论文部分内容阅读
摘要：本文简要的阐述了公路桥梁的加固技术方案。
关键词：公路桥梁 加固 危害 方法
Abstract: This paper briefly described the program of reinforcement of roads and bridges.
Key words: roads and bridges; reinforcement; harm; method
中图分类号：U445.7+2 文献标识码：A 文章编号：
随着我国现在的经济和交通事业不断快速发展，在20世纪60~70 年代有某一些道路和桥梁，仍然肩负着日益沉重的交通负荷和交通量，使得有些公路桥梁已经显露出安全隐患。采取有效的加固改造措施，恢复和提高这些桥梁的承载能力，找出一条既合理，又省钱，又不断交(省时)的加固方案，已是公路建设者们的一道课题。
一、公路桥梁加固的必要性
（1）公路桥梁加固可以节省大量建设资金投入和社会资源。一方面可节省了桥旧拆除后又重建的大笔工程成本； 另一方面，恢复和提高旧桥原有的承载能力和交通运输能力，尽量延长桥梁的生命周期，满足现代运输业发展需要。
（2）公路桥梁加固确保桥梁的质量。在原有公路桥梁的基础上所进行的加固， 除了大大提高公路桥梁通行能力和服务水平，最重要的是确保了桥梁的质量，消除了运营中的安全隐患。
二、旧桥加固的结构分析技术及准备工作
1、 结构分析前，应先进行结构普查、结构检测以及必要的结构试验。在清楚地了解结构现状的基础上进行结构分析。
旧桥加固的结构分析分为三个步骤：既有桥梁的结构分析、加固后成桥状态的结构分析和运营阶段的结构分析。既有桥梁的结构分析重点和难点是结构材料计算参数选取。桥梁运营一段时间以后，材料的计算参数会发生不同程度的变化，有的差别还很大。因此，计算参数选取合理与否决定分析结果和实际状况的符合与否。
加固后成桥状态的结构分析的重点和难点是：既有桥梁结构初始受力状态和其二次受力问题、新结构的受力问题以及新老结构结合后的共同受力问题。成桥状态的结构分析重点和难点是在活载作用下新老结构的共同受力问题。针对不同的桥型和不同的加固方案需要选取合适的单元类型建立合理的计算模型，并选取比较成熟程序进行计算。
2、查找旧桥的设计施工图纸，地质钻探资料，施工原始记录，调查原设计荷载标准，桥面净空、基础埋置深度等。现场勘查旧桥各部构造完成程度，平面几何尺寸的变形，桥面高程的沉降量，上部结构挠曲变化情况，裂缝产生部位及裂缝的宽度和长度。条件许可的情况，进行桥梁荷载试验，结构的变位情况，对桥梁的现有承载能力做出评价，对大中型桥更有必要。
三、公路桥梁存在的常见病害
1. 主拱圈裂缝病害
（1）主拱圈中波纵向裂缝，检查时常发现各孔中波波顶均存在纵向裂缝。
（2）肋、波连接处裂缝。各孔拱波与拱肋连接处大部分均发生裂缝。
（3）拱肋裂缝。各孔拱肋均有横向裂缝，有不少是U形裂缝，这些裂缝多发生在拱顶前后10m左右范围内。
（4）横系梁裂缝
2. 钢筋锈蚀病害
钢筋发生锈蚀时，锈蚀部分的体积可膨胀至原来体积的10倍以上，从而对周围混凝土形成挤压，造成混凝土开裂、剥蚀、使截面有效尺寸减小，导致结构承载能力下降，锈蚀剥蚀，使截面有效尺寸减小，导致结构承载能力下降。锈蚀的直接后果是钢筋断面面积减小，对于以钢筋作为抗弯能力。钢筋锈蚀还会降低混凝土对钢筋的握裹力，锈蚀物外流，在结构表面形成锈迹，影响结构美观。
3. 墩台基础病害
桥梁墩台基础在常年使用过程中，除了承受上部构造荷载外，还将承受土压力，风力，流水压力，冰压力和浮力等等各种力的作用。另外，自然界各种因素的影响作用，以及由于过桥车辆的日益重型化，墩台基础经常受到过重荷载的作用，因此，桥墩台将会出现不同程度的损坏。
4. 主梁裂缝及主梁变形病害
主梁裂缝多发生在锚跨中部（正弯矩区）梁的下缘及悬臂梁根部（负弯矩区）上缘，后者大都贯穿整个车行道翼板。此类裂缝显然是由于大量重车通过使梁的受拉区开裂，属正常现象。但由于负变矩区裂缝在上面，雨水易从裂缝渗入梁内，引起钢筋锈蚀及砼强度降低。
四、公路桥梁加固的方法
1、桥面铺装加固法
1）局部修复凿补法。将水泥混凝土铺装层的表面凿毛，深度以使骨料露出为准；用清水冲洗干净断面并充分润湿，涂刷上同标号的水泥砂浆（或其他粘结材料），最后在桥梁承载能力容许范围内，铺筑一层1～5cm厚的水泥混凝土铺装层。
2）重新浇筑混凝土面板。桥面板的破裂和其他损坏特别严重，混凝土质量或施工状况特别不良，且无适用的修补方法时，就必须采用重新浇筑新的混凝土桥面板的措施，施工时，将原有的行车道铺装全部拆除，再将行车道表面清扫干净，必要时铺入适量短钢筋，配置上1～2层钢筋网，浇筑整体化混凝土。
3）桥面补强层加固法。即在旧有桥面上，重新加铺一层混凝土或钢筋混凝土补强层，此方法既修补已出现裂缝、剥离等损坏的桥面板，又能加高原有梁板的有效高度，增加梁板的抗弯能力，改善铰结梁板的荷载横向分布，从而提高桥梁的承载能力。
4）其他方法。如加铺一层沥青混凝土，采用混凝土粘结剂或环氧树脂材料修补法，钢纤维混土修补法，聚合物混凝土罩面法等。
2、加大截面加固法
也称为外包混凝土加固法，是用增大混凝土结构物的截面面积和配筋进行加固的一种方法。加大截面加固法一般采用两种方式：一种是加厚桥面板；另一种是加大主梁梁肋的高度和宽度。该法工艺简单、适应性强，具有成熟的设计和施工经验，适用于较小跨径的T梁桥或板桥的加固。采用此法加固后桥梁刚度明显提高，承载能力也能取得较好的效果。但现场施工的湿作业时间较长，加固后的建筑物净空有一定减小。
3. 粘贴碳纤维增强塑料加固法
采用专门的树脂将碳纤维粘贴于混凝土结构受拉表面，碳纤维与原结构形成新的受力整体，碳纤维与钢筋共同承受荷载，降低了钢筋应力，从而使结构达到了加固和补强效果。此法几乎不增加结构自重和截面尺寸，不改变净空高度，施工方便，对原结构几乎不会造成新的損伤，具有良好的耐腐蚀性、耐久性和抗疲劳性能，根据受力分析可进行多层粘贴进行补强，其方向性也可以灵活掌握。缺点是环氧树脂在温度高于60℃时会呈现软化现象，而桥梁一般受到阳光直射，桥面温度高于60℃的可能性很大，不利于采用树脂胶作粘贴剂。
4. 桥下部结构加固法
桥台特别是高度较大的桥台，受行车荷载和土压力作用，常见病害有桥台开裂、凸肚，翼墙外崩、开裂、错位等。对于跨径较小、水流不大的石拱桥，可采用在桥跨内加钢筋混凝土框架进行加固。
5. 灌缝胶灌注法
当梁体变形及裂缝严重，承载能力下降。当梁体存在严重变形和裂缝，应加强桥梁观测及试验检测，分析原因，制定加固处理方对承载能力、刚度不足的梁体，首选用灌缝胶灌注处理裂缝，采用种植或粘贴钢筋加固法、新浇注混凝土增大梁体截面加固法、粘贴钢板（筋加固法、粘贴碳纤维加固法、体外预应力加固法等方案进行进行结构补强，提高梁体的抗弯承载力。
五、总结
总之,公路桥梁加固技术是二十一世纪公路桥梁施工领域发展速度最快、用途最广的一门科学技术。然而加固施工工艺相对较复杂，要求桥梁加固工程取长补短,不仅延长了原桥的使用寿命,同时还增强了原桥的承载能力。因此,加速我国旧桥加固或改造技术的研究,不仅能更好地、及时地为现代交通运输服务,而且能为国家带来巨大的经济效益和社会效益。
关键词：公路桥梁 加固 危害 方法
Abstract: This paper briefly described the program of reinforcement of roads and bridges.
Key words: roads and bridges; reinforcement; harm; method
中图分类号：U445.7+2 文献标识码：A 文章编号：
随着我国现在的经济和交通事业不断快速发展，在20世纪60~70 年代有某一些道路和桥梁，仍然肩负着日益沉重的交通负荷和交通量，使得有些公路桥梁已经显露出安全隐患。采取有效的加固改造措施，恢复和提高这些桥梁的承载能力，找出一条既合理，又省钱，又不断交(省时)的加固方案，已是公路建设者们的一道课题。
一、公路桥梁加固的必要性
（1）公路桥梁加固可以节省大量建设资金投入和社会资源。一方面可节省了桥旧拆除后又重建的大笔工程成本； 另一方面，恢复和提高旧桥原有的承载能力和交通运输能力，尽量延长桥梁的生命周期，满足现代运输业发展需要。
（2）公路桥梁加固确保桥梁的质量。在原有公路桥梁的基础上所进行的加固， 除了大大提高公路桥梁通行能力和服务水平，最重要的是确保了桥梁的质量，消除了运营中的安全隐患。
二、旧桥加固的结构分析技术及准备工作
1、 结构分析前，应先进行结构普查、结构检测以及必要的结构试验。在清楚地了解结构现状的基础上进行结构分析。
旧桥加固的结构分析分为三个步骤：既有桥梁的结构分析、加固后成桥状态的结构分析和运营阶段的结构分析。既有桥梁的结构分析重点和难点是结构材料计算参数选取。桥梁运营一段时间以后，材料的计算参数会发生不同程度的变化，有的差别还很大。因此，计算参数选取合理与否决定分析结果和实际状况的符合与否。
加固后成桥状态的结构分析的重点和难点是：既有桥梁结构初始受力状态和其二次受力问题、新结构的受力问题以及新老结构结合后的共同受力问题。成桥状态的结构分析重点和难点是在活载作用下新老结构的共同受力问题。针对不同的桥型和不同的加固方案需要选取合适的单元类型建立合理的计算模型，并选取比较成熟程序进行计算。
2、查找旧桥的设计施工图纸，地质钻探资料，施工原始记录，调查原设计荷载标准，桥面净空、基础埋置深度等。现场勘查旧桥各部构造完成程度，平面几何尺寸的变形，桥面高程的沉降量，上部结构挠曲变化情况，裂缝产生部位及裂缝的宽度和长度。条件许可的情况，进行桥梁荷载试验，结构的变位情况，对桥梁的现有承载能力做出评价，对大中型桥更有必要。
三、公路桥梁存在的常见病害
1. 主拱圈裂缝病害
（1）主拱圈中波纵向裂缝，检查时常发现各孔中波波顶均存在纵向裂缝。
（2）肋、波连接处裂缝。各孔拱波与拱肋连接处大部分均发生裂缝。
（3）拱肋裂缝。各孔拱肋均有横向裂缝，有不少是U形裂缝，这些裂缝多发生在拱顶前后10m左右范围内。
（4）横系梁裂缝
2. 钢筋锈蚀病害
钢筋发生锈蚀时，锈蚀部分的体积可膨胀至原来体积的10倍以上，从而对周围混凝土形成挤压，造成混凝土开裂、剥蚀、使截面有效尺寸减小，导致结构承载能力下降，锈蚀剥蚀，使截面有效尺寸减小，导致结构承载能力下降。锈蚀的直接后果是钢筋断面面积减小，对于以钢筋作为抗弯能力。钢筋锈蚀还会降低混凝土对钢筋的握裹力，锈蚀物外流，在结构表面形成锈迹，影响结构美观。
3. 墩台基础病害
桥梁墩台基础在常年使用过程中，除了承受上部构造荷载外，还将承受土压力，风力，流水压力，冰压力和浮力等等各种力的作用。另外，自然界各种因素的影响作用，以及由于过桥车辆的日益重型化，墩台基础经常受到过重荷载的作用，因此，桥墩台将会出现不同程度的损坏。
4. 主梁裂缝及主梁变形病害
主梁裂缝多发生在锚跨中部（正弯矩区）梁的下缘及悬臂梁根部（负弯矩区）上缘，后者大都贯穿整个车行道翼板。此类裂缝显然是由于大量重车通过使梁的受拉区开裂，属正常现象。但由于负变矩区裂缝在上面，雨水易从裂缝渗入梁内，引起钢筋锈蚀及砼强度降低。
四、公路桥梁加固的方法
1、桥面铺装加固法
1）局部修复凿补法。将水泥混凝土铺装层的表面凿毛，深度以使骨料露出为准；用清水冲洗干净断面并充分润湿，涂刷上同标号的水泥砂浆（或其他粘结材料），最后在桥梁承载能力容许范围内，铺筑一层1～5cm厚的水泥混凝土铺装层。
2）重新浇筑混凝土面板。桥面板的破裂和其他损坏特别严重，混凝土质量或施工状况特别不良，且无适用的修补方法时，就必须采用重新浇筑新的混凝土桥面板的措施，施工时，将原有的行车道铺装全部拆除，再将行车道表面清扫干净，必要时铺入适量短钢筋，配置上1～2层钢筋网，浇筑整体化混凝土。
3）桥面补强层加固法。即在旧有桥面上，重新加铺一层混凝土或钢筋混凝土补强层，此方法既修补已出现裂缝、剥离等损坏的桥面板，又能加高原有梁板的有效高度，增加梁板的抗弯能力，改善铰结梁板的荷载横向分布，从而提高桥梁的承载能力。
4）其他方法。如加铺一层沥青混凝土，采用混凝土粘结剂或环氧树脂材料修补法，钢纤维混土修补法，聚合物混凝土罩面法等。
2、加大截面加固法
也称为外包混凝土加固法，是用增大混凝土结构物的截面面积和配筋进行加固的一种方法。加大截面加固法一般采用两种方式：一种是加厚桥面板；另一种是加大主梁梁肋的高度和宽度。该法工艺简单、适应性强，具有成熟的设计和施工经验，适用于较小跨径的T梁桥或板桥的加固。采用此法加固后桥梁刚度明显提高，承载能力也能取得较好的效果。但现场施工的湿作业时间较长，加固后的建筑物净空有一定减小。
3. 粘贴碳纤维增强塑料加固法
采用专门的树脂将碳纤维粘贴于混凝土结构受拉表面，碳纤维与原结构形成新的受力整体，碳纤维与钢筋共同承受荷载，降低了钢筋应力，从而使结构达到了加固和补强效果。此法几乎不增加结构自重和截面尺寸，不改变净空高度，施工方便，对原结构几乎不会造成新的損伤，具有良好的耐腐蚀性、耐久性和抗疲劳性能，根据受力分析可进行多层粘贴进行补强，其方向性也可以灵活掌握。缺点是环氧树脂在温度高于60℃时会呈现软化现象，而桥梁一般受到阳光直射，桥面温度高于60℃的可能性很大，不利于采用树脂胶作粘贴剂。
4. 桥下部结构加固法
桥台特别是高度较大的桥台，受行车荷载和土压力作用，常见病害有桥台开裂、凸肚，翼墙外崩、开裂、错位等。对于跨径较小、水流不大的石拱桥，可采用在桥跨内加钢筋混凝土框架进行加固。
5. 灌缝胶灌注法
当梁体变形及裂缝严重，承载能力下降。当梁体存在严重变形和裂缝，应加强桥梁观测及试验检测，分析原因，制定加固处理方对承载能力、刚度不足的梁体，首选用灌缝胶灌注处理裂缝，采用种植或粘贴钢筋加固法、新浇注混凝土增大梁体截面加固法、粘贴钢板（筋加固法、粘贴碳纤维加固法、体外预应力加固法等方案进行进行结构补强，提高梁体的抗弯承载力。
五、总结
总之,公路桥梁加固技术是二十一世纪公路桥梁施工领域发展速度最快、用途最广的一门科学技术。然而加固施工工艺相对较复杂，要求桥梁加固工程取长补短,不仅延长了原桥的使用寿命,同时还增强了原桥的承载能力。因此,加速我国旧桥加固或改造技术的研究,不仅能更好地、及时地为现代交通运输服务,而且能为国家带来巨大的经济效益和社会效益。