淺談關于橋梁加固設計的方法
2016-12-19
1 橋梁加固的步驟以及原則
橋梁工程的加固處理一般指的是對現有的橋梁進行結構上的調整或者是對威脅橋梁運行可靠性的一些病害予以排除的過程。在橋梁運行的過程中，難免會出現各種原因產生的病害，如何對其進行合理的加固設計和處理，就成為了橋梁養(yǎng)護工作的一個重點問題。實踐中，工程人員總結出了橋梁的加固設計過程中的基本原則：
?。?）對于結構已經遭到破壞且無法達到正常運行標準的橋梁，必須進行相應的加固處理。具體的加固方式和措施的制定要結合我國法律法規(guī)中的有關規(guī)定，通常根據范圍的不同，可以將橋梁加固分為整體加固和部分加固；
?。?）在實施橋梁加固設計前，要對該工程進行認真的經濟效益分析，從維修、加固以及重建這三個方面對橋梁改造工作所投入的經濟成本和產出進行對比，選擇最科學合理的運行方案；
?。?）在加固方案設計的過程中，要充分考慮對其他相關工程的影響，如相連的公路工程；
（4）對于大型橋梁工程進行加固處理時，應該設計多個可供選擇的施工方案，并從經濟效益和工程效果等各個方面進行對比分析，確定最佳加固方案；
?。?）在對橋梁進行加固處理的過程中，應該盡量的保持橋梁的原有結構，不對現有結構進行根本性的改造；
（6）在加固設計的過程中，應該將加固方案同橋梁的施工方進行商討，保證所定加固方案不對橋梁原有結構造成不利影響；
?。?）橋梁加固設計中應充分考慮橋梁的使用現狀和各種病害；
?。?）橋梁加固的實施過程中，應該盡量在不妨礙橋梁的正常運行的前提下進行；
?。?）加固施工如遇各種意外情況，如工程結構村出現未知缺陷等，施工人員應即刻停止施工，待重新和設計方以及監(jiān)理方商定施工方案后再予開工；
?。?0）做好安全防護措施，保證施工人員和橋梁結構的雙重安全。
2 橋梁加固的具體方法
橋梁架構是在橋梁現有的結構形式的基礎上采取的一種輔助措施，旨在提高橋梁運行的安全性和穩(wěn)定性，但是對于不同結構形式和運行狀況的橋梁，應該采取不同的加固方法，方能得到較好的加固效果。下文中，筆者將就幾種常見的橋梁加固方法進行簡要分析。
2.1 橋梁上部結構加固方法
?。?）體外預應力加固法。也就是通常我們所說的體外索加固法，這種方法的基本作用原理是通過對橋梁加設外預應力索，對橋梁工程中原有的砼梁體結構進行調整，從而達到改變其受力情況。采用這種方法進行加固的過程中，預應力材料的選擇是十分重要的，因為預應力材料的強度和韌性特征，將直接反應在其牽拉橋體的過程中，強度不夠的預應力材料是無法使橋梁上拱，改善其結構受力狀況的。該方法因其操作比較簡單，效果比較明顯，所以常用于橋梁的臨時加固中。
（2）體系轉換加固法。該方法的基本原理是通過對現有橋梁進行部分或者整體的結構改造來實現的，在體系轉換的過程中一般會涉及到對各種橋梁附件的增減，以及對現有的橋梁技術水平的調整。這種加固方法最顯著的特點就是可以大幅度的提高橋梁的預應力和承載力，并且可以減少原有結構中的撓度。
?。?）增大截面或增加局部構件法。顧名思義，該種加固方法的主要效果是通過對橋梁的部分構件的面積改造來實現的。在橋梁加固的過程中，通過改變各混凝土構件的基本特征，如截面面積、剛度、承載力來實現對橋梁整體穩(wěn)定性的加強。采用該方法對橋梁結構進行加固時，常伴隨有橋梁主梁體的拓寬改造，并且消耗的材料以鋼筋和混凝土為主。
?。?）粘貼鋼板加固法。該種方法的實現主要是通過對橋梁的混凝土構件進行鋼板加固來實現的，即在橋梁結構物的薄弱部位加設或者粘結具有一定硬度和強度的鋼板，從而提高其整體承載力的一種形式。實踐中，該種加固方法主要應用于橋梁的鋼筋砼和錨栓部位的加固，由于錨栓具有的剛度較小的特點，在具體的施工過程中，可以根據工程情況適當增加鋼板厚度。鋼板固定于受拉混凝土表面可以增加混凝土結構抗彎剛度，使結構撓度減小，限制了裂縫的發(fā)展。粘結鋼板加固法在實踐應用中的最主要的優(yōu)勢和特點就是其施工簡便、快速，能夠在改變和不影響原有的橋梁結構的基礎上完成對橋梁結構的加固。但是其缺點也是比較明顯的，即無法達到比較持久的加固效果。
（5）碳纖維、復合纖維材料加固法，本方法適用于梁、板以及砼受壓立柱的加固。碳、復合纖維具有高強、輕質、耐腐蝕、耐疲勞等優(yōu)異物理力學性能，是舊橋加固補強的理想材料。碳、復合纖維加固法中粘結材料的性能是保證碳纖維與混凝土共同工作的關鍵，也是兩者傳力途徑的薄弱環(huán)節(jié)，因此粘結材料應有足夠的剛度與強度，保證碳、復合纖維與混凝土間剪力的傳遞，同時應有足夠的韌性，不會因混凝土開裂導致脆性粘結破壞。
?。?）橋面層補強加固法。橋面補強層加固法是通過在梁頂上加鋪一層鋼筋混凝土層，使其與原有主梁形成整體，從而達到增大主梁有效高度和抗壓截面，增加橋面整體剛度，提高橋梁承載能力的一種常用且有效的方法。
2.2 橋梁下部結構墩臺與基礎加固
橋梁墩臺的加固方法有的與上部結構類似，比如蓋梁可采用施加體外預應力、增大截面、粘貼鋼板或纖維材料等方法加固；墩柱可采用鋼套管內灌注混凝土、增大截面、粘貼鋼板或纖維材料等方法加固；臺身可采用外包鋼筋砼套箍、增設輔助擋土墻、框架梁加注錨桿以及更換臺后填土等方法加固，目的都是為了增加墩臺的剛度，提高墩臺的抗彎、抗壓和抗剪能力以及減小墩臺受力等。
橋梁基礎則可以采用擴大基礎底面積加固法，若基礎沖刷過大，還可采用拋石、砌石、石籠防護，或在其上游設導流壩下游設攔砂壩等。
?。?）擴大基礎底面積加固法。橋梁基礎擴大底面積的加固方法，稱為擴大基礎加固法。此法適應于基礎承載力不足或埋置太淺，而墩臺又是磚石或混凝土剛性實體或基礎時的情況。當構造物基礎具有較大的不均勻沉降，并且地基土質比較堅實時，可以采用擴大基礎法進行加固。而對于擴大部分基礎底部的地基承載力不足的問題，可采取在擴大部分基礎下打入一定數量的樁，以提高地基承載力，樁的參數根據地基變形計算來加以選定。其施工比較簡單，缺點是它必須使新老基礎連成一體共同承受上部荷載，故加固費用較高，而且加固效果也不易控制。
?。?）高壓旋噴注漿加固法。高壓旋噴注漿，就是先利用鉆機把帶有噴嘴的注漿管鉆入土層的預定位置，旋轉并以一定的速度提升，同時將漿液或水以高壓流的形式從噴嘴里射出，沖擊破壞土體，高壓流切割并攪碎土層，使其成顆粒狀分散，一部分被漿液和水帶出鉆孔，另一部分則與漿液攪拌混合，隨著漿液的凝固，組成具有一定強度和抗?jié)B能力的固結體，從而對地基進行加固的一種加固方法。旋噴注漿加固法用途廣泛，加固地基的質量可靠而且效果好，成本低，加固效果明顯，施工便捷，目前已逐漸成為我國常用的對橋梁墩臺基礎處理方法之一。
3 結束語
橋梁的加固是當今頗受關注的一項新技術，本文僅闡述了橋梁加固的方法，在實際加固設計中應根據橋梁結構型式、橋位地形、水文、自然狀況、預期加固的效果及功能、現有的施工技術情況、資金的投入量等選擇合理的加固方案，還要在保證構造要求的前提下進行詳細的設計計算，確保危舊橋的改造工作科學合理、經濟安全。
參考文獻：
[1]薛曉霞. 普通梁式橋加固維修技術研究[J]. 中小企業(yè)管理與科技(上旬刊). 2010(08)
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