桥梁加固-云南桥梁加固

桥梁加固【电话 申工】在我国国民经济不断发展的现阶段，城市化建设进程的逐渐深入使得我国的交通量和车载量都呈现出迅速增长的趋势，桥梁作为城市发展中重要的一项基础设施，其所承受的负荷也随之呈现出逐年增大的态势，特别是在交通行业领域迅猛发展的当下，对桥梁结构的安全性产生了不同程度的影响，一些老旧桥梁的损害情况很为显着。据相关的调查发现，我国每年因桥梁事故所造成的损失十分巨大，对桥梁加固工作也提出了越来越高的要求。桥梁加固设计对于延长桥梁的使用寿命和保护通行安全等方面具有十分重要的现实意义，因此要对桥梁加固设计关键技术予以掌握。 

　　1 桥梁常见的病害 

　　1.1 裂缝 

　　裂缝是桥梁使用过程中很为常见的一种病害。当桥梁出现裂缝问题之后，会对桥梁的实际承载力产生较为严重的影响，对于桥梁的正常使用会产生较大程度的不利影响，因此设计人员要对裂缝的类型和出现原因进行及时的分析和准确的判断，对裂缝会产生的危害程度进行科学的评估，对其采取针对性的加固处理措施，保证施工工艺选择的合理性和可靠性。 

　　1.2 钢筋锈蚀 

　　对于桥梁工程而言，其结构形式大多数都是钢筋混凝土结构，由于长期受到外部因素的影响，使得氧气通过混凝土缝隙进入到内部当中，并通过一些介质实现迅速的扩散，使得其内部的钢筋会不可避免的出现锈蚀的问题。当钢筋出现锈蚀问题之后，其体积会膨胀至原来的2倍以上，受到较大挤压力的影响，对钢筋和混凝土之间的粘结力受到破坏，进而出现裂缝或脱落的问题，其承载力的减小对桥梁结构的稳定性埋下了严重的安全隐患。 

　　1.3 混凝土碳化 

　　混凝土是一种复合材料，其主要的构成原材料为水泥砂浆和骨料，而水泥砂浆的主要构成成分则是CHS凝胶，其呈现出网状的结构，存在一定的缝隙，使得骨料和水泥砂浆之间也存在着微小的裂纹，因此混凝土具有较好的渗透性。当空气中的二氧化碳进入到混凝土当中的时候，其会形成碳水，经过一系列的反应之后使得混凝土出现碳化现象，导致钢筋表面上的薄膜脱落，甚至造成钢筋的直接崩裂，对于桥梁结构的安全性和稳定性构成了严重的影响。 

　　2 桥梁加固设计关键技术 

　　2.1 主梁和基础墩台的加固技术 

　　2.1.1 增大截面法 

　　增大截面法实际上就是在桥梁原有结构的基础之上重新浇筑一定厚度的钢筋混凝土，主要包括了两种常见的方式，其一是加厚桥面板，其二是增加主梁肋和高度和宽度。在桥梁结构的下方增设一定数量的主筋能够较好地提高桥梁结构的实际承载力，通常适用于具有梁肋的桥梁，特别是对小跨径的T型梁桥更加适合。 

　　2.1.2 扩大基础加固法 

　　扩大基础加固法实际上就是对桥梁基础的底面积进行增加，以此来提高桥梁结构的稳定性。在地基的土质结构较为坚硬的情况之下，当桥梁基础出现不均匀沉降的状态时，可以选用扩大基础加固法进行加固。当桥梁基础底部的地基承载力无法满足实际要求的时候，可以在其底部打入桩基，一般情况下适用于基础埋深过浅和基础承载力不足的桥梁。 

　　2.2 桥梁体外预应力加固技术 

　　桥梁体外预应力加固技术，实际上是对混凝土界面外部的预应力筋进行张拉，利用转向块和体外筋端部锚具将预应力传递到混凝土的构件当中；其技术具有施工周期短、应力变化幅度小和维护方便等优点，在混凝土旧桥结构的加固处理工程中已经实现了较为广泛的应用。在采用桥梁体外预应力加固技术的过程中应对以下几方面加以注意：（1）与其他加固技术相比较而言，桥梁体外预应力加固技术的施工操作较为简单，可以较大程度地对施工作业予以简化，在梁肋中不需要额外设置管道，对于体外受力筋也可以进行更换，为后期维修和养护提供了便利。（2）对于体外预应力钢筋的设计来说，可以根据实际情况进行补位或者更换。（3）为了提高预应力筋的实际利用效率，需要对钢筋的摩阻损失进行有效的控制。 

　　2.3 锚喷混凝土加固技术 

　　锚喷混凝土加固技术的应用实际上是利用高压喷射设备将混凝土组合物以高速在修复面上进行喷洒和覆盖，首先需要将锚杆在需要加固的部位处实现锚入，其次再对加固钢筋进行架设，尽可能选择水灰比较小的混凝土，这种加固技术具有施工速度快、质量可靠等优势。按照混凝土的组成进行划分，可将其分为一般混凝土锚喷和增加纤维混凝土锚喷；以混凝土为标准对其进行划分，锚喷混凝土加固法主要包括了湿式锚喷、干式锚喷、SEC锚喷和潮式锚喷几种类型。对于湿式锚喷而言，其水泥水灰比应控制在0.5左右；干式锚喷的水泥水灰比应不大于0.25；潮式锚喷的水泥水灰比则要控制在0.25-0.35的范围当中。 

　　2.4 桥梁碳纤维加固技术 

　　碳纤维材料具有较高的强度和弹性，使用粘贴剂将其粘贴在桥梁表面之上，能够与桥梁结构对荷载实现共同的承担，使得桥梁的抗压和抗拉剪能力实现较大程度的提升。桥梁碳纤维加固技术的具体施工步骤包括了以下几方面的内容：（1）要对桥梁中需要加固处理部位中混凝土出现风化的表层进行及时的清理，凿毛使其露出新茬。（2）在施工面上均匀的涂抹树脂，确认没有出现被遗漏的部分；当其达到不粘手的效果的时候，利用修平树脂对其表面予以修平，之后在其表面上涂刷一层厚度为3-5mm的浸渍树脂，保证其均匀的覆盖在施工基面之上。（3）在浸渍树脂的表面上铺设碳纤维布，利用棍子将其中存在的空气挤压出来，使得碳纤维布能够较好的融于浸渍树脂，然后再涂抹一层厚度为1-2mm的浸渍树脂。（4）为了保证其与周围建筑物具有一致性，还需要进行必要的表层装饰。 

　　3 结束语 

　　综上所述，桥梁加固改造工程是一项复杂且系统的工作，对于桥梁结构的安全稳定性、实际使用寿命和人们的通行安全等方面具有十分重要的意义。由于受到多种因素的影响，桥梁在经过一段时间的使用之后会出现裂缝、钢筋锈蚀和混凝土碳化等病害问题，在对桥梁进行加固设计的过程当中，应该对桥梁的实际情况进行充分的分析，对加固技术进行合理的选择，如锚喷混凝土法、构件截面增大法、基础扩大加固法、体外预应力加固技术以及碳纤维加固技术等，在提高桥梁安全性和耐久性的基础之上，进而对我们经济效益和社会效益做出应有的贡献。

桥梁加固【电话 申工】我国桥梁加固维修技术尚不成熟、不系统，理论分析仍停留在新建桥梁的理论水平上。 

　　2004年交通部颁布的《公路桥涵养护规范》JTG H11 2004和2008年8月，交通运输部发布的《公路桥梁加固设计规范》（JTG/T J22-2008）和《公路桥梁加固施工技术规范》（ JTG/T J23-2008），将我国桥梁的损伤评定分类和加固维修的设计和维修加固技术纳入了规范化管理。 

　　 二、桥梁维修加固原则 

　　 1、根据不同桥梁的结构和材料特点，在成本可控的前提下，采用不同的加固维修方法，更换或修复损坏的桥梁构件，使桥梁整体恢复到原有的设计承载能力，保证桥梁的设计使用寿命。 

　　 2、对一些通过加固维修不能恢复原有设计承载能力但又必须继续使用的桥梁，要确定好加固后桥梁的实际荷载等级和桥梁的剩余使用寿命。 

　　 3、一般情况，不宜通过桥梁加固提高原有桥梁的设计承载能力；也不宜通过桥梁加固改变桥梁的结构受力体系。 

　　 4、用于桥梁加固维修的材料必须通过国家*检测机构检测认证、各项性能指标满足现行规范和设计要求。 

　　 三、桥梁加固维修的常用技术 

　　 1、主动加固技术 

　　方法：施加预应力、改变结构体系等，改变结构原有的受力行为。 

　　 特点：改善桥梁恒载的内力分配，增加全桥刚度，闭合裂缝，并调整变形。 

　　 涉及因素：结构原有内力的状况、原桥的施工工艺、混凝土的强度、预应力的损失、支座型式 、加固的工艺等 

　　 效果：方法得当可有效的改变结构损伤状况；方法失误可加重损伤，甚至垮塌。 

　　 1.1施加梁体外预应力加固 

　　施加梁体外预应力加固可以较好的提高梁体的抗弯截面模量、减小梁体绕度、减小受拉区梁体裂缝、从而调整原结构的受力状况，提高刚度及抗裂性。由于自重增加小，减小了对墩台及基础受力状况的影响，可节省对墩台及基础的加固量。 

　　适用性：可在不限制通行的条件下进行加固施工，既可作为桥梁通过重车的临时加固手段，也可作为*提高承载能力的措施。 

　　施工工艺流程为：施工准备→放样确定转向块、锚固块的位置→钻孔、种植钢筋→绑扎钢筋、预应力孔道、立模浇筑混凝土→穿索、张拉、锚固→梁体病害修复→清理场地，竣工验收 

　　 1.2 增加隔板加固 

　　增加横隔板加固可以明显改善T型梁桥铰缝开裂病害，防止病害扩展。 

　　优点：不影响桥下净空，对原桥景观基本无改变。 

　　适用性：适用于因横向联系较差而降低承载力的桥梁上部结构。 

　　增加横隔板加固只是将相对集中的荷载进行了分散，对桥梁整体承载能力并无实质性的提高。加固效果并不明显，需配合其他方法同时进行。 

　　施工工艺流程为：搭设支架→确定新增横隔板位置→混凝土表面清理、凿毛→探测梁体钢筋位置→钻孔、植筋→连接横隔板主筋、绑扎箍筋→吊模灌注砼及养生→预应力张拉、锚固。 

　　 1.3 加大桥面铺装钢筋 

　　采用加大桥面铺装钢筋直径的方法对绞缝开裂病害进行修补，是基于原桥面铺装钢筋网设计直径过小或网格过大，或由于施工质量原因造成的绞缝开裂病害而进行的维修方法。该方法全部在桥面施工，要求中断至少半幅交通。 

　　适用性：适用于允许中断交通的小跨径T 梁或板梁桥。 

　　优缺点：施工时桥上交通受阻,不允许中断交通的桥梁不宜采用;将增加结构自重产生的弯矩,结构的承载力提高不显着。 

　　施工工艺流程：交通管制→破碎拆除原桥面铺装层→结合面处理→种植钢筋→铺设桥面铺装钢筋网→浇筑桥面砼→浇筑桥面其它铺装层和恢复→完成加固施工恢复交 

　　 1.4增大截面与配筋加固 

　　增大截面与配筋加固法一般采用在梁底面或侧面加大尺寸，增配主筋，以提高主梁截面的有效高度，从而达到提高桥梁承载能力的目的。 

　　适用性：适用于桥下净空较高，允许增加主梁高度的情况。 

　　优缺点：加固效果比较明显，但施工工艺复杂，技术要求较高。对桥下净空限制的桥梁不适用。 

　　施工工艺流程：施工准备→混凝土表面清理→钻孔种植锚筋→绑扎补强层钢筋网→浇筑（喷射）补强层混凝土→竣工验收 

　　 1.5扩大基础加固 

　　扩大基础加固的主要内容为增大基础的受力面积来提高桥梁基础的承载力，防止桥梁基础进一步沉降。 

　　扩大基础加固对原基础基本不影响，施工安全性较高。 

　　施工工艺流程：施工准备→基础开挖→原基础混凝土病害及表面处理→钻孔、种植锚筋→绑扎新增基础混凝土钢筋→立模浇筑新增基础混凝土→基坑回填、完成加固施工 

　　 2、被动加固技术 

　　方法：主要是裂缝修补、粘贴碳纤维、钢板、补强普通钢筋等。 

　　特点：不改变结构的恒载内力状况，方法灵活，可根据裂缝的位置方向随意设置 。 

　　作用：控制裂缝进一步开展，提高桥梁承载能力。 

　　缺点：对已存在的裂缝需压浆封闭后再进行被动加固。 

　　适用范围：多适用于在恒载作用下承载力满足要求但活载作用下承载力不满足的情况，在中小桥和大桥进行加固时常采用。 

　　 2.1修补裂缝 

　　施工前应详细检查裂缝的走向、分布、缝宽及深度，数量，并进行分类、标记和记录，根据裂缝宽度，主要采取以下两种施工方法。 

　　 1）表面封闭法，其施工工艺：清理混凝土表面（打磨）→涂刷裂缝修补胶。 

　　 2）自动低压灌注法（壁可法）：施工工艺流程：清理混凝土表面→安装注入座→封闭裂缝外口→灌注材料称量并拌和→严格按程序注胶→注浆质量检验→表面清理、涂装。 

　　 2.2粘帖纤维复合材料 

　　粘贴纤维复合材料的加固方法是利用符合现行国家标准的《定向纤维增强塑料拉伸性能试验方法》（GB/T3354）中各项力学性能指标的纤维片材（或布），通过同样满足要求的粘结材料与混凝土结构结合紧密，剪力顺利传递而共同工作，提高混凝土结构的受力性能。 

　　施工工艺流程：搭设支架→砼基底处理→涂底胶→涂找平胶找平粘贴面→粘贴纤维复合材料→自检粘贴质量→自然养护、表面涂装→检查验收。 

　　 2.3粘贴钢板加固 

　　粘贴钢板加固作用与粘贴碳纤维布的加固作用类似。粘贴钢板施工需待混凝土缺陷修补、裂缝修补完成后进行。 

　　施工工艺流程：钢板制作及砼表面处理→砼粘贴面种植锚筋→钢板配套打孔并试配→配置钢板胶并涂覆与钢板、砼粘贴面→贴合钢板至砼粘贴面→加压锚固→粘贴质量检验→表面涂装 

　　 3、关于部分常用加固方法的探讨 

　　增大截面、体外预应力等加固方法都存在应力滞后的问题：加固前原结构已经承受荷载（即一次受力），特别是当承载能力不足时，加固前原结构的截面应力、应变水平一般都很高。新加固部分加固后并不立即承受荷载，而是在新荷载（即二次加载）下才开始受力。从而导致整个加固结构在其后的二次受力过程中新加部分的应力、应变始终滞后于原结构的累计应力和应变。所以，混凝土结构加固计算分析不能够按普通结构概念进行。加固结构的承载力与新旧两部分的应力差值或应变差值直接相关，与原结构的变形值有关，与两部分材料的应力―应变关系有关。因此，改变结构体系的主动加固方法要慎用。 

　　 四、桥梁加固维修的几项关键技术 

　　桥梁加固维修的目的一般是使桥梁恢复到原设计承载能力，通常需和前述的主动和被动加固法配合进行。 

　　 1、斜拉桥拉快速更换拉索 

　　斜拉索更换，其难点是旧索的拆除，由于早期斜拉桥设计及施工原因，旧斜拉索拆除困难甚至无法拆除。 

　　一般要求在不中断交通的情况下，用很快很安全的方法拆除旧斜拉索，进行常规的新索安装。实现快速换索，从而尽量减少交通枢纽的壅堵时间。其关键技术是设计用**工具在斜拉索在还存在应力的情况下，将将要拆除的斜拉索的切割部位的拉索应力转换为零，强行割断，强行拔出，从而实现快速更换。 

　　拉索更换施工工艺流程：施工准备→塔端松锚放张→梁端退锚、拆除旧索→清理索孔→（新索制备）梁端穿索锚固→塔端挂索→塔端张拉→下一组索更换→整体索力调整 

　　 2、拱桥吊杆和系杆更换 

　　在拱桥中，一对吊杆或系杆对应一根横梁，缺任何一根杆件均不能保持桥梁原有状态，因此，吊杆（系杆）更换必须考虑原吊杆（系杆）受力的转移，即用另外的替代杆件作临时吊杆（系杆），使原吊杆（系杆）的受力卸除，再予以成对同时更换。 

　　施工工艺流程：施工准备→临时拉杆、分配梁加工制作→安装分配梁、穿临时拉杆→张拉临时拉杆，更换吊杆（系杆）→张拉新吊杆（系杆），调节桥面标高→拆除分配梁、临时拉杆系→更换下一对吊杆（系杆）→竣工验收、开放交通 

　　 3、整体**升法更换支座 

　　桥梁整体**升，是将桥梁的一联（可包含多跨）进行同步平行**升或绕一点向上平转，其特点是不改变梁体的内力，对梁体不会造成二次伤害，是一种很为先进、科学的桥梁支座更换和梁体纠偏的施工技术。 

　　施工工艺流程：施工准备→千斤顶支撑面处理→安装千斤顶、油泵油路、电路、监控仪器设备等→试**、检查设备运行情况→（新支座准备）起梁、更换支座→卸载落梁、完成支座更换施工 

　　 4、**升法进行梁体纠偏 

　　整体**升法进行支座更换，梁体位移方向是单一的竖向，而采用**升法对梁体进行纠偏施工，梁体位移方向包括竖向、纵向和横向三个方向，施工工序较支座更换复杂一些。 

　　其施工工艺流程为以下： 

　　 （1）在桥墩上均衡安装千斤顶做好整体**升T梁的准备。 

　　 （2）在桥墩和桥台上布设用型钢作成的滑轨，滑轨上按装四氟板。 

　　 （3）利用连续钢构主桥和引桥的支座垫石作反力的着支点，用型钢设置桥梁整体位移的反力架，安装纵横移千斤顶。 

　　 （4）同步均衡，整体**升桥梁，将桥梁置放于滑轨的四氟板滑板上。 

　　 （5）修复支座垫石，重新安装桥梁支座 

　　 （6）纵、横**移桥梁，使桥梁归位。 

　　 （7）整体落位桥梁安放在桥梁支座上，桥梁纠偏完成。 

　　 （8）按以上步骤进行T梁逐联复位。 

　　 5、伸缩缝快速维修 

　　伸缩缝是桥梁路面中很薄弱的环节，也是很容易损坏的组成部分，在一些交通繁忙的道路（如**道路立交桥、机场高速公路）上，一般不能中断交通，即使占道施工也具有一定的时间限制，通常的伸缩缝更换施工，由于混凝土的凝固时间较长，施工占道时间较长，不能满足繁忙交通的要求，因此，伸缩缝的快速修补显得尤为重要，意义非凡。且伸缩缝的修补整个过程不宜过8个小时。 

　　伸缩缝快速修补施工工艺流程：施工准备→放样、切割、破除伸缩缝砼→拆除原伸缩缝→修整槽口→新伸缩缝就位、焊接→浇筑快速混凝土→完成伸缩缝更换施工、开放交通 

　　 五、对国内桥梁维护维修的思考 

　　根据笔者对近几年国内垮塌桥梁的关注，发现以下特点： 

　　(1)预应力混凝土桥梁的病害主要是梁体下挠和开裂。而这种病害在刚刚成桥的检测和试验中无法体现，特别是梁体的下挠，在成桥荷载试验时，桥梁的承载力能够达到要求，但运营阶段，在荷载特别是活载作用下，跨中将持续下挠。这是由于有效预应力不均匀度过大造成的预应力损失过大，相当于有效预应力大的钢筋承受了本应该所有预应力筋承受的力，这样有效预应力大的钢筋在使用阶段逐渐屈服，梁体也随之下挠。而随着梁体下挠和开裂的不断发展，桥梁承载力将严重下降，甚至有断裂的危险。 

　　(2)钢结构桥梁，关键构件存在局部强度不足或缺损，是不少桥梁事故的重要原因，值得我们高度重视。 

　　笔者认为，重要桥梁的智能监控系统是现代桥梁设计的必要元素。需要采用可靠的手段和设备（传感器，GPS等数据采集、数据评估分析、传输处理等设备)组成有效的桥梁智能监控系统，对桥梁整体和关键部位的应力应变、位移、荷载、损伤情况等进行监控，建立有效的桥梁预警和养护维修管理机制。保证桥梁在寿命基期内正常运营。 

　　同时，建立并完善各省市和全国统一的公路桥梁管理系统：根据历史的和已有的桥梁健康监测系统资料，将全国的桥梁状况进行数理统计分类，完善现行的养护和加固规范，桥梁的加固维修纳入统一的规范化管理。 

　　 六．结语 

　　我国的桥梁建设正由大规模兴建为主的时期逐步进入到建设和养护维修同时进行的时期。提高桥梁管理水平，保证桥梁的正常运营和延长桥梁使用寿命是桥梁管理维修相关工作者及**职能部门的重要任务。开展养护维修技术的开发研究，是桥梁养护维修工作者面临的重要课题。 

　　桥梁维修加固施工技术发展很快，新材料、新工艺不断发展，交流、学习、引进、开发、总结桥梁的养护、加固、维修技术尤其是关键技术的工法，需要我们大家共同的努力。