王煥利

（中國(guó)瑞林工程技術(shù)股份有限公司， 江西 南昌）

1 橋梁加固設(shè)計(jì)現(xiàn)狀問(wèn)題

近年來(lái)，由于橋梁運(yùn)營(yíng)安全隱患而引起的人員生命和財(cái)產(chǎn)事故頻頻報(bào)道，對(duì)橋梁安全提出了更高的要求。下面，對(duì)橋梁加固設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀進(jìn)行了分析。

1.1 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和工程實(shí)際情況結(jié)合考慮不周

眾所周知，橋梁設(shè)計(jì)是一項(xiàng)具有專(zhuān)業(yè)技術(shù)性強(qiáng)的工作，需要我們橋梁設(shè)計(jì)人員能夠充分對(duì)橋梁各部分的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了詳細(xì)掌握，但目前大多數(shù)橋梁設(shè)計(jì)工作都存在著設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)狀況不符合的現(xiàn)象。在實(shí)踐中，許多設(shè)計(jì)人員缺乏對(duì)橋梁施工現(xiàn)場(chǎng)的特點(diǎn)、使用要求和車(chē)輛荷載的全面了解，導(dǎo)致橋梁工程投入使用后車(chē)輛數(shù)量的增加，導(dǎo)致實(shí)際荷載遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)設(shè)計(jì)荷載。

1.2 橋梁設(shè)計(jì)管理不到位

加強(qiáng)對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程的管理和控制是保證橋梁加固設(shè)計(jì)質(zhì)量的重要手段。然而，目前橋梁加固設(shè)計(jì)大多缺乏對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程的管理，各部門(mén)的管理責(zé)任不明確。另外，在設(shè)計(jì)方案審核等環(huán)節(jié)存在疏漏，根據(jù)規(guī)范流程審核不到位，將影響后續(xù)計(jì)劃的實(shí)施。

1.3 技術(shù)、工藝流程等計(jì)劃不合理

根據(jù)當(dāng)前橋梁實(shí)踐設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀而言，許多的橋梁加固設(shè)計(jì)在工藝選擇及工藝優(yōu)化方面都缺乏足夠的視，在技術(shù)設(shè)計(jì)上往往采用傳統(tǒng)技術(shù)。這些技術(shù)往往不能滿足現(xiàn)代橋梁工程加固的需要，加上不合理的工藝設(shè)計(jì)，最終導(dǎo)致整個(gè)工程的失敗。

2 橋梁加固設(shè)計(jì)的原則

2.1 合理性原則

針對(duì)加固工藝和方法選擇的合理性，只有保證加固工藝和方法的合理性，才能充分發(fā)揮加固效果。具體而言，在選擇加固技術(shù)時(shí)，設(shè)計(jì)人員必須根據(jù)實(shí)際病害情況選擇最合適的加固技術(shù)，還要考慮所選擇的技術(shù)方法是否在施工現(xiàn)場(chǎng)可行，是否會(huì)影響周?chē)沫h(huán)境。

2.2 不改變?cè)ㄖY(jié)構(gòu)原則

橋梁加固是在原有橋梁的基礎(chǔ)上更換其構(gòu)件和附件，以提高橋梁的承載能力和通行能力。但也有特殊情況，需要對(duì)原有橋梁進(jìn)行改造，需要改變橋梁的結(jié)構(gòu)。這主要是由于原有橋梁加固不能滿足當(dāng)前交通需求，需要進(jìn)行改造，然后需要充分考慮中長(zhǎng)期運(yùn)輸?shù)男枰?，在施工過(guò)程中也按照現(xiàn)代橋梁規(guī)范進(jìn)行施工設(shè)計(jì)。

2.3 經(jīng)濟(jì)性原則

主要是指橋梁加固設(shè)計(jì)，堅(jiān)持最低成本投入，達(dá)到最佳效果。在保證各種資源使用效果的前提下，應(yīng)盡量降低采購(gòu)成本。否則，既不能達(dá)到節(jié)約成本的目的，又可能造成加固效果不明顯、需要返修的情況，從而浪費(fèi)更多的成本。

3 橋梁加固設(shè)計(jì)常用方法

3.1 碳纖維或鋼板粘貼的加固法

碳纖維加固技術(shù)是我國(guó)引進(jìn)的一項(xiàng)新技術(shù)，具有耐腐蝕、強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)。目前正在推廣應(yīng)用。鋼板粘結(jié)加固方法主要采用錨栓和粘結(jié)劑將鋼板粘結(jié)錨固在混凝土受拉或其它薄弱部位，并將鋼筋混凝土與鋼板整體連接。該方法在不改變?cè)袠蛄航Y(jié)構(gòu)的前提下，具有施工簡(jiǎn)單、技術(shù)可靠、技術(shù)成熟的優(yōu)點(diǎn)，提高了橋梁的承載能力。

3.2 增加配筋及截面的加固法

當(dāng)橋梁出現(xiàn)剛度、強(qiáng)度、抗震能力和穩(wěn)定性能等問(wèn)題時(shí)，常用的加固方法是增加橋梁的加固，增加橋梁的施工截面等。梁的能量是通過(guò)增加橋的側(cè)面和底部的面積和主加固的數(shù)量來(lái)實(shí)現(xiàn)的。該方法被廣泛應(yīng)用于拱橋和梁橋的加固設(shè)計(jì)中。

3.3 橋面補(bǔ)強(qiáng)層的加固法

該方法主要是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的一層被放置在梁的頂部。在施工中，通常先將舊橋面切斷，使主梁與加固層形成整體，從而增加主梁的厚度，改變橋面橫截面的荷載分布，增強(qiáng)主梁的抗壓能力，進(jìn)而提升橋梁的整體承載力，達(dá)到加固目的。

3.4 改變結(jié)構(gòu)受力系統(tǒng)的加固法

主要是在改變橋梁結(jié)構(gòu)的應(yīng)力體系的基礎(chǔ)上，提高橋梁的承載力。將簡(jiǎn)支梁與簡(jiǎn)支梁縱向連接，使簡(jiǎn)支梁變?yōu)檫B續(xù)梁，或在橋下架設(shè)橋墩或托架，組合梁與T型鋼類(lèi)似的加勁梁?？梢栽诹合掳惭b拉索，減小梁的外部應(yīng)力，提高橋梁的承載力。改變橋梁結(jié)構(gòu)體系的方法很多，但需要在橋下操作或增加永久性設(shè)施。這種方法減少了橋梁下的空間，并會(huì)影響施工過(guò)程中的交通量。因此，在施工設(shè)計(jì)中必須綜合考慮橋梁的承載能力和泄洪能力。

4 實(shí)例分析橋梁樁基礎(chǔ)加固設(shè)計(jì)應(yīng)用

4.1 工程概況

某地區(qū)一道路擴(kuò)建項(xiàng)目，該道路寬度為34-40米，橋梁三跨形成的簡(jiǎn)支梁橋，分別為15米、25米、15米。橋荷載設(shè)計(jì)為懸掛—100和汽—20。該橋以36米的寬度開(kāi)始，快車(chē)道的寬度為8.5米，拓寬后加寬到53米，快車(chē)道加寬12米，橋面拓寬時(shí)，把機(jī)非隔離帶加寬后成為快車(chē)道。加寬不需要改變?cè)瓨虻奈恢?，只需要通過(guò)兩側(cè)新橋的拼接來(lái)擴(kuò)大原橋的面積。改造后，根據(jù)城市—A負(fù)荷設(shè)計(jì)橋梁。加寬后，橋梁荷載值也由汽—20提高到城市—A。為了避免事故的發(fā)生，采用橫向分布系數(shù)法對(duì)原橋板進(jìn)行加固，而不用更換橋板來(lái)滿足城市—A的荷載。

4.2 梁板加固方案分析

將原橋梁懸臂的部分混凝土鉆開(kāi)，然后讓鋼筋裸露，連結(jié)機(jī)非隔離帶的兩側(cè)板下，將裸鋼筋與鋼筋與φ14結(jié)構(gòu)的鋼筋焊接一起，然后澆注C50混凝土。另外，采用厚度為15毫米、寬度為400毫米的A3鋼板粘接加固梁板。采用C50環(huán)氧砂漿將中空板與A3鋼板沿橋面橫向粘結(jié)20米，在梅花A3鋼板上焊接20厘米長(zhǎng)、20厘米間距的鋼筋，以提高鋼板與橋面鋪裝層的粘結(jié)力。最后，將C50混凝土鋪在橋面上。

4.3 加固前原結(jié)構(gòu)的橫向分布系數(shù)和承載能力

（1)計(jì)算加固前橋梁的橫向分布系數(shù)，采用“鉸接板梁法”計(jì)算原結(jié)構(gòu)主路1～9根梁板的橫向分布系數(shù)。選擇1-9#梁和樓板最不利的條件。分布系數(shù)分別1#梁板-20，2#梁板 0.252，3#梁板 0.234，4#梁板 0.227，5#梁板 0.218，6#兩邊那 0.214，7#梁板0.21，8#梁板0.205，9#梁板0.200。

（2)實(shí)測(cè)加固橋梁的橫向分布系數(shù)，分別為:1#梁板-20，2#梁板 0.247，3#梁板0.231，4#梁板0.226，5#梁板0.218，6#梁板0.216，7#梁板0.212，8#梁板0.21，9#梁板0.204?？梢钥闯?，1#橋板橫向分布系數(shù)的實(shí)測(cè)值小于計(jì)算值，可以得出橋間橫向連接性能實(shí)際上優(yōu)于假設(shè)的結(jié)論。因此，當(dāng)橋梁加寬時(shí)，不需要重新澆注鉸接接頭。

4.4 加固后結(jié)構(gòu)的橫向分布系數(shù)以及承載能力

(1)加固后橫向分布系數(shù)計(jì)算，拓寬后的道路是雙向6車(chē)道，重新計(jì)算了梁板的橫向分布系數(shù)之后，采用有限元模分析加固后的橋梁，找出最不利于1#梁板的車(chē)載工況，按照該工況計(jì)算出各梁板的橫向分布系數(shù)：1#梁板為 0.23，2#梁板為0.224，3#梁板為0.219，4#梁板為0.215，5#梁板為0.211，6#梁板為0.207，7#梁板為0.200，8#梁板為0.197，9#梁板為0.195，-1#梁板為0.215。

(2)加固后橋梁承載力檢驗(yàn)

橋梁加寬后，用上述加載方法測(cè)量了 1個(gè)縱梁和板的最不利彎矩。通過(guò)計(jì)算數(shù)據(jù)與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的比較，可以看出，1_梁和板在活荷載作用下的內(nèi)力基本相同，滿足承載力要求。在橋梁加固設(shè)計(jì)中。原道路兩車(chē)道設(shè)計(jì)為三車(chē)道，荷載變化。在實(shí)際應(yīng)用中，粘貼鋼板固定梁板后，可有效地調(diào)整1#梁板應(yīng)力。降低橫向分布系數(shù)，達(dá)到梁板應(yīng)力平衡的目的。這種加固方案可以提高橋梁的整體剛度。

5 結(jié)論

(1)當(dāng)橋梁道路拓寬時(shí)，車(chē)輛荷載和跨跨橋梁的車(chē)道布置經(jīng)常發(fā)生變化。該橋面橫向連接加固方法在不改變橋面初始布置的情況下，能夠平衡橋梁的橫向分布系數(shù)，從而分散活荷載，延長(zhǎng)梁板使用壽命。

(2)鋼板可有效提高梁板屋面的含鋼量，大大提高截面的抗彎能力，延長(zhǎng)梁板的使用壽命。

(3)粘貼鋼板后，能更好地約束橫橋梁板位移，使梁板鉸接更加緊密，從而可以限制梁板之間的橫向連接。

6 結(jié)語(yǔ)

總之，橋梁加固設(shè)計(jì)是現(xiàn)代橋梁工程設(shè)計(jì)中的重要環(huán)節(jié)，其設(shè)計(jì)質(zhì)量不僅對(duì)整個(gè)橋梁工程的安全使用有著直接影響，同時(shí)也對(duì)人們的正常出行有著直接的影響。為進(jìn)一步保證橋梁施工的整體質(zhì)量，我們?cè)O(shè)計(jì)人員要不斷提高專(zhuān)業(yè)素質(zhì)，采用最科學(xué)、合理的加固技術(shù)，以保證加固后的橋梁安全。

[1]李瑞云，馬亞軍.橋梁樁基礎(chǔ)的加固設(shè)計(jì)[J].黑龍江交通科技，2013（3）

[2]李玉珍.試述橋梁樁基礎(chǔ)的加固設(shè)計(jì)[J].城市建設(shè)理論研究，2013（47）