桥梁加固文献综述.doc

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桥梁的临时加固及永久加固技术综述

李进

（重庆交通大学：

土木建筑学院；检测与维护技术一班：

09011525）

摘要：

本文通过对大量文献资料的检索得出了在临时加固及永久加固的基础上的大跨径预应力混凝土的六种加固方法，并对这六种加固从施工工艺，工期以及工程造价的角度分别进行评述。

关键词：

桥梁加固技术；临时加固；加固原理；关键构造；桥上桥；碳纤维加固技术

中图分类号：

U445.7文献标志码:

A

TheReviewofTemporaryandPermanentReinforcementofTheBridge

LiJin

（CollegeofcivilengineeringandconstructionofChongqingJiaotonguniversity;TheClassoneofDetectionandmaintenancetechnology:

09011525）

Abstract:

Thisarticlethroughtoalargenumberofdocumentsretrievalintemporaryandpermanentreinforcementofthebridgeisobtainedonthebasisofsixkindsofstrengtheningmethodsoflong-spanprestressedconcrete,andthesixkindsofreinforcementfromconstructiontechnology,constructionperiodandprojectcostanglereviewedrespectively.

KeyWords:

thebridgereinforcementtechnology;temporaryreinforcement;reinforcementtheory;thekeystructure;carbonfiberreinforcementtechnology

一、前言

中国桥梁工程的发展已具有相当规模,公路交通量不断增加,行车密度及车辆载重越来越大,公路桥梁负荷日趋加重。

有一部分公路桥梁是中国20世纪80年代以前修建的,因其设计荷载标准偏低,普遍存在承载力不足的问题。

而20世纪80年代以后修建的,其中已有不少桥梁暴露出缺陷,更有一些在远没有达到设计寿命时出现耐久性能严重退化的现象,影响其承载能力和使用寿命。

特别是，随着我国现代工业的快速发展，工业设备的流通日趋频繁，及时让这些超重设备按时运输到指定地点已成为国家经济建设的当务之急，而运输这些特重型设备的车辆就很可能是超重车辆，从桥梁通过时就会给桥梁造成或大或小的损害。

若对现有旧桥、危桥进行加固改造，可以延长桥梁的使用寿命，使桥梁能满足交通量的需求，为国家带来巨大的

经济和社会效益。

这就对工程技术人员的超重车辆过桥的管理措施，检测方法及桥梁的加固提出了更高的要求。

下面着重介绍、综述几种国内外超重车辆通过桥梁的加固方法。

二、国内外超重车辆通过桥梁的加固研究现状

1、木架支撑加固方法

收稿日期：

2013-04-15；修订日期：

2013-04-16

基金项目：

桥梁临时加固与永久加固

作者简介：

李进（1990—），男，重庆潼南人，工程学士，检测与维护技术专业。

E-mail：

09jiance@。

联系电话：

15215047065

针对木架支撑加固桥梁分为两种情况，无水河床和有水河床。

这种方法的关键在于基础的处理,每一排加固支架就等于缩短了桥梁的总跨距,从而增加了桥的荷载能力,所以每根立柱都应该矗立在坚实的基础上。

1.1、无水河床地基的处理

对于无水河床,由于多年河水的冲刷,淤泥的堆积,使河床表面出现松软的沙泥现象,所以在地基的处理上一定要下功夫。

首先在每根立柱下面开挖1×1m的坑,一直开挖到沙砾层河床。

即硬底，再用鹅卵石层层夯实垫起，垫起的高度不宜超过河床表面,然后放上1m长3根道木头,用把钉将道木头固定在一起,通长放上5×0.4×0.4m的底梁，同一根底梁下面一定要找平，找平的方法可用垫鹅卵石的高低来实现，不同根底梁允许有高低误差，这样做出的基础方法简便稳固。

如下图1，图2所示：

图1砂砾层基础

图2砂砾层基础的处置方案

1.2、有水河床地基的处理

如果桥下水流量大，用无水河床的施工办法很难实现，因为水流的冲刷会造成基础底部的松软造成加固不牢固，且洪水季节随降水量的增减，上游水库的排洪,给安全施工带来很大困难。

主要的施工方法为：

首先将一孔桥四排架的加固分成两部分进行,对洪水进行分流,在桥的中间铸一个堤坝,使加固侧的水位和流减少,大部分水从不先加固侧流出,堤坝可用石网堆积也可用草袋盛沙堆积,但一定要牢靠,否则对先加固侧的人和财产构成威胁，是减少水对基础的冲刷和保证加固立柱承受洪水的关键所在，如图3：

图3单侧加固处理

在立柱的后面打上木柱前面放上草袋做一个平坝高度不超过底梁为好。

这样洪水经过加固排架整体时是一个平面没有落差自然水的流速和冲力减小,底梁和道木被深深埋入泥沙之中，五根立柱牢固地矗立于水中。

将松沙和淤泥挖掉,一直到沙砾层硬底,用鹅卵石铺上两层,再将4m道木横铺在鹅卵石上,宽度与需加固的宽度一样满铺,同时用把钉把住,做好从泥沙中对道木吊起的吊钩。

然后将立柱竖起、木楔打实,这样就在桥梁纵跨中形成了支墩，减少了桥梁的跨中弯矩。

图4缓水器

在水流的正前方还可做一个缓水器,更会大大降低水的冲力,用两根400mm圆木斜撑于T型梁与河床之间,圆木上再钉木板,这样加固排架正前方的水流全部冲在缓冲器上，减小对立柱的冲力。

在用同样的方法加固另外一侧。

木架支撑加固方法适用于高度较低，跨径较小的桥梁，施工简便，加固材料来源丰富，造价较低，对工人施工技术要求不高，且由于木支架临时墩的弹性变形和非弹性变形,临时墩不形成刚性支点,不致于引起空心板跨中出现负弯矩。

特重车辆通过桥梁时,对桥梁的观测结果表明,桥梁的实测挠度明显小于计算挠度,说明临时墩约束了空心板的下挠,对减小跨中弯矩起到了显著的作用，在80,90年代的大件运输的桥梁加固中得到广泛使用。

但由于木头抗压承载能力较低（木材顺纹抗压强度范围为：

25.94Mp—39.14Mp）及木材加工的整体稳定性的影响，使得这种方法的适用范围较窄，一般荷载超重在100T-200T的中小跨径的桥梁可以使用这种方法。

2、体外预应力加固法

体外预应力方法是指对布置于承载结构主体之外的钢束（即体外束）张拉而产生预应力的后张法，以预应力产生的反弯矩部分抵消外荷载产生的内力，从而达到改善桥梁使用性能并提高承载能力的目的，钢束仅在锚固区域设置在结构本体内的预应力施加方法。

通常采用粗钢筋、钢绞线、高强钢丝等材料作为施力工具，具有加固、卸荷、改变结构内力的三重功效。

桥梁结构体外预应力索最简单、最有效的布置形式是双折线形，即在梁中间部分（腹板两侧靠近下翼缘处）、在距梁端一定距离处水平布置，再向上弯起，如图5所示：

图5结构图

整个体系是一次内超静定结构，在恒载和预应力共同作用下处于平衡，对外为静定结构。

对加固后混凝土梁截面应力的验算，需计算体外索在活载作用下的内力增量。

活载作用下，斜筋内力Ⅳ斜与水平筋内力之比为，即

式中：

—力筋与转向块之间的摩擦因数，向外张拉为负，反之为正；

—斜筋与水平筋的夹角。

取跨中水平筋（体外索）内力为赘余力,当N=1时，弯矩图（M图）、轴力图（N图）及活载作用下的弯矩图（图）如图所示：

图6恒载作用下的弯矩图、轴力图，活载作用下的弯矩

力学方程为：

（1）

（2）

（3）

体外索的内力增量及应力增量分别为:

（4）

使用荷载下体外索的应力应满足:

（5）

式中：

，—预应力筋的有效预应力及弹性模量；

—梁截面的惯性矩及混凝土弹性模量；

—体外预应力筋的面积、换算截面面积；

—体外预应力筋的极限强度。

在根据力学方程进行体外索的配筋设计，从而达到加固桥梁，大幅度提高承载能力和抗裂度的要求。

此外桥梁的体外预应力加固技术所需设备、人员少，施工周期短，经济效益好。

对桥上交通影响小，可不中断交通或短时间限制交通。

对桥梁损伤小，可做到不影响桥下净空，不抬高路面标高的技术优势。

但是采用的体外预应力索容易受到意外的破坏，不能参与局部裂缝的控制。

而且由于转向装置和锚固点受到约束，行车时容易引起体外索的振动，预应力索的自由长度受到限制。

从力学特性上来讲，体外预应力索与周围结构主体在同一截面上的变形是不协调的。

因此体外预应力加固技术适合于混凝土强度较高的梁。

采用此方法对钢筋砼梁进行加固时特别适合以下几种情况。

（1）由于各种病害造成的结构承载力下降。

（2）需要提高桥梁的荷载等级。

（3）用于控制梁体裂缝及降低钢筋的疲劳应力幅度等。

3、“桥上桥”临时加固法

在保障超重车辆安全通过现有桥梁所采取的措施中,利用装配式公路钢桥架设桥上桥的方法获得了广泛的应用。

这种“桥上桥”临时加固法分为两种方式：

跨越减载方式