旧桥的检测与加固方法

旧桥的检测与加固方法（共5篇）

旧桥的检测与加固方法 篇1

1. 引言

随着我国交通建设事业日新月异的发展, 交通量日益增加, 车辆加重超过原荷载设计等级, 在荷载、风、水、温度变化、结构与材料疲劳效应的共同作用下, 安全隐患日益增加, 桥梁的正常使用寿命越来越短, 因此国内现有桥梁都存在着不同程度的损坏, 其承载能力大大降低。为确保桥梁的安全运行, 充分利用旧桥的利用价值, 有必要进行针对性地桥梁检测健康综合评价与加固维修工作。

但是, 旧桥的加固与维修也存着实际困难。如有人认为“加固老的不如建座新的”, 其繁琐程度、技术难度更大, 设计费用和施工造价利润偏低, 种种原因造成加固旧桥市场发展滞后。尽管如此, 随着交通技术的不断进步, 研究延长桥梁使用寿命的方法, 使得有限的建设资金用于急需的工程中, 成为各级公路交通部门义不容侧、光荣艰巨的任务。各种车辆的荷载等级有很大提高, 大量低等级公路被改建扩建, 先服役桥梁的耐久性、可靠性越来越受到重视。

2. 桥梁损坏原因和现象分析

随着交通量的日益增加, 桥梁超载现象也越来越严重, 使得桥梁的正常使用寿命越来越短, 因此国内现有桥梁都存在着不同程度的损坏。拱桥损坏的主要原因包括:

当时建设要求标准低, 公路交通蓬勃发展后车辆荷载增大, 经常出现超载行车的情况, 形成桥梁损坏;

1) 洪水、地震等自然灾害对桥梁的破坏;

2) 软土地基沉陷和滑动, 引起桥梁的破坏甚至倒塌。

3) 由于以上原因及时间的累积, 综合国内各种桥梁的检测结果, 桥梁发生损坏的现象包括:

4) 拱座处地基沉降, 拱座产生水平和竖向位移以及倾斜转动, 甚至开裂。拱脚混凝土压碎开裂, 钢筋局部失稳屈曲崩裂, 拱圈拱轴变形, 拱圈出现受拉裂缝;

5) 支座破损老化生锈, 盖梁存在错台现象, 拱座、桥台、立柱、盖梁出现裂缝, 横梁存在沿预应力走向的裂缝及端部的竖向裂缝;

6) 混凝土老化, 发生碱—集料反应, 氯离子侵蚀;

7) 吊杆上下锚固部位工作性能不良, 锚箱钢筋、钢绞线锈蚀;

8) 桥面铺装层出现横向、网状裂缝, 混凝土碎裂、出现坑槽, 桥面板存在空洞、露筋、渗水区域, 伸缩缝被泥土堵塞破损, 防护油脂变质, 略带积水、渗水现象, 且振动厉害。

3. 桥梁的检测与评估

桥梁的检测内容包括桥梁的结构强度、刚度、整体受力性能和抗裂性能, 验算其是否仍符合原设计要求, 检测横向分布规律, 具体有:

外观检测, 检测构件包括主拱肋, 吊杆、锚头、主梁、横梁、基础等;

对于外观检测中有可能发生锈蚀的锚头和吊杆进行开封检测;

静载试验和动载试验分别测量桥梁的抗弯强度、裂缝宽度, 及桥梁各截面的动力性能;

桥梁评估指的是评定承载能力, 确定材料强度或对结构条件的分类。根据以上检测数据, 国内外常用的桥梁状态评定体系分为两类:

对于中小跨径桥梁, 由于数量多、分布广, 往往通过定期或者不定期检测, 其途径来源于外观调查、基于设计规范的验算评定、荷载试验法、专家系统评定、基于结构可靠性理论、承载能力的有限元模拟。承载能力的有限元模拟的含义为:用钢筋混凝土非线性有限元分析的计算机方法, 把一座由若干片梁组成的结构先简化为一片梁, 在求出一片梁的承载力后, 再加以荷载横向分布系数求出整座桥的承载能力。

大型桥梁是通过仪器监测数据和人工检测数据为基础, 用综合评估的方法进行评估, 如层次分析法。层次分析法就是将影响桥梁状态的各因素分类化, 形成一个多层的、每层又包含若干指标的系统, 先确定底层的指标状态, 再依次类推到顶层。其具体建模方法包括:常规综合评估法、灰色关联度评价法、模糊综合评估法、模糊神经网络法等。只要与数学建模方法相关, 就使得该评估方案更具可靠性和高效性。

4. 桥梁的加固

桥梁加固所采取的措施用以修复各个损伤构件, 以维持原状。综合考虑全桥构件承载力情况, 尽可能恢复至原设计荷载标准。传统的方法有:

增大截面法:在原结构基础上再浇筑一定厚度的钢筋混凝土, 用以提高截面的承载力, 达到补强加固的效果。该方法仅适用于具有梁肋的桥梁加固, 对于板梁、箱梁不宜实施;

塞缝灌浆技术:一般用于处理桥梁上、下部结构裂缝, 灌浆分为水泥浆、水泥砂浆、环氧树脂浆、环氧树脂、砂浆等, 具体采用种类应视实际情况而定。在公路旧桥加固中, 塞缝灌浆法用得较为普遍, 且通过试载及使用观察, 后期效果较好。

随着技术的进步, 新型的加固方法包括:

(1) 粘贴钢板加固法:利用粘结剂和锚栓, 将钢板粘贴锚固于混凝土结构受拉面或者其他薄弱部位, 使钢板与加固混凝土结构形成一个整体, 从而提高构件的抗弯和抗剪能力, 提高原结构的刚度, 限制裂缝的发展, 改善钢筋与混凝土的应力状态。该技术几乎不改变原结构的尺寸, 具有施工简单、技术可靠、短期加固效果较好且工艺成熟等优点, 有很好的推广前景;

(2) 粘贴碳纤维加固法:碳纤维是用抗拉强度极高的碳纤维经环氧树脂预浸而成的一种结构增强复合片材, 将它用环氧树脂作为黏结剂, 沿受力方向或垂直于裂缝方向粘贴在受损构件上, 粘贴剂作为它们之间的剪力连接媒介, 形成新的复合体, 使增强贴片与原有的钢筋共同受力, 从而增大了结构抗拉或抗剪能力。该方法能够有效地提高结构的强度、刚度、抗裂性和延性, 控制裂缝和挠度的继续发展。

(3) 喷射混凝土法:借助喷射机械, 利用压缩空气或其他动力, 将按一定比例配合好的拌和料, 通过管道运送并高速喷射到受喷面 (岩面、模板、旧建筑物等) 上凝结硬化而成的一种混凝土, 它具有较高的力学强度和良好的耐久性;

增加体外预应力法:体外预应力属于后张无粘结预应力体系, 具体做法是将预应力钢筋布置于混凝土截面之外。体外预应力体系由体外预应力孔管、浆体、锚固体系和转向块等部件组成, 能大大缩短施工工期, 降低被加固构件的应力水平, 使结构整体承载力显著提高。但加固后的结构对原外观有一定影响。此方法适用于大跨度或重型结构桥梁的加固以及处于高应力、高应变状态下的混凝土构件的加固;

综合以上结论, 桥梁各构件可结合传统与新型的加固方法, 趋利避害, 达到更好的修复效果。

5. 结论

本文通过总结桥梁加固与维修的传统方法, 并收集了国内外先进的新型技术, 对旧桥的加固和维修的一般流程进行归纳, 其主要内容为:通过进行试验检测, 综合研究检测数据结果, 评估桥梁的承载能力是否满足设计使用标准, 由此针对性的对桥梁进行加固或者维修设计。

摘要：本文基于国内外先进技术, 通过研究桥梁损坏的主要原因, 总结桥梁加固与维修的传统方法, 提出了一些旧桥加固的的新型方法。

关键词：桥梁损坏,桥梁加固,维修

参考文献

[1]杨高中、杨征宇等, 连续钢构桥在我国的应用和发展[J]公路, 1998, 7 1-6.

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[3]公路桥涵施工技术规范[M], 人民交通出版社, 2000.

[4]桥梁工程[M], 人民交通出版社, 1995.

[5]廖电波, 钢筋混凝土桥梁问题分析与加固技术[J], 科技创新导报, 2011 (19) .

公路旧桥的加固与管理 篇2

随着我国社会经济和交通运输事业的快速发展, 过去年代修建于各地城镇和各级公路上的桥梁, 负担着十分沉重的交通荷载及繁重的交通量。

这些桥梁具有荷载等级低、使用年限长的特点。从技术资料分析, 大多数桥梁是三不知: (1) 不知基底地质; (2) 不知基础深度; (3) 不知隐蔽部分的尺寸。从桥梁技术状况分析, 由于河床屡遭洪水冲刷, 河床底部加深, 桥梁墩台基础外露、冲空, 产生不均匀沉降, 导致桥台、拱圈产生附加应力而出现开裂, 有的甚至出现开合现象。

自1989年以来, 我单位多次完成超限运输旧桥加固及大中型危桥的维修加固监理工作, 在公路旧桥加固和管理方面取得一些经验, 本文按桥梁的组成部分介绍桥梁的加固方法。

1 旧桥上部结构加固技术

1.1 桥面补强层加固法

在梁顶上加铺一层钢筋混凝土层, 一般先凿除旧桥面, 使其与原有主梁形成整体, 达到增大主梁有效高度、改善桥梁荷载横向分布能力, 从而达到提高桥梁的承载能力的目的。

1.2 增大截面和配筋加固法

当梁的强度、刚度、稳定性和抗裂性能不足时, 通常采用增大构件截面、增大配筋、提高配筋率的加固方法, 这种方法是在梁底面或侧面加大尺寸、增配主筋、提高梁的有效高度和抗弯强度, 从而提高桥梁的承载力。该法广泛应用于桥梁及拱桥及拱桥拱肋的加固。

1.3 锚喷砼加固法

借助高速喷射机械, 将新砼混合料连续的喷射到已锚固好钢筋网的受喷面上, 凝结硬化面形成钢筋混凝土, 从而增大桥梁的受力断面和补强钢筋, 加强结构的整体性, 使其能承受更大的外荷载作用。

1.4 粘贴钢板加固法

当交通量增加, 主梁出现承载力不足或出现严重腐蚀的情况时, 梁板桥的主梁会出现严重的横向裂缝。采用粘结剂及锚栓, 将钢板粘贴锚固在混凝土结构的受拉缘或薄弱部位, 使其与结构形成整体, 以钢板代替增设的补强钢筋, 达到提高梁的承载力的目的。这种加固方法的特点是:

(1) 需要破坏被加固的原结构尺寸;

(2) 工工艺简单, 施工质量较容易控制;

(3) 施工工期短。

1.5 增设纵梁加固法

在墩台地基安全性能好, 并具有足够承载力的情况下, 可采用增设承载力高和刚度大的新纵梁, 新梁与旧梁相连接, 共同受力。由于荷载在新增主梁后的桥梁结构中重新分布, 使原有梁中所受荷载得以减少, 由此使加固后的桥梁承载力和刚度得到提高。当增设的纵梁位于主梁的一侧或者两侧时, 则兼有加宽作用。

1.6 拱圈增设套拱加固法

在原主拱圈腹面下增设一层新拱圈, 即紧贴原拱圈底面上, 浇注或锚喷混凝土新拱圈, 外形上就像是在原拱圈下套做了一个新拱圈。

2 旧桥下部结构加固技术

2.1 扩大基础加固法

此法适用于基础承载力不足或埋深太浅, 而墩台又是砖石或砼刚性实体式基础时的情况。扩大基础底面积应由地基强度验算确定。

2.2 增补桩基加固法

当桥梁墩台基底下有软卧层时, 墩台发生沉陷;对此采用增补桩基加固法是一种常用而且有效的方法。这种方法是:在桩式基础的周围补加钻孔桩等, 以此提高基础的承载力, 增强基础的稳定性。

2.3 钢筋砼套箍或护套加固法

当桥梁墩台由于基础埋深不够, 或因施工质量控制不严等原因, 导致墩台开裂时, 有时会出现贯通裂缝, 可采用钢筋砼围带或钢箍进行加固。

2.4 桥台新建辅助挡土墙加固法

由于桥台台背水平土压力过大, 引起桥台倾斜, 应在台背之后加建一挡墙, 以抵御过大的土压力。

2.5 墩台拓宽加固法

利用旧桥基础, 靠墩台盖梁挑出悬臂加宽部分, 以便安装的上部结构。此种情况为只加宽墩台上部的盖梁、墩台身和基础则不需予以加固。

3 旧桥加固的常用方法

3.1 塞缝灌浆法

塞缝灌浆是把按一定比例配制的水泥 (砂) 浆、环氧树脂 (砂) 浆, 通过喷浆机按一定压力灌入结构物缝隙内, 起到填塞裂缝、避免钢筋锈蚀并提高结构整体强度的作用。塞缝灌浆一般用于处理桥梁上、下部结构裂缝, 灌浆分为水泥浆、水泥砂浆、环氧树脂浆、环氧树脂砂浆等。

3.2 上部结构加固

上部结构加固改建在调查研究旧桥的基础上, 经过技术、经济比较, 采用充分利用原桥进行拼宽, 利用桥台将拱式结构改为板式结构的加固方法, 使其满足超限运输要求。

(1) 拼宽原桥对验算不能满足超限运输要求的旧桥, 经技术经济比较后, 按实际通过的超限运输荷载设计拼宽桥梁, 以确保超限运输安全。

(2) 利用原桥台改拱式结构为板式结构对于小跨径石拱桥, 由于拱圈厚度不能满足超限运输要求或因地基较差发生不均匀沉降, 致使拱圈开裂, 降低承载能力, 可采用此办法。

采用以上两种方法加固的桥涵, 通过试载及重车通行, 经观察加固效果较好。

3.3 下部结构加固

(1) 采用钢筋混凝土框架加固桥台

设计的基本假设:鉴于尚在维持正常的交通运输的桥, 台背填土破坏棱体引起的主动土压力由原桥台承担, 框架结构仅承受在破坏棱体范围内布置超重车所引起的主动土压力。在后来的应用中, 取消了钢筋混凝土立柱, 仅在桥台上凿出牛腿的位置, 将横系梁、支撑梁、牛腿一起现浇成平面支撑框架, 这不仅减少了工作量, 而且施工方便。采用这种方法加固的桥涵, 经多次实地观察, 使用效果良好。

(2) 基础加固。

由于埋置深度较浅, 易受河水冲刷而淘空。受河水改道冲刷桥梁引道, 导致桥台基础冲空, 引道被毁。桥梁地基局部软弱, 致使桥台发生不均匀沉降, 引起桥台开裂等。针对以上病害, 我们采取对河床用浆砌片石进行铺砌, 上游河床设置丁坝, 打木桩扩大桥台基础等方法进行加固。

3.4 桥面铺装层的加固

(1) 重视桥面铺装上层的设计和选材。

如果沿用传统的路用沥青混凝土的材料设计方法, 铺装上层总是处于不利的受力状态, 承受着较大的反复拉应力, 往往在桥面板的加劲部件 (直腹板、横隔板) 的顶部产生开裂, 导致铺装上层出现早期破坏, 这也与实际桥面铺装层的损坏情况基本吻合, 重视桥面铺装上层的设计和选材使其具有良好的变形能力以抵抗疲劳开裂, 对预防铺装层的早期损坏具有重要的意义。所以, 对于桥面铺装体系来说, 需要采用性能更加优良的复合改性沥青, 根据铺装上、下层的不同功能和受力状态研究选择合理的沥青混合料组成, 并进一步解决铺装层与桥面板的粘结稳定性等问题。

(2) 材料、结构和施工这三个要素中, 材料是最为活跃的因素

决定沥青混合料力学性能的原材料以及混合料的组成结构具有很大的选择性, 铺装层的模量比取决于材料的组成设计。研究表明, 在混凝土桥的铺装中使用增强纤维沥青混凝土具有较好的效果, 能增强铺装层沥青混凝土的柔韧性, 改善铺装层的受力状态, 防止桥面铺装层出现开裂、脱落等现象, 最终提高桥面铺装层的使用品质和延长其使用寿命。

(3) 桥面铺装层的加固施工 (沥青或水泥砼)

(1) 清除或刨洗桥梁旧铺装层。

(2) 认真清洗旧桥面。

(3) 重铺新桥面:

水泥混凝土桥面铺装在浇筑混凝土的强度达到设计等级后, 才可开放交通, 其车辆荷载不得大于设计荷载。沥青混凝土桥面铺装应待摊铺的混合料完全自然冷却, 其表面温度低于50℃后, 方可开放交通。需要提早开放交通时, 可洒水冷却降温。伸缩装置安装完毕, 预留槽浇筑的混凝土强度达到设计强度后, 方可开放。

4 公路旧桥的管理

4.1 加强公路旧桥的管理。

对于旧桥的超限运输管理工作具有工期短、要求高、工程量较小、前期工作量大等特点, 公路超限运输一般是为国家或省的重点建设工程服务, 我们的初步经验是:

(1) 对于经常过大件的路段, 应对改路段上的大小桥梁进行重点检查和管理, 收集原始档案材料, 掌握其动态, 针对其技术和承受能力编制相应的加固处理方案, 需要报批的及时按程序报批;

(2) 在施工中针对其技术严格按照业主已批准的加固方案进行施工, 注意抓重点、制约工程;

(3) 重视加固工程的原始资料的收集和整理工作, 为今后的加固工程积累经验;

(4) 充分调动基层单位的积极性, 正确处理责、权、利的关系。

4.2 旧桥加固的建议

目前制约旧桥加固工作的主要因素是资金问题, 在养路资金紧缺的情况下, 投入到旧桥加固上的资金更加有限, 现在的作法是省公路局将大中型桥梁作为计划单列, 而从我单位的实际情况看, 小桥的数量约占桥梁总数的90%, 且小桥的病害也比较严重, 对小桥的维修、加固需要投入大量的资金, 为此建议采用以下办法逐步解决。

(1) 省公路局应加大对大中型桥梁加固资金的投入, 并将属于危桥的小桥纳入这个范围, 集中资金重点解决危桥的加固;

旧桥的检测与加固方法 篇3

关键词：旧桥病害,病害检测,加固方法

0 引言

针对于公路桥梁, 工程建筑人员一直存在着“重建设轻养护”的传统观念, 普遍认为公路桥梁只需建设达到最优化, 就不用对公路桥梁进行过度养护。当公路桥梁出现问题, 仅仅注重修复的资金, 而不是关注桥梁所存在的病害以及维修加固。同时, 我国的公路旧桥大多于上世纪中期建造, 所经年代以及使用年限较长, 当时公路桥梁的建设技术并不先进, 没有相关专业的工程技术人员, 致使公路桥梁的建造所需材料和技术匮乏, 仅仅遵循传统的建筑技术, 没有先进的建筑技术, 且使用年限较长, 公路桥梁产生诸多病害, 严重影响公路交通的运行, 制约经济的发展。

1 公路旧桥存在的病害

(1) 严重腐蚀。公路桥梁的地基常年存在于土壤或是河流之中, 埋藏深度较浅, 长期受到水流的冲刷, 或是土壤中所含物质的侵蚀, 容易造成桥梁地基中的钢筋锈蚀、碱硅反应等腐蚀现象, 致使桥台基础遭到冲刷掏空, 桥台开裂, 引道被毁坏, 降低公路桥梁中混凝土的碱度, 致使桥梁失去一层保护膜, 腐蚀桥梁中的部分构造, 严重破坏桥梁的稳定。

(2) 超重车载量。随着国民经济的迅速发展, 重大建筑工程的建设, 交通量在不断增长, 重型车辆以及超载现象尤为严重;且公路桥梁因使用年限较长, 长期承受超重的车载量, 公路桥梁所承受的压力较大, 其承载能力下降。又因受到腐蚀影响, 桥梁内部的部分构造的坚固性被侵毁, 破坏桥梁的横向刚度和桥梁整体的稳定性, 导致桥梁的承载力下降。

(3) 人为原因。公路桥梁存在病害, 还存在人为原因。在公路桥梁建设完工投入使用后, 没有对桥梁进行定期检测, 且公路旧桥的使用年限较长, 其坚固性下降以及严重的损耗度, 技术人员并未及时对旧桥进行检测以及加固处理, 造成桥梁病害逐渐增大, 破坏桥梁的整体稳定性, 严重影响公路桥梁的正常交通运行, 甚至于发生严重的交通事故。

2 公路旧桥的加固

2.1 公路旧桥的加固研究

(1) 公路旧桥的加固方法。公路旧桥加固方法, 是指对现阶段正在使用的公路旧桥的检测评估、加固修复的一项技术。公路旧桥加固方法对旧桥进行检测评估, 分析旧桥的技术情况、对旧桥病害进行检测、探究病害原因及发展趋势等, 依据公路旧桥的发展现状, 评估旧桥的质量以及承受力, 从而制定公路旧桥加固的方案。在制定旧桥加固方案时, 要遵循旧桥加固的共性以及分析桥梁的特殊性, 采用先进技术实施加固方案, 促进桥梁整体承载力和稳定性的提高。

(2) 加强对旧桥病害的检测。在采用公路旧桥加固方法前, 要加强对公路旧桥病害的检测, 检测旧桥的质量以及承受力、荷载力、病害因素、维修改造等, 依据旧桥病害检测结构制定相对应的加固方法, 可以采用砼无损检测技术对旧桥进行检测, 为旧桥的评估分析做好前期准备。

(3) 旧桥加固方法的评估。根据对公路旧桥病害的检测以及现阶段旧桥的发展形势和承载力, 评估旧桥加固的措施方案, 制定相对应的解决措施, 及时治理旧桥的病害, 完善对旧桥所采取的有效维修对策和加固措施, 达到提高桥梁承载能力的目的。

2.2 公路旧桥加固方法应用

(1) 对旧桥墩台进行加固。桥台长期受行车荷载和土压力的作用, 容易引发桥台开裂、错位等现象, 对于这种病害的加固, 应对桥跨内加入钢筋混凝土框架, 加固桥台使其稳定, 防止其发生开裂、错位的现象。有些公路旧桥的桥台是混凝土构造的, 对其加固就需要加大混凝土截面, 增设钢箍套等方式, 以达到对公路旧桥加固效果的最佳化。

(2) 对上部结构进行加固。为了使公路桥梁满足日益增长的交通量, 在对公路旧桥检测的基础上, 运用先进的技术对其进行拼宽, 以此满足超限运输的需求, 确保其安全运输。加固旧桥桥面的铺装层, 桥面容易产生开裂、剥离的病害现象, 腐蚀桥面的钢筋, 破坏桥面的平整度, 当车辆在不平整的桥面上行驶时, 车辆会因为路面产生振动, 再而影响桥梁。对于桥梁的上层结构, 检测出旧桥因使用年限长的破损处, 加以拆除修复加固;对于一些使用年限短且病害较轻的部分, 采用加铺沥青碎石层的加固方法, 确保公路桥梁的正常运行。

(3) 对下部结构进行加固。公路旧桥下部结构, 因为常年受到流水侵蚀, 产生腐蚀现象, 导致桥梁地基被冲空, 破坏桥梁的稳定性。当桥梁下部结构出现裂缝时, 采用塞缝灌浆的加固方法, 将一定比例的水泥、砂浆混合配制, 通过喷浆机施加一定的压力灌入桥体的裂缝中, 减少桥体产生裂缝对桥体内部腐蚀的危害, 提高桥梁结构的整体强度。塞缝灌浆是公路旧桥加固方法中最为广泛应用的方法, 有效地修复旧桥的裂缝, 使公路桥梁充分发挥整体性, 达到加固方法应用的最优效果。

(4) 公路旧桥的管理。加强对公路旧桥的管理, 对旧桥的超限运输进行检测研究, 收集旧桥的原是资料, 掌握旧桥的发展动态;对旧桥进行加固工程施工时, 注意对工程的调查以及总结, 积累加固工程的实践经验, 充分调动各个单位的积极性, 加强单位部门之间的协调。重视公路桥梁的建设与养护, 加强公路旧桥管理, 保持良好的工作状态, 确保公路桥梁运输的安全稳定。

3 结语

公路旧桥加固是一项较为繁琐复杂的技术, 公路旧桥应使用年限较长, 且没有及时修复加固, 致使旧桥具有较多的病害因素。在对公路旧桥进行加固之前, 应对旧桥病害进行检测评估, 依据检测结果制定有效的加固方法, 并将其应用于公路旧桥的加固工程中。对旧桥病害进行检测评估, 为我国公路旧桥加固提供支持, 保障加固工作的有效开展, 提升公路桥梁的承受能力和整体强度, 确保公路旧桥运输的安全稳定运行。

参考文献

[1]张劲泉, 李万恒.我国公路旧桥存在的问题及技术评价状况[J].交通建设与管理, 2006 (12) .

[2]任红伟.公路旧桥检测评定与加固技术研究及推广应用[J].公路交通科技, 2006 (S1) .

旧桥的鉴定及加固 篇4

2004年6月颁发的《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）明确规定“公路桥涵结构的设计基准期为100年”。如何保证桥梁的预期寿命，保持桥梁的正常运营，避免和减少事故发生，减少自然灾害的危害，防止和延迟桥梁及其设施缺陷的发生发展，必须坚持不懈地对桥梁进行养护、维修，有时甚至是加固。

1 桥梁鉴定的目的

通过桥梁鉴定，检验桥梁结构的质量，确保工程的可靠；对桥梁全面技术评定，建立档案资料；评定桥梁的实际承载力，为桥梁的使用及维修加固提供可靠地依据。

2 桥梁加固的意义

我国大部分的现有桥梁建设所依据的设计标准颁布于上世纪70-80年代，限于当时的经济发展水平和实际需求，桥梁的设计荷载都比较低。如今交通运输业的迅猛发展，使得路面车辆的荷重量不断加大，公路桥梁负荷日趋加重。有的桥梁桥龄较长，已经出现老化、变形等情况，对车辆行驶安全造成了隐患。

在这种情况下，就需要对桥梁特别是对旧桥、危桥进行加固维修，以提高其承载能力。而在费用上，对旧桥进行加固的所需要的费用只相当于新建桥梁的10%-30%。因此，对旧桥进行加固和维修不仅能延长原有桥梁的使用寿命，而且还能最大限度节约资金，有利于我国桥梁建设的可持续发展。

3 桥梁病害鉴定及加固的研究近况

当今世界各国都非常重视对旧有桥梁的鉴定和维修加固的研究。1981年4月，由西方24个发达国家组成的OECD组织（联合国经济合作与发展规律组织）已编写了《桥梁检查》、《现有桥梁承载力的鉴定》和《桥梁养护》三本研究报告。1982年在华盛顿召开了旧桥加固的国家会议，会议提出了需要进行研究的六方面问题： (1) 对现有桥梁的实际承载能力进行科学测评的方法。 (2) 如何确保能够及时发现桥梁出现的问题，并对损坏程度进行科学评估，为维修加固方法的选择提供可靠指导和参考。 (3) 桥梁损坏与维修加固的实际应用问题。 (4) 在对桥梁进行维修加固时的技术选择与方法创新。 (5) 如何将桥梁的维修加固与桥梁设计结合起来。 (6) 未来桥梁维修加固技术及方法的发展趋势展望。反观国内，近三十年来，我国关于桥梁维修加固的工程实例很多，积累了丰富的桥梁加固改造经验。目前，《公路混凝土桥梁加固技术规程》正在编制之中，这个规程的出炉将有助于对公路混凝土桥梁加固工作进行规范。

4 桥梁加固的常用方法

4.1 上部结构加固方法

4.1.1 桥面补强层加固法

为了增加主梁高度、使梁的抗压截面增大，将一层钢筋混凝土面层加铺在桥面之上。这层钢筋混凝土面层将与原有主梁紧密结合，使桥梁荷载横向分布能力得以提高，进而促进桥梁的承载能力的提高。这种加固方法具有以下特点： (1) 施工难度不高，经济性较好，但承载力提高不明显； (2) 原桥面需要在施工前被凿除，钢筋网和连接钢筋也必不可少，除此之外，需要注意新旧混凝土的结合度以及新浇混凝土的干燥收缩影响； (3) 适用于抗压截面较小的场合； (4) 对混凝土的养护需要时间，所以要限制交通。

4.1.2 增加梁截面和配筋加固法

为了提高承载能力，该方法加大了梁底截面或侧面处的混凝土截面（增配主筋）。其特点是： (1) 该方法操作较复杂，工程量较大，需要对旧梁面进行凿毛作业，以使新旧混凝土跟好的结合； (2) T形梁的加固形式有两种：一是同时加大底面及侧面，另一种是底部马蹄形加大； (3) 加固效果显著，适用于梁及拱肋的强度、刚度、稳定性和抗裂性能不足的桥梁加固。

4.1.3 粘贴钢板（筋）加固法

用环养树脂来类粘结剂，将钢板代替钢筋作用，促进梁承载能力的提高。该方法的特点是： (1) 原结构尺寸保存完好； (2) 施工难度较低，效果较好； (3) 施工工期短，适用于主梁承载力不足或纵向主筋出现严重腐蚀时的情况。

4.1.4 粘贴碳纤维布法加固法

为了提高构件的承载能力，在混凝土构件表面，用浸渍树脂将碳纤维布有序缠绕粘结。其特点是： (1) 不增加永久作用及断面尺寸，不影响结构的外观； (2) 可针对构件的具体形状进行加固，适应性强，便于成型； (3) 不会对原结构造成破坏，对混凝土裂缝的封闭效果较好，耐化学腐蚀性提高。

4.1.5 锚喷混凝土加固法

对新混凝土混合料，采用高压喷射设备将其喷射到已锚固好钢筋网的受喷面上，硬化后即为钢筋混凝土。它对钢筋有补强作用，使桥梁的整体性得到加强。同时桥梁的受力断面也得到增加，其承载能力得到提高。其特点是： (1) 施工快速简便，不中断交通； (2) 设备与工序简单，机动灵活，具有广泛的适应性； (3) 喷射出的混凝土能射入宽度2mm以上的裂缝，阻止原结构继续变形和开裂。

4.1.6 改变结构受力体系法

这种方法的原理是对桥梁结构进行适当改造，改变其受力体系，以实现承载能力的提高。具体方法多样：可以对相邻简支梁进行纵向连接，也可以增设支架或桥墩，亦可在梁下增设钢桁架等加劲或迭合梁。其特点是： (1) 或多或少会减少桥下净空，必须考虑桥梁排洪能力及通航影响； (2) 新设支点使得原简支梁受力结构发生了变化，需要进行受力验算； (3) 常用于临时通过超重车辆的应急措施。

4.1.7 体外预应力加固法

为了抵消钢筋混凝土或预应力混凝土梁或板的部分自重应力，可以采用施加体外预应力的方式进行加固，促进桥梁承载力的大幅提升。这种方法的特点在于： (1) 自重增加小，但是原结构的受力却得到了较大改善，桥梁刚度和抗裂性能得到提升； (2) 最大限度减少了对墩台及基础受力的影响； (3) 不会对桥梁通行造成太大影响，施工条件相对宽松，不用进行交通限制； (4) 这种加固方法对桥梁既可以起到临时增加承载负荷的作用，同时也可作为永久提高桥梁强度的措施。

4.1.8 增设纵梁加固法（拓宽改建）

如果墩台地基安全性有保障、承载能力较强，可以增设新纵梁。新纵梁承载能力高和刚度大，并且与旧梁相连接，使原有梁中所受荷载减少，桥梁承载能力相应得到提高。当在主梁的一侧或两侧增设纵梁时，还可以起到加宽的作用。这种方法的特点是： (1) 新旧梁之间的连接工作要做好，以保证新旧梁满足共同受力的需要。 (2) 当基础承载能力不足时，必须同时对基础采取加固措施。

4.1.9 拱圈增设套拱加固法

在对拱桥进行加固的过程中，当构成主拱圈等截面的砖、石或混凝土等板拱时，且下部构造物病害，同时满足可以对桥下净空与泄水面积进行缩小的条件，可以紧贴原拱圈底面，通过浇筑或锚喷混凝土，增设一层新拱圈。

4.1.1 0 增加横向联系加固法

这种方法更多地用于无内横梁或少内横梁的T形及I字形截面梁式桥。其原理在于加强梁的横向联系，使得桥面的受力横向分布得到改善，促进桥梁强度的提升。其特点是：对原结构具有一定损伤，不适于配筋较为复杂的区域或构件的加固。

4.1.1 1 剪力键法

这种方法是在分层复合桥面板上，应用剪力键的原理将木板与混凝土连接起来，使梁在静压荷载下达到很高的复合运动水平。但是这种新的加固技术目前尚不成熟，有待更多实践检验。

4.2 下部结构加固方法

下部结构加固的常用方法有： (1) 扩大基础加固法； (2) 增补桩基加固法； (3) 钢筋混凝土套箍或护套加固法； (4) 旋喷筑浆法； (5) 墩台拓宽法； (6) 桥台滑移倾斜的处理法。

5 结语

随着我国桥梁建设的发展以及桥梁养护水平的提升，以上这些加固技术在实际桥梁的维修中发挥了很大作用。在实际工程中，应该根据桥梁出现问题的具体原因、桥梁的结构特点、当地环境以及维修加固所要达到的标准来决定采用哪种加固方法。同时，国内外对于桥梁的维修加固研究更多地集中于实际的方法和技术领域，相关理论基础的研究则较为薄弱。如对结构系统的方案论证研究较少、有关桥梁问题的评估和维修理论欠缺等，这些都是力学界与工程结构界研究的薄弱环节。因此可以预见，加强桥梁加固方案的理论研究，将会成为今后桥梁研究工作的一个重点。

摘要：文章介绍了旧桥鉴定的目的及加固的常用方法, 并比较各种方法的优缺点。

关键词：旧桥,鉴定,加固,方法

参考文献

[1]杨文渊.桥梁维修及加固[M].北京:人民交通出版社, 2000.

[2]李辅元.桥梁工程[M].北京:人民交通出版社, 2005.

旧桥的检测与加固方法 篇5

1 工程概况

本工程的富春江中埠大桥位于距富阳城约10公里左右, 在富春江上游距现中埠镇渡口下游约200米处由北南跨富春江。

桥梁结构形式为:主桥上部为62+95+62米三跨单箱单室变截面预应力混凝土连续梁, 引桥为35米预应力T型梁和16米预应力空心板梁, 全桥配跨为 (11×16+6×35+62+95+62+2×35) 米, 桥梁全长为682.14米。

桥梁设计荷载:汽车—超20, 挂车—120;桥面宽度:双幅桥, 双幅间距1m, 单幅设置为:0.5m (防撞护栏) +10.75m (行车道) +0.5m (防撞栏杆) 。桥面纵坡:1.5%, 横坡:2%;通航标准:按四级航道标准, 最高通航水位:7.62m;接线:按平原微丘一级公路标准设计。

2 预应力混凝土空心板

2.1 预应力混凝土空心板主要病害。

全桥预应力混凝土空心板 (共11跨429块) 共发现3块板出现3条纵向裂缝, 裂缝宽度均较小。板底露筋4处, 钢板外露1处, 并有多处通长泛白现象。

2.2 预应力混凝土空心板底纵向裂缝原因分析。

据调查, 全国不同省份的许多预应力混凝土空心板底面均不同程度的出现纵向裂缝, 是较为普遍的现象。分析其原因, 主要有构造原因、施工原因、纵向预应力产生的横向应变等。

预应力混凝土空心板腹板相对较厚, 底板、顶板较薄, 对空心板梁的整体承载能力影响不大, 但会降低底板的抗裂能力。

在施工过程中预应力筋放张时, 给混凝土施加了强大的预压力, 底板在横向产生横向拉应变。这个应变在设计计算中通常难以考虑, 但这是产生纵向裂缝的一个重要因素。底板混凝土不均匀也加剧了底板纵向裂缝的发展。

由于空心板为封闭箱形截面, 混凝土结硬时水化热产生的温差、在后期的使用中因环境温度产生的内外温差也会在混凝土表面产生横向应力。

另外, 由于空心板底面钢筋混凝土保护层偏薄也降低了底板的抗裂性能。支座出现过大的剪切变形、移位、脱空等病害也对空心板底板的受力产生了不利影响。活载作用, 特别是超载车辆影响也是引起空心板底板开裂重要原因。

以上多种因素叠加后, 在板底会产生较大的横向拉应变和应力, 造成底板开裂。

2.3 预应力混凝土连续箱梁

2.3.1 预应力混凝土连续箱梁主要病害。

预应力混凝土连续箱梁外侧底板发现168条纵向裂缝和4条横向裂缝, 裂缝宽度大都小于0.1mm。内侧顶板发现455条纵向裂缝和13条横向裂缝, 裂缝宽度大都小于0.1mm。外侧腹板发现6条竖向裂缝, 裂缝宽度大都小于0.1mm。内侧腹板发现467条纵向裂缝和5条竖向裂缝, 裂缝宽度大都小于0.1mm。

2.3.2 预应力混凝土连续箱梁病害原因分析:

(1) 箱梁底板由于施加预应力而产生径向力, 若底板横向配筋不足, 底板横向跨中下缘及两侧底板加腋处出现纵向裂缝。 (2) 箱梁腹板中部的竖向裂缝, 与混凝土收缩徐变、箱梁内外温差、腹板水平筋布置偏少、腹板较薄、混凝土混合料质量等因素有关。 (3) 箱梁腹板上的水平裂缝主要由箱梁横向弯曲空间效应与内外温差应力造成腹板内侧或外侧产生较大的竖向应力、箱梁横向刚度、畸变应力等影响因素引起。 (4) 顶板较薄, 大量的纵向预应力孔道削弱了顶板的有效面积, 虽然在施工过程中采用了抽真空压浆, 但也很难做到压浆完全饱满。即使压浆很饱满, 其抗拉强度也无法和梁体本身所要求的混凝土相比, 因此, 较薄的顶板上布置的大量的预应力孔道严重削弱了顶板有效面积, 这也是造成顶板容易出现纵向裂缝的主要原因之一。 (5) 预应力孔道在混凝土浇筑过程中易变形, 孔道存在弯曲, 导致预应力沿孔道方向形成上下或左右的径向分力, 形成沿底板混凝土下表面的纵向裂缝。 (6) 现场振捣混凝土时, 振捣不当, 漏振, 过振或振捣棒抽拔过快, 均会影响混凝土的密实性和均匀性, 诱导裂缝的产生;高空浇注混凝土, 风速过大, 烈日暴晒, 混凝土收缩值大, 现场气温太低, 水化热造成混凝土内部与表面温差过大, 导致混凝土表面开裂, 现场养护措施不到位, 洒水不及时, 混凝土早期脱水, 引起收缩裂缝。 (7) 桥梁在超重车轴荷载的作用下, 产生很大的横向弯矩, 很容易在顶板下缘出现纵向裂缝。

3 桥梁结构检算

3.1 有限元分析根据设计图纸, 运用ANSYS程序,

选取选择主桥桐庐侧边跨跨中截面、中跨支点附近、中跨L/4截面、中跨跨中截面某跨全宽桥梁进行荷载试验。动力计算主要为自振频率, 静力计算为各加载工况下各片梁的位移及挠度曲线图。

3.2 本次试验的静力荷载试验效率介于0.

96~1.05, 试验荷载在结构控制截面产生的最大内力效应和变位效应, 能够反映理论计算活载作用下同一截面最不利内力效应和变位效应, 满足《公路旧桥承载能力鉴定方法》的有关要求。

3.3 在各工况试验荷载满载时, 应变、挠度校验系数

基本满足鉴定方法常值范畴表明本桥实际承载能力能够满足原设计荷载等级要求。

3.4 各工况试验测试相对残余应变满足鉴定方法中不大于20%的规定。

3.5 用各测点的拾振器记录得到结构振动响应曲线,

经数据分析处理后, 该桥实测自振频率均大于理论值, 表明桥梁刚度满足设计要求。

4 检测结论与建议

预应力砼T形梁、预应力砼小箱梁和预应力砼连续箱梁结构技术状况综合评定Dr=59.2, 全桥评为三类桥。预应力砼T形梁、预应力砼小箱梁和预应力砼连续箱梁结构的等上部主要承重结构病害已经影响了桥梁的正常使用功能, 且有继续发展的趋势。三类桥梁需进行中修, 及时进行交通管制, 如限载、限速通过等。按此规定, 本桥的养护对策为对预应力砼空心板、预应力砼小箱梁和预应力砼连续箱梁桥采取中修。

桥梁检测是桥梁病害与分析的重要手段, 本文通过中埠大桥检测与评估的实践过程, 使我们对桥梁检测与评估的重要性有了进一步的认识, 为加固措施的选用提供了依据。随着我国交通业的蓬勃发展, 新建桥梁增加的同时, 原有桥梁也在不断老化。如何做好旧桥的检测与评估, 发挥旧桥的余热和潜能, 是一个值得我们不断研究和探索的课题。

摘要：本论文结合中埠大桥的现场检测, 对预应力钢筋混凝土桥梁常见的病害进行了分析。并结合运用有限元分析方法, 通过对质量检测结果和理论计算进行综合分析, 对桥梁结构的极限承载能力及实际工作状况作出综合评价, 提出加固改造建议方案, 并为桥梁养护提供技术参考。

关键词：旧桥,检测,评估,病害,承载能力

参考文献

[1]夏连学等.公路与桥梁结构检测.黄河水利出版社, 1999.

[2]曹曼红, 刘光明.预应力混凝土桥梁裂缝的成因分析及维修加固.国外公路, 1999.