橋梁加固原則:根據(jù)橋梁的現(xiàn)有技術(shù)狀況、存在病害、車輛通行的需要以及將來(lái)交通發(fā)展的趨勢(shì),對(duì)加固的必要性和可行性作出分析判斷,然后對(duì)各種加固方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果進(jìn)行比較,選擇合理的加固方案。
擴(kuò)大或增加原結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面,以提高原結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度
該方法雖然能提高結(jié)構(gòu)承載力,但也會(huì)因而加大結(jié)構(gòu)自重。自重加大產(chǎn)生的內(nèi)力增量會(huì)消抵部分或全部結(jié)構(gòu)承載能力的提高。且新增結(jié)構(gòu)面積或體外施加的預(yù)應(yīng)力與原結(jié)構(gòu)體的界面能否良好結(jié)合也是問(wèn)題。
此外,擴(kuò)大或增加原結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面,以提高原結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度;改變?cè)Y(jié)構(gòu)的受力體系,使其減小受力;以新的結(jié)構(gòu)代替舊的應(yīng)力不夠的結(jié)構(gòu),這三種方法均不能用于大跨徑連續(xù)鋼構(gòu)橋。
截面、粘貼鋼板(碳纖維)、體外預(yù)應(yīng)力等加固方法都屬于二次超靜定受力結(jié)構(gòu)。加固前原結(jié)構(gòu)已經(jīng)承受荷載(即靠前次受力),特別是當(dāng)承載能力不足時(shí),加固前原結(jié)構(gòu)的截面應(yīng)力、應(yīng)變水平一般都很高。新加固部分加固后并不立即承受荷載,而是在新荷載(即二次加載)下才開(kāi)始受力。
從而導(dǎo)致整個(gè)加固結(jié)構(gòu)在其后的第二次受力過(guò)程中新加部分的應(yīng)力、應(yīng)變始終滯后于原結(jié)構(gòu)的累計(jì)應(yīng)力、應(yīng)變,這決定了此時(shí)混凝土結(jié)構(gòu)加固計(jì)算分析不能夠完全按普通結(jié)構(gòu)概念進(jìn)行。加固結(jié)構(gòu)的承載力與新舊兩部分的應(yīng)力差值或應(yīng)變差值直接相關(guān),與原結(jié)構(gòu)的極限變形值有關(guān),與兩部分材料的應(yīng)力、應(yīng)變關(guān)系有關(guān)。

粘貼鋼板加固法
粘貼鋼板加固法將高強(qiáng)鋼板粘貼到構(gòu)件受力部位,是鋼板和構(gòu)件均勻的共同受力,以此提高構(gòu)件整體的承載力,限制混凝土變形,適合軸向受力的橋梁構(gòu)件。北京國(guó)貿(mào)橋由于周邊樓宇開(kāi)發(fā)反復(fù)疏降水,導(dǎo)致異形板產(chǎn)生變形,采用1.5m和0.5m寬的條形鋼板對(duì)異形板周圍裂縫進(jìn)行加固維修[5]。在電廠重型設(shè)備途徑的橋涵中,采用粘貼鋼板加固的15座石橋安然無(wú)恙,也了粘貼鋼板法的安全經(jīng)濟(jì)[6]。
4、粘貼碳纖維復(fù)合材料加固法
碳纖維材料具有較高的強(qiáng)度和耐久性,其抗拉強(qiáng)度是同截面剛才的68倍,重量輕、強(qiáng)度高,同時(shí)可以用環(huán)氧樹脂粘貼,易施工的特點(diǎn)。常應(yīng)用于板橋的抗彎加固,除此之外還適用于橋梁的地震破壞修復(fù)。如325國(guó)道佛山大瀝段某橋就采用了碳纖維粘貼加固方法,從修復(fù)結(jié)果來(lái)看,修復(fù)后撓度由原先的22mm減小為9mm,取得了良好的效果[7]。
5、體外預(yù)應(yīng)力加固法
體外預(yù)應(yīng)力施加就是在原橋梁構(gòu)件外施加主動(dòng)預(yù)應(yīng)力鋼絞線,主要目的是調(diào)整結(jié)構(gòu)應(yīng)力分布,以提高結(jié)構(gòu)承載力和抗裂性,可以在不中斷交通的情況進(jìn)行加固維修。如石咀橋的修復(fù)就是采用體外預(yù)應(yīng)力加固法,石咀橋?yàn)楹?jiǎn)支鋼筋混凝土橋,其橋面下降,鋪裝破壞,主梁破損有裂縫,主梁跨中抗彎承載力減低16.2%,加固后承載能力定結(jié)果滿足公路Ⅱ級(jí)荷載要求,取得了良好的效果[8]
6、改變結(jié)構(gòu)體系加固法
此法以增設(shè)附件或者調(diào)整自重的方式,改變橋梁受力狀況,減小承載結(jié)構(gòu)應(yīng)力。常用的手法有調(diào)整拱上自重,加入新的支承點(diǎn)縮短計(jì)算跨度,加水平系桿加固等方法。

隨著我國(guó)公路橋梁事業(yè)的發(fā)展, 有的橋梁已經(jīng)逐漸進(jìn)入養(yǎng)護(hù)維修階段。為了適應(yīng)公路運(yùn)輸載重量不斷發(fā)展的要求, 保證橋梁工程質(zhì)量, 使之能繼續(xù)安全地為公路運(yùn)輸服務(wù), 必須對(duì)橋梁工程的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行檢測(cè), 對(duì)其質(zhì)量進(jìn)行。新材料, 新工藝, 新結(jié)構(gòu)形式的采用越來(lái)越多, 為了積累這方面的工程經(jīng)驗(yàn), 我們有必要進(jìn)行一些檢測(cè)工作, 同時(shí)對(duì)那些因?yàn)橼s工期, 采用劣質(zhì)材料, 施工方法不當(dāng)?shù)仍蚨霈F(xiàn)病害的橋梁需要做以確保安全運(yùn)營(yíng)。
橋梁加固,就是通過(guò)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。也就是要針對(duì)橋梁所發(fā)生的不能滿足繼續(xù)使用的狀況進(jìn)行處理。

常見(jiàn)的橋梁?jiǎn)栴},各種橋梁病害隨著運(yùn)營(yíng)時(shí)間會(huì)逐漸顯現(xiàn),但是在橋梁運(yùn)營(yíng)初期很多內(nèi)部的病害并不能直接顯現(xiàn),難以早期發(fā)現(xiàn)。無(wú)損檢測(cè)作為早期定橋梁運(yùn)營(yíng)狀態(tài)的一種技術(shù)手段,可以檢測(cè)混凝土內(nèi)部裂隙和鋼筋的狀態(tài),此時(shí)期的修補(bǔ)以簡(jiǎn)單修補(bǔ)為主要手段。各種嚴(yán)重問(wèn)題也會(huì)隨之出現(xiàn),主要有以下幾種:表面缺陷,內(nèi)部缺陷,結(jié)構(gòu)裂縫,橋梁構(gòu)件及附屬設(shè)施出現(xiàn)損傷。
橋梁常見(jiàn)的梁體加固維修方法
橋梁的加固維修需要根據(jù)不同的損害方式和損害程度,制定的加固維修方案,因?yàn)槎蛄簱p害程度和具體實(shí)施的限制,橋梁加固維修難度往往大于新橋建設(shè)難度。加固維修方法有以下類型:表面缺陷與斷裂修補(bǔ)、截面加固法、粘貼鋼板加固法、粘貼碳纖維復(fù)合材料加固法、體外預(yù)應(yīng)力加固法、改變結(jié)構(gòu)體系加固法、橋面系補(bǔ)強(qiáng)和減載法等加固維修方法[2]。
1、表面缺陷和斷裂修補(bǔ)
此類缺陷一般不會(huì)對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)造成直接的影響,但是影響橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性,對(duì)表面缺陷的修復(fù)可以在一定程度上減少外界因素對(duì)橋梁耐久性的影響,起到延長(zhǎng)橋梁結(jié)構(gòu)壽命的作用。一般來(lái)說(shuō),對(duì)裂縫的修補(bǔ)是為了對(duì)裂縫進(jìn)行封閉,避免外界的空氣、水等介質(zhì)進(jìn)入構(gòu)件內(nèi)部,造成構(gòu)件強(qiáng)度的弱化和鋼筋的銹蝕。此類修補(bǔ)不能增加橋梁結(jié)構(gòu)的承載能力,對(duì)于橋梁結(jié)構(gòu)性開(kāi)裂需要采取其他措施進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。
2、截面法加固法
界面法是在原來(lái)的基礎(chǔ)上,增加構(gòu)件受力面積,將原來(lái)受力構(gòu)件進(jìn)行擴(kuò)大,從而提高橋梁構(gòu)件的承載能力。界面加固法常見(jiàn)的形式有:加厚橋面板法,受拉區(qū)梁截面法,受壓構(gòu)件截面法三種。此方法技術(shù)成熟,工藝簡(jiǎn)單,費(fèi)用低,但是養(yǎng)護(hù)工作量大。例如,廣州番禺區(qū)蕉門大橋?yàn)楹?jiǎn)支梁橋,主橋梁下沿產(chǎn)生較多裂縫,采用的就是該方法。加固后跨中截面抗彎承載力由原來(lái)的1676KN·m提高到2363KN·m,斜截面抗剪承載力從623KN提高到1035KN[4]。