发展相对滞后，现桥梁的加固维修问题已经成为世界普遍关注的课题，越来越引起业内人士的广泛关注。修建年代久远、质量低的旧桥，因设计、施工存在不足以及运营中受损桥梁，因自然地理条件、水文地质等不利因素影响引起桥梁下部、附属设施甚至承重结构损毁和病害的桥梁，其承载能力降低，不能满足日益增长的重载、大交通量的要求，不适合当今经济发展需求，形成了安全隐患。因而需采取有效的维修加固措施，使其恢复原有的技术功能，提高结构的承载能力，使其继续为现代交通运输服务。
一、桥梁加固的基本原则
一般来说，桥梁的加固包括现有桥梁的改造及病害桥梁的修复。其中，现有桥梁的改造一般是由于现在交通运输量的增长、设计荷载标准的提高、公路路基宽度的拓宽等使一些桥梁已不能满足当前交通运输的要求而进行改造；病害桥梁的修复一般是由于桥梁材料的老化，运营养护的不当等使一些桥梁出现了病害而进行维修。桥梁的加固与桥梁的设计一样，除了应满足设计规范，符合技术可行、经济合理、结构安全的原则外，还必须经过一定的程序和步骤，这就是所谓的加固概念设计。
二、桥梁加固方案
根据桥梁的加固原因、加固部位以及现有桥梁本身桥型方案的不同，应采用不同的加固方法。目前，桥梁上部结构常用的加固方法有：体外预应力加固法、增大截面和配筋加固法、桥面补强层加固梁板等；桥梁下部结构常用的加固方法有扩大基础加固法、高压旋喷注浆加固法等。
（一）桥梁上部结构加固
1、体外预应力加固法
体外预应力法的加固原理是在梁的下缘受拉区设置预应力材料，通过张拉对梁体产生偏心预应力，在此偏心压力作用下，使梁体发生上拱，抵消部分自重应力，减小了结构变形和裂缝宽度、改善了结构受力，能够较大幅度的提高结构承载力。与通常的预应力混凝土结构相比，力筋与原结构只在锚固点与梁连接，类似于无粘结预应力结构。这种方法在自重增加很小的情况下可大幅度的改善和调整原结构的状态，提高结构刚度、抗裂性。此法既适用于通行重车时的临时加固，也可作为提高桥梁承载力的永久加固措施。
该方法主要适用情况有：当混凝土梁中预应力筋或普通钢筋严重锈蚀及其它病害造成结构承载力下降；需要提高橋梁的荷载等级；用于控制梁体裂缝及钢筋疲劳应力幅度；适用于高应力状态下的结构，尤其是大型结构的加固等情况。
目前常用的体外预应力的方法有下撑式预应力拉杆加固法和外部预应力钢丝束加固法。
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，通常采用增大构件截面、增加配筋、提高配筋率的加固方法。这种方法是增大梁底面或侧面的尺寸，增配主筋，提高粱的有效高度和抗弯强度，从而提高梁的承载力。该法广泛用于梁桥及拱桥肋的加固。
3、桥面补强层加固梁板
桥面补强层加固梁板主要应用于一些由于原桥面钢筋混凝土铺装破损，造成桥面有坑槽或者下陷情况。为确保结构的安全，通常采用桥面补强层加固法对其进行维修，具体施工工艺，原桥面铺装凿除，浇注16cmC40防水钢筋混凝土，原桥伸缩缝装置原状利用。以增大主梁有效高度及改善桥梁荷载横向分布能力，从而达到提高单梁承载能力或桥梁结构整体承载力目的。采用此法时先将原桥面铺装全部凿除，拉毛洗净，预制空心板顶面做成凸凹不小于6mm的粗糙面，布设φ12的钢筋网，间距10cm，凿除铺装后布设钢筋网。使新旧层面充分结合，以利整体受力，提高抵抗厚度增加引起的桥梁恒载的能力。该法在山东省桥梁加固中应用比较广泛，尤其适用于较小跨径的梁板桥梁。
（二）桥梁墩台与基础加固
1、扩大基础加固法
桥梁基础扩大底面积的加固方法，称为扩大基础加固法。此法适应于基础承载力不足或埋置太浅，而墩台又是砖石或混凝土刚性实体或基础时的情况。当构造物基础具有较大的不均匀沉降，并且地基土质比较坚实时，可以采用扩大基础法进行加固。而对于扩大部分基础底部的地基承载力不足的问题，可采取在扩大部分基础下打入一定数量的桩以提高地基承载力，桩的参数根据地基变形计算来加以选定。扩大基础加固法，施工比较简单。缺点是它必须使新老基础连成一体共同承受上部荷载，故其加固费用较高，而且加固效果也不易控制。
2、高压旋喷注浆加固法
高压旋喷注浆，就是先利用钻机把带有喷嘴的注浆管钻入土层的预定位置，旋转并以一定的速度提升，同时将浆液或水以高压流的形式从喷嘴里射出，冲击破坏土体，高压流切割并搅碎土层，使其成颗粒状分散，一部分被浆液和水带出钻孔，另一部分则与浆液搅拌混合，随着浆液的凝固，组成具有一定强度和抗渗能力的固结体，从而对地基进行加固的一种加固方法。旋喷注浆加固法，用途广泛，加固地基的质量可靠而且效果好，成本低，加固效果明显，且施工便捷，目前已逐渐成为我国常用的对桥梁墩台基础处理方法之一。
3、改变结构受力体系的加固法
这种加固改造方法是通过改变桥梁结构受力体系，达到提高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连接，由简支梁变为连续梁，或在梁下增设钢桁架等加劲梁或叠合梁，以减小梁的内应力，达到提高桥梁的承载力的目的。改变结构体系的方法以有多种，但往往都需要在桥下操作，或设置永久设施，因而，减小了桥下净空，或施工时会影响通航，所以必须考虑桥下通航及排洪能力。用临时支架加固时，改变了原简支梁的受力体系，支点处将产生弯矩，故必须进行受力验算。
三、桥梁加固方案的选择
加固方案与诸多因素有关，选择合理的加固方案非常重要，常考虑下列因素：1、桥梁结构型式；2、桥位地形、水文、自然状况；3、桥梁现状分析研究结论；4、施工技术水平；5、能否封闭交通；6、预期加固效果；7、资金投入量。
建议加宽加固同时进行时，宜将加宽部分与原桥连为整体，以充分发挥新加部分的卸载作用。上述各种常见加固方法可综合运用，优化组合，更能体现出加固效果及经济效益。
四、结语
桥梁的加固维修问题已经成为世界普遍关注的课题，桥梁加固是一项探索性、实践性、技术性较强的工作，需要在实践中不断积累经验，总结分析后期使用效果，判断加固方法的科学性、适用性和针对性。
参考文献
[1] 谌润水，胡钊芳，帅长斌.公路旧桥加固技术[M].北京：人民交通出版社，2002.