方清华

0 引言

桥梁上部构造是桥梁病害的多发部位，具体表现在上部构造变形、变位、裂缝等等，这些病态既可能是由于上部构造本身的设计或施工原因引起的，也可能是因基础下沉所致，准确地分析病因是治本的基础，选择正确的加固方法是根除病害的关键[1-3］。本文详细阐述了现代梁桥加固的几种常用方法，为今后各类桥梁的加固提供参考。

1 体外索加固

体外预应力加固是通过在梁体外布设拉杆或撑杆，并与被加固的梁体锚固联结在一起，然后施加预应力，强迫后加的拉杆或撑杆受力，从而改变原结构的内力分布，并降低原结构的应力水平，以提高结构的承载力。加固后可减少结构的变形，缩小裂缝宽度甚至使裂缝完全闭合。对于钢筋混凝土或预应力混凝土梁桥，采用对受拉区施加预加压力的加固，可以切实可靠地增加梁桥的抗弯刚度，以弥补梁内预应力配筋的不足，阻止梁体进一步下挠和受拉区混凝土的开裂。同时，它可以抵消部分自重应力，起到卸载作用，从而能较大幅度地提高梁的承载能力。

体外预应力索与一般预应力索相比，有很多重要的区别，其施工方法也不尽相同。体外预应力索施工应满足以下要求:1)钢绞线应选用PE防护、无粘连、低松弛钢绞线;2)采用OVM防松动锚具;3)体外索分段支承，以减少振动，支承处外套不锈钢管，内衬聚四氟乙烯套管，以减少摩擦;4)钢绞线两端编号，使每根钢绞线在两端锚具上的锁定位置一一对应;5)预应力索应尽量争取对称张拉，以减少附加内力;6)张拉应力应控制在钢绞线标准强度60%以内，以减少整体预应力损失;7)固定式体外索，应注意齿块内裸露钢绞线部分的封存。

2 “壁可”法灌缝

桥梁由于各种原因引起裂缝，需要进行仔细观察，将产生裂缝的原因排除后应对已产生的裂缝进行处理，壁可法是行之有效的方法，它能将裂缝两侧的混凝土牢固地连接起来，使连接处的强度一般高于其他未开裂部位，其具体施工步骤如下[3］:

1)埋压浆嘴封缝:实施壁可法灌缝时，首先应将裂缝两侧10 cm范围内打磨干净，再用丙酮擦洗，使用壁可封缝胶，沿着裂缝方向每隔30 cm埋置压浆嘴，并将压浆之间的裂缝封闭，其封缝宽度约为8 cm，厚度为8 mm。

2)进行气密检查:待封缝胶硬化之后进行气密检查，目的是观察压浆嘴是否牢靠，封缝胶是否将裂缝封牢。检查方法有水压法和气压法，若采用水压法，试压之后应间隔48 h(20℃以上)才能进行灌缝，以保证裂缝处于干燥状况。

3)用壁可灌缝胶灌缝:灌缝时要使用一种与压浆嘴相连的注射器，两者之间卡口相连，易连易撤，是壁可法灌缝的配套设备，注射器为特种塑料制品，其弹性模量比一般塑料大得多，只要有一定的变形，便会提供较大的应力，因此灌缝过程是用高压将灌缝胶压入注射器，注射器体积膨胀，容量加大，注射器壳体张力也随之加大，当注射器体积膨胀到最大限度之后，注射器便获得第一次注射所需要的灌缝胶，并将装入注射器内的壁可灌缝胶，在壳体张力的作用下持续不断的注入裂缝中。根据裂缝大小，应即时对注射器中的灌缝胶予以补充，当其体积维持12 h以上不再缩小，且体积大于空腹20%时，裂缝已经注满，完成灌缝。

3 碳纤维加固

碳纤维又称增强复合材料(简称CFRP)，它具有优异的物理力学性能(极高的抗拉强度和弹性模量)。其抗拉强度是普通钢筋的10倍以上，弹性模量与普通钢筋接近，它耐酸、碱、盐及大气环境腐蚀，完工之后，不需维护，可广泛用于各种形状的混凝土结构加固。粘贴碳纤维的加固机理是将增强材料粘贴在混凝土结构的受拉缘或薄弱部位，使之与结构形成整体，用以代替需要增设的补强钢筋，提高梁的承载能力[4-6］。

碳纤维加固施工，可按如下步骤实施:1)清除加固部位结构表面的松散物质及污垢，并用丙酮擦洗;2)涂刷底层树脂(底胶);3)当底胶硬化后，用环氧树脂(找平胶)修补加固构件表面的孔洞;4)当底胶和找平胶硬化后，涂刷浸洗树脂(面胶);5)粘贴碳纤维，要求充分排气，并紧密贴合;6)再涂面胶。如需粘贴多层碳纤维布补强，可重复步骤4)～步骤6)。

4 粘贴钢板或钢板条加固

粘贴钢板加固法是常用的旧桥加固技术。它是在结构上粘贴钢板或钢板条，与碳纤维布相比，其自重增加较多，但结构的抗剪、抗扭和整体刚度都有明显的增强。总体上来说，粘贴钢板加固法有以下优点:1)不需要破坏被加固的原有结构;2)加固工程几乎不增大原结构物的尺寸;3)尽管工程质量要求很高，但施工时并不要求高级的专门技术人员操作;4)能在短期内完成加固工程;5)几乎可以不改变具有历史价值建筑的原有艺术特点。

5 截面转换加固

截面转换加固是重庆交通大学开发的一种新型的梁式桥加固方法。经实践证明，该方法是一种非常成功的加固技术。加固机理主要是利用箱梁截面抗弯、抗扭刚度大，箱形梁整体受力性能明显高于其他形式梁的特点而进行的加固整治。利用梁底新增设的钢筋混凝土底板可以将分离的主梁连成整体共同协调变形、承担活载，以达到改善桥梁横向分布系数、提高桥梁承载力的目的。

将主梁截面转换为箱形截面的加固方法具有以下优点:1)提高了梁体的抗弯和抗扭性能，在偏心荷载作用下，较加固前的多片主梁大为有利;2)极大地改善了桥梁的横向分布系数;3)具有良好的动力特性;4)具有较大面积的底板，便于布置钢筋;5)加固费用低，经济性好;6)施工周期短，施工难度小。

6 变简支梁为连续梁法

在多跨简支梁的梁端设置承受负弯矩的钢筋后，把简支梁连接起来变为连续梁，则在活荷载作用下，梁中的弯矩将按连续梁计算。在简支梁中可设置八字撑，斜撑为原桥上部构造提供了两个弹性支撑，使原桥一跨变成三跨，大大减小了桥梁的跨径。八字撑一般用钢筋混凝土或型钢制成，两撑之间可设托梁或不设托梁，斜撑的位置由梁截面所容许承担的弯矩和剪力来确定。

具体做法是:

1)凿开桥面铺装层，并将原梁顶混凝土保护层凿除，使梁顶部钢筋外露，同时将原箍筋切断拉直，沿梁顶增设纵向受力钢筋，钢筋的数量由墩顶梁端连接处所需承受的负弯矩大小确定。此时，也可考虑原梁顶的架立钢筋参与承受负弯矩。2)浇筑梁顶加高混凝土及梁端接头混凝土。此时，除必须将梁端面凿毛清洗外，有时为了增加接头处的刚度及加大梁端受压区截面面积，也可考虑把相邻梁的端横隔板之间浇成整体混凝土。3)若采用更换支座进行技术改造，则需拆除原支座，用一组带有加劲垫板的新支座来替换。4)重做桥面铺装层。

7 结语

随着各种重型车辆，尤其是工程用重型运输车的不断出现，公路桥梁负荷日趋加重，加之旧桥部分老化、破损或受原设计标准的限制，已不能适应现代交通运输的要求。旧桥的加固以其巨大的经济效益和实用价值，越来越广泛地应用于现代桥梁建设中。通过本文以上的分析，我们可以得出，对于梁桥，其加固方法较多，大致有6种，然而各种方法都有其各自的特点，具体选用哪种方法需根据实际情况具体分析，在选择加固方法时要充分考虑造成病害的原因，以选择合理的加固方案。

[1]张开鹏，蒋玉龙，曾雪芳.桥梁加固的发展与展望[J］.公路，2005(8):299-301.

[2]叶吉军.桥梁加固技术的研究与应用[D］.上海:同济大学优秀硕士学位论文，2007.

[3]伍奇业.混凝土桥梁加固技术[J］.公路，2005(4):83-85.

[4]周建庭，冉仕平.截面转换加固罗布江孜大桥研究[J］.公路，2003(12):14.

[5]堪润水，胡钊芳，帅长斌.公路旧桥加固技术与实例[M］.北京:人民交通出版社，2001.

[6]宋一凡，贺拴海.锚栓钢板法加固钢筋混凝土梁桥的计算方法[J］.西安公路交通大学学报，2000(8):98-101.