公路舊橋加固措施探討
橋梁是公路交通的咽喉，其使用功能的好壞直接影響整條線路的暢通，現(xiàn)有公路由于受到當(dāng)時(shí)局限的設(shè)計(jì)、材料、施工加固等各方面的影響嚴(yán)重制約了公路運(yùn)輸事業(yè)的發(fā)展，加上不能適應(yīng)現(xiàn)在交通量飛速增長(zhǎng)，特別是橋梁的承載能力和通過的車輛荷載之間的突出矛盾。使得舊橋檢測(cè)和舊橋加固技術(shù)顯得非常迫切。
1、加固目的
隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的日益發(fā)展，交通運(yùn)輸量的迅速增長(zhǎng)．截止至2008年，我國(guó)危橋總數(shù)達(dá)1萬余座。若將其全部拆除重建 不僅要耗費(fèi)大量資金，而且工期也較長(zhǎng)；若有計(jì)劃、有步驟的對(duì)現(xiàn)有舊橋進(jìn)行加固改造，橋梁加固后 可以延長(zhǎng)橋梁的使用壽命，用少量的資金投入．使橋梁能滿足交通量的需求，還可以緩和橋梁投資的集中性，為國(guó)家?guī)砭薮蟮慕?jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。因此，加固設(shè)計(jì)必須本著“牢固可靠、簡(jiǎn)便耐用、經(jīng)濟(jì)適用” 的基本原則。
2、加固方法
加固，簡(jiǎn)單來說．就是通過一定的措施使構(gòu)件乃至整個(gè)結(jié)構(gòu)的承載能力及其使用性能得到提高，以滿足新的要求。舊橋加固方法可綜合為以下幾類：
2．1結(jié)構(gòu)性加固
增大截面與配筋加固法。該方法適用于鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件、鋼筋混凝土受壓構(gòu)件的加固。增大截面與配筋加固法一般采用在梁底面或側(cè)面加大尺寸，增配主筋，以提高主梁截面的有效高度，從而達(dá)到提高橋梁承載能力的目的。新增混凝土構(gòu)件需比原構(gòu)件混凝土提高一級(jí)，厚度不宜小于15cm，加固鋼筋直徑不小于12mm，不宜大于25mm。由于增大截面法在施工過程中全部的作業(yè)需在梁底進(jìn)行，施工難度較大且施工質(zhì)量難以控制，因此，盡管在某些情況下費(fèi)用并不太大，但以上因素制約了該技術(shù)的廣泛應(yīng)用一般用于T型截面梁的加固維修。
體外預(yù)應(yīng)力加固法。該方法是通過增設(shè)體外預(yù)應(yīng)力索（包括鋼絞線、高強(qiáng)度鋼絲束和精軋螺紋鋼筋）對(duì)既有混凝土梁體主動(dòng)施加外力，以改善原結(jié)構(gòu)的受力情況。體外預(yù)應(yīng)力法的加固原理是在梁的下緣受拉區(qū)設(shè)置預(yù)應(yīng)力材料．通過張拉對(duì)梁體產(chǎn)生偏心預(yù)應(yīng)力，在此偏心壓力作用下，使梁體發(fā)生上拱，抵消部分自重應(yīng)力 減小了結(jié)構(gòu)變形和裂縫寬度、改善了結(jié)構(gòu)受力，能夠較大幅度的提高結(jié)構(gòu)承載力。目前常用下?lián)问筋A(yù)應(yīng)力拉桿加固法和外部預(yù)應(yīng)力鋼絲束加固法兩種。在合理安排施工流程的情況下，該方法可最大限度地減少對(duì)橋上交通的影響，甚至可以在有限開放交通的情況下組織施工，但加固后體外預(yù)應(yīng)力筋的防腐問題一定程度上增加了后期養(yǎng)護(hù)費(fèi)用，因此，一般不是公路部門的首選加固方法。
粘貼鋼板加固法。粘貼鋼板加固法是采用粘結(jié)劑和錨栓將鋼板粘貼錨固于混凝土結(jié)構(gòu)受拉面或其它薄弱部位，使鋼板與加固混凝土結(jié)構(gòu)形成整體， 以達(dá)到提高結(jié)構(gòu)承載能力的目的。該方法具有基本不改變?cè)Y(jié)構(gòu)的尺寸、施工簡(jiǎn)單、技術(shù)可靠、短期加固效果較好且工藝成熟等優(yōu)點(diǎn)，近些年來在鋼筋混凝土橋梁的加固維修中為公路部門廣泛采納，是近幾年應(yīng)用最多的加固方法。
粘貼纖維復(fù)合材料加固法。該方法適用于鋼筋混凝土受壓柱， 以提高延性、耐久性的加固：也可用于梁，板的加固。碳纖維加固技術(shù)是近幾年內(nèi)才由國(guó)外引進(jìn)的一種新技術(shù)，具有強(qiáng)度高，耐腐蝕，且施工簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，但碳纖維本身的一些缺陷，如脆性、耐火性不好等，使得這種材料的應(yīng)用受到限制。
改變結(jié)構(gòu)受力體系加固法。改變結(jié)構(gòu)受力體系加固法是通過改變橋梁結(jié)構(gòu)受力體系以達(dá)到提高結(jié)構(gòu)整體承載能力的目的是一種變被動(dòng)為主動(dòng)的加固方法。該種加固方法包括增設(shè)支撐結(jié)構(gòu)加固和簡(jiǎn)支變連續(xù)加固。這種技術(shù)具有提高結(jié)構(gòu)承載力，增大結(jié)構(gòu)剛度，減小撓度等優(yōu)點(diǎn)。但該加固方法施工改造時(shí)一般要涉及到橋面鋪裝的再處理，增加了改造費(fèi)用且加固效果受負(fù)彎矩區(qū)施工質(zhì)量的影響較大，目前極少單獨(dú)采用。
此外，結(jié)構(gòu)性加固方法還有增設(shè)主梁加固法、錨噴混凝土加固法和增加橫向聯(lián)系加固法等。
2．2非結(jié)構(gòu)性加固
橋面鋪裝的加固。橋面鋪裝層產(chǎn)生開裂或剝離，對(duì)于鋼筋混凝土梁板橋容易使鋼筋銹蝕，減弱橋梁的橫向整體性：對(duì)于石拱橋，由于橋面雨水下滲，
加大了拱上填料的含水量，使拱圈出現(xiàn)滲水現(xiàn)象等；同時(shí)由于橋面鋪裝層的破損，引起橋面平整度差，車輛通行時(shí)，使橋梁產(chǎn)生震動(dòng)，對(duì)橋梁產(chǎn)生不利影響，同時(shí)又加重了橋面鋪裝層的病害。根據(jù)橋梁的具體情況，采用不同的加固方法，對(duì)于使用年限長(zhǎng) 破損嚴(yán)重的采用拆除、修復(fù)的加固方案。而對(duì)于病害較輕，使用年限短，且混凝土強(qiáng)度仍符合設(shè)計(jì)要求的則先處治病害，在不降低設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)的前提下可采用加鋪瀝青碎石層的方案。
伸縮縫的更新改造。在橋梁維修中，以下幾種類型伸縮縫的使用是較成功的。SFP “三防”型伸縮縫在大型橋梁上的應(yīng)用情況良好，仿毛肋伸縮縫在大、中型橋梁的大量使用，效果明顯TST、FG系列橋梁無縫伸縮縫，在中小行橋梁上也得到廣泛使用。
橋梁混凝土裂縫的修補(bǔ)。橋梁混凝土裂縫分為結(jié)構(gòu)性裂縫和非結(jié)構(gòu)性裂縫。應(yīng)先分析裂縫的成因．對(duì)于結(jié)構(gòu)性裂縫應(yīng)經(jīng)過計(jì)算分析確定結(jié)構(gòu)加固方案 裂縫修補(bǔ)方法有表面封閉法：適用于寬度小于O．15mm的裂縫處理：自動(dòng)低壓滲注法：適用于數(shù)量較多、寬度在0．1～0．15mm間的裂縫處理：壓力灌注法：適用于較深、寬度的裂縫處理。
2．3U型橋臺(tái)加固
預(yù)應(yīng)力錨索框架法。該加固法采取在u型橋臺(tái)前墻和兩側(cè)墻外加套40厘米的鋼筋混凝土，并在兩側(cè)墻增設(shè)水平預(yù)應(yīng)力索對(duì)錨和前墻增設(shè)地錨的方案。該方案適用于不能中斷交通又無法架設(shè)便橋的高橋臺(tái)病害修復(fù)。
錨桿配合鋼筋混凝土抱箍法。該加固法采取臺(tái)腔與橋臺(tái)基礎(chǔ)持力層進(jìn)行壓漿固化，再打入錨桿與槽鋼抱箍，最后在u型橋臺(tái)前墻和兩側(cè)墻外加套2 5厘米的鋼筋混凝土，新舊墻體采用錨桿連接形成整體。該方案適用于地基承載力不足，且施工處理不到位，造成橋臺(tái)前墻下沉。
2．4橋墩加固
橋梁下部結(jié)構(gòu)加固的主要目的是提高橋墩的整體承載能力。如橋墩發(fā)生了結(jié)構(gòu)性損傷，可以用外包混凝土、粘貼鋼板或碳纖維的方法進(jìn)行加固。但是對(duì)于實(shí)體橋墩等橫向剛度比較大的結(jié)構(gòu)，其狀態(tài)變化主要是由地基所引起，此時(shí)可重點(diǎn)從回填硬土或者對(duì)地基進(jìn)行注漿等方法提高其約束橋墩的能力，提高橋墩的整體承載能力。抬樁就是通常使用的一種有效的加固方法，即在舊樁的兩側(cè)各增設(shè)一根樁，并通過植筋擴(kuò)大承臺(tái)，共同受力。另一種樁基加固方法是鋼筋混凝土套箍。由于下部樁基施工等原因，造成樁基縮徑，采用的加固方法是清除樁體虛浮物，通過植筋后，外抱箍微膨脹混凝土。對(duì)于墩臺(tái)基礎(chǔ)沖刷過大的情況，可采用拋石、砌石防護(hù)、板樁防護(hù)、上游設(shè)導(dǎo)流壩、下游設(shè)攔砂壩等措施。
3、加固方案選擇
可以根據(jù)橋位地形、水文、自然狀況： 橋梁現(xiàn)狀分析研究結(jié)論： 施工技術(shù)水平；能否封閉交通；預(yù)期加固效果；資金投入量等幾個(gè)方面選擇加固方案。
合理的加固方案是將上述加固方法優(yōu)化組合，體現(xiàn)出加固效果及經(jīng)濟(jì)效益。應(yīng)注意以下兩點(diǎn)：不同的加固方法有對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)計(jì)算方法：加固后的橋梁結(jié)構(gòu)承載能力提高幅度受原結(jié)構(gòu)的制約，如原結(jié)構(gòu)配筋率、截面尺寸等，不可能無限制地提高承載能力。
4、加固效果評(píng)價(jià)
橋梁加固應(yīng)在不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)進(jìn)步的基礎(chǔ)上形成專門規(guī)范，同時(shí)要重視對(duì)加固后的橋梁進(jìn)行檢測(cè)和觀察，以確定加固的效果。橋梁加固后的上部結(jié)構(gòu)通常是用靜載或動(dòng)載試驗(yàn)，將試驗(yàn)結(jié)果與加固設(shè)計(jì)的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，來判斷橋梁加固成功與否。但對(duì)下部結(jié)構(gòu)而言，不方便進(jìn)行荷載試驗(yàn)，通過其頻率變化來定量評(píng)估橋墩的加固效果。
橋梁的加固維修技術(shù)是最近興起的一門新技術(shù)，為了指導(dǎo)橋梁加固技術(shù)的應(yīng)用，需提出一整套完整的實(shí)用性公路橋梁檢測(cè)、評(píng)定與加固成套的技術(shù)規(guī)范，為我國(guó)公路危舊橋的改造提供技術(shù)支持，確保危舊橋的改造工作科學(xué)合理、經(jīng)濟(jì)安全，使得橋梁加固做到“有法可依”。
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