【文章內(nèi)容簡介】 剛度，以滿足結構使用功能要求。耐久性加固是指對結構損傷部位進行修復和補強，以阻止結構損傷部分的性能繼續(xù)惡化，消除損傷隱患，提高結構的可靠性，提高結構的使用功能，延長結構使用壽命。2．橋梁加固與加寬設計相結合在公路改造設計中，很多情況下橋梁加固和加寬是同時進行的。在加寬寬度不大的情況下，盡量將加寬部分與原橋連為一體，使新舊橋共同工作，利用新加寬部分，調(diào)整原橋內(nèi)力，減輕原梁負擔，間接達到加固補強的目的。3．注意各種加固補強方法的綜合應用。橋梁加固補強的方法很多，但是基本上可以劃分為兩大類：第一類為改變結構體系，調(diào)整結構內(nèi)力、減輕原梁負擔。例如：加斜撐減少梁的跨度、簡支梁改為連續(xù)結構、增加縱梁數(shù)目、調(diào)換梁位、加大新建邊梁截面尺寸，調(diào)整橫向分布系數(shù)，減輕原梁負擔等。第二類為加大截面尺寸和配筋，加固薄弱構件。對薄弱構件進行加固補強的方法很多，從作用原理可分為兩大類：① 在受拉區(qū)直接增設抗拉補強材料，例如：補焊鋼筋，粘貼鋼板，粘貼高強復合纖維（碳纖維、芳綸纖維）等。這種加固方法，設計時，必須考慮橋梁帶載加固分階段受力特點。后加補強材料的強度發(fā)揮程度受原梁變形的限制，一般情況下是達不到其抗拉強度設計值。特別是采用直接粘貼高強復合纖維加固時，在極限狀態(tài)下，復合纖維的高強抗拉性能根本無法充分發(fā)揮作用，“大馬拉小車”是一種極大的浪費。若不考慮分階段受力特點，過高的估計了后加補強材料的作用，設計是不安全的。② 采用預加力原理進行加固補強，例如：體外預應力加固。由于預加力的作用，改善了原梁的應力狀態(tài)，提高了原梁的承載能力和抗裂性能。采用預加力加固，可以充分發(fā)揮加固補強材料的力學性能，提高了材料的利用效率。應該指出，在進行橋梁加固方案設計時，應特別注意的是：在保持原梁截面尺寸不變的前提下，采用上述對受拉區(qū)進行補強的方法，加固后截面所能承擔的最大承載力是有限的。承載力提高的幅度取決于原梁的配筋率，與所采用的加固方法無關。在某些情況下，由于原梁的高度較小，相對配筋率較大，單純采用受拉區(qū)加固補強，仍不能滿足設計荷載要求時（例如：設計荷載由汽—15，提高到公路Ⅰ級），可采用加厚橋面的方法同時對梁的受壓區(qū)加固，增加梁的有效高度，亦可達到提高原梁承載力的目的。通常的作法是綜合橋面鋪裝層維修，采取有效的構造措施，加強橋面鋪裝層與原梁翼板的整體連接，設計中可考慮部分橋面鋪裝層混凝土參與主梁共同工作。此外，橋梁加固設計應注意各種加固方法的綜合利用，通過調(diào)整結構內(nèi)力，盡量地減輕原梁的負擔，將加固補強工作量壓縮到最少。167。32 型橋梁加固方案評述1．鞍千9號橋加固設計設計單位：原哈爾濱建筑工程學院實施時間：1987年（1）原橋的基本情況和加固設計要求鞍千9號橋位于遼寧省鞍山至千山公路上，原橋為跨徑L=12m的單跨二梁式鋼筋混凝土簡支梁橋，設計荷載為汽—15，掛—80，橋面凈空為凈—7，下部結構為座落于巖盤上的沉井基礎，重力式混凝土橋臺。鞍千公路擴建為二級路，路基寬度為12m，行車道寬度為9m，在橋位處道路雙側加寬，橋面凈空為凈－9+2，橋梁的設計荷載提高為汽—20，掛—100。（2）橋梁現(xiàn)場調(diào)查和承載力檢算現(xiàn)場檢測發(fā)現(xiàn)，原梁混凝土質(zhì)量良好，未有發(fā)現(xiàn)可見裂縫，實測混凝土強度在26Mpa以上。經(jīng)檢算原梁可以滿足原設計荷載汽—15，掛—80的要求。但距汽—20，掛—100的要求，正截面承載力相差約15%。查閱原設計圖紙和現(xiàn)場實際核對，原橋為座落于巖盤上的小沉井基礎，橋臺混凝土質(zhì)量良好，經(jīng)檢算認為原橋基礎具有較大的超載潛力。（3）加固設計要點①利用原橋基礎的承載潛力，采用插入錨固鋼筋，加大橋臺蓋梁懸臂長度。②新加寬部分與原梁整體工作，適當加大新增主梁的截面尺寸，增加邊梁剛度，調(diào)整荷載橫向分布系數(shù)，減輕原梁的負擔。為了加強新加寬的部分與原梁的整體工作，將原梁懸臂混凝土鑿掉50cm，露出懸臂鋼筋與新加寬部分橋面板鋼筋焊接；在支點和跨中增設連接橫梁。③清除原橋面鋪裝層，全橋統(tǒng)一加鋪10cm厚的橋面鋪裝混凝土，為了加強新舊混凝土之間的連接，將原橋面頂面鑿成齒槽，保證新舊混凝土共同工作。計入6cm橋面鋪裝層參與主梁工作，即梁的有效高度增加6cm。圖31 鞍千9號橋加固方案示意圖（4）方案評述①該方案充分利用了原橋沉井基礎的承載潛力，采用插入錨固鋼筋，接長墩臺蓋梁懸臂，節(jié)省了大量的下部結構工量費用。②采用加大新建邊梁剛度，調(diào)整荷載橫向分布系數(shù)，減輕原梁負擔和橋面鋪裝層參與主梁工作，增加梁的有效高度等綜合措施，使原梁在不增加配筋的情況下，滿足汽—20，掛—100的承載要求。（5）改進建議①蓋梁懸臂接長，若采用體外預應力筋或預應力錨筋技求施工更為方面，結構更為可靠。②為保證橋面鋪裝混凝土與橋面板的共同工作，加強兩者之間的連接，應設置錨固短鋼筋，橋面鋪裝層應設置鋼筋網(wǎng)或摻入高強復合纖維，增強混凝土的抗裂能力。2．洪河1號橋設計單位：原哈爾濱建筑工程學院實施時間：1988年（1）原橋的基本情況和加固設計要求洪河1號橋位于黑龍江省二龍山至撫遠公路，原橋為跨徑8m的單跨裝配式鋼筋混凝土簡支板梁橋，全橋由7塊寬度為100cm板組成。設計荷載為汽—15，掛—80，橋面凈空為凈—7，下部結構為混凝土輕型橋臺，擴大基礎。二撫公路擴建為二級公路，路基寬度為12m，行車道寬度為9m，在橋位處道路雙側加寬，橋面凈空為凈9+2，橋梁的設計荷載提高為汽—20，掛—100。（2）橋梁現(xiàn)場調(diào)查和承載力檢算現(xiàn)場檢測發(fā)現(xiàn)原梁的混凝土質(zhì)量良好，經(jīng)回彈測定混凝土強度在28Mpa以上。經(jīng)檢算原橋可以滿足汽—1掛—80的承載要求，但距汽—20，掛—100的要求正截面承載力相差的18%?，F(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn)，原橋橋臺前墻混凝土質(zhì)量良好，沒發(fā)現(xiàn)基礎不均勻沉降現(xiàn)象。（3）加固設計要點①按加寬的橋面凈空要求，加寬部分采用22塊寬度為125cm的鋼筋混凝土矩形板。按新加寬部分與原橋共同工作計算，靠邊第3塊板受力最大，邊板位于人行道下面，受力較小。為此，將原橋邊板（1號和7號）塊分別引至新加寬部分的最外側位置，中間空出250cm的空隙，布置新制作的2塊125cm的鋼筋混凝土矩形板（A、B或C、D），新板的鋼筋按受力需要配置。②將原橋面鋪裝混凝土鑿除，全橋統(tǒng)一加鋪10cm的C30陶礫混凝土。為了加強新舊混凝土之間的聯(lián)系，在原橋面應鑿成齒槽。③原橋橋臺及基礎雙側加寬，新基礎部分基底設50cm的水撼砂墊層。為了加強橋臺臺身新舊混凝土之間的連接，在原橋臺臺身插入錨固短筋。圖32 洪河1號橋加固方案示意圖(圖中尺寸單位為cm)（4）方案評述①采用調(diào)換梁位的方法，合理利用原板的承載潛力，最大限度地發(fā)揮新板的作用。②改用輕質(zhì)陶礫混凝土橋面鋪裝，減輕橋梁恒載內(nèi)力。采用上述綜合措施，在保持原梁配筋不增加的前提下，達到了汽—20，掛—100的承載要求。③陶礫混凝土橋面鋪裝中應設置鋼筋網(wǎng)或摻入適量的高強復合短纖維，提高橋面鋪裝的抗裂能力。3．坂頭大橋設計單位：交通部第一公路工程總公司設計所[4] 廈門市公路局[5]實施時間：第一次加固1955年 第二次加固1999年（1）原橋的基本情況及承載力評估板頭大橋位于國道324線廈門段，原橋建于1953年，其結構為四跨鋼筋混凝土變高度連續(xù)T梁，外加一跨鋼筋混凝土簡支梁，其跨度劃分及橋梁橫斷面如圖33所示。圖33 坂頭大橋的一般構造圖原橋的設計荷載為汽—13級。國道324線廈門段改擴建工程要求將橋梁的設計荷載提高為汽—超20級。為了探討原橋加固利用的可行性，1995年對原橋進行詳細的外觀檢查和荷載試驗。試驗結果表明：①橋梁主體結構未發(fā)現(xiàn)明顯的破損和裂縫，混凝土質(zhì)量較好，強度等級均在C25以上；②連續(xù)梁各支點截面抗彎承載較高可以滿足汽—超20的承載要求。連續(xù)梁各跨中截面抗彎承載力較低，不能滿足汽—超20的要求，必需進行加固補強。③各跨中截面的實測撓度值，均小規(guī)范規(guī)定允許值。（2）加固設計要點針對原橋為變高度連續(xù)梁的特點和只需對跨中正截面抗彎承載力進行加固補強的要求，采用沿橋梁全長布置的直線型體外預應力束加固。，鋼絞線束在梁端張拉，采用OVM錨錨固，鋼絞線束采用鋼套管保護。（見圖34）圖34 坂頭大橋加固方案示意圖該橋第一次加固于1995年完成，據(jù)文獻[5]介紹，橋梁加固后使用情況良好，但1999年4月檢查發(fā)現(xiàn)有一根鋼絞線束下垂，進一步調(diào)查發(fā)現(xiàn)有一根鋼絞線在橋頭端斷裂，有二根鋼絞線在游動錨板處斷裂。應該指出文獻[5]介紹的橋梁加固施工的情況與文獻[4]介紹的加固設計方案（圖34）略有不同。實際實施時，體外預應力筋束張拉改為采用自行設計的游動錨板在中間張拉的方案，鋼絞線束在橋梁的端部用墩頭錨固。文獻[5]認為施工中采用的錨具選型不當，游動錨板固定差，鋼絞線防護鋼套筒空隙過大是造成鋼絞線束下垂和斷裂的原因。在第二次加固時，做了以下改進：①取消中間的游動錨板，仍采用通常布置的直線鋼絞線束，鋼鉸線束在一端橋臺張拉，另一端為固定端，采用OVM錨具。②取消鋼鉸線束外面的防護鋼套管，改為聚乙烯塑料包裹，并做好固定措施。1999年按上述改進方案對所有8根體外預應力筋束進行了更換。到目前使用情況良好。（3）方案評述①該加固設計巧妙地利用了原橋為變高度連續(xù)梁的縱向布置特點和只需對跨中截面抗彎承載力加固的設計要求，采用靠近跨中截面下邊緣通常布置的直線型體外預應力筋加固補強的原設計方案基本上是合理的。②施工中采用游動錨中間張拉方案，構造不夠合理。，中間游動錨板的雙向錨具變形損失過大是造成鋼絞線束下垂，有效預應力值降低的直接原因。為了避免在橋臺端進行張拉的施工不便，可在連續(xù)梁支點截面下方設置錨固裝置，預應力鋼筋分段設置，分段張拉。③體外預應力筋錨固的可靠性是保證全橋安全工作的基礎。應用采用具有防松動裝置的專用OVM錨具，錨孔端部應擴孔為喇叭型，以防止鋼筋振動時，卡緊斷絲。④為了減少體外預應力筋束的振動影響，對于較長的體外預應力筋束，每隔6~10m，應設置一個固定裝置。⑤體外預應力筋應采用專門生產(chǎn)的具有防腐蝕保護鋼絞線，我國一般采用PE管外套，內(nèi)裝黃油保護層。4．安徽五河淮河大橋加固加寬設計[11]（1）加固加寬設計與施工要點五河淮河公路大橋于1978年建成，60m+490m+60m帶掛孔T形剛構。懸臂長度30m，橫斷面為變高度單箱雙室箱梁，掛孔30m簡支T梁5片，，頂寬同箱梁，見圖35。設計荷載汽車—15級，掛—80，設計行車速度60km/h。該橋使用狀態(tài)良好，只是T構懸臂撓度略大。營運23年之后，2001年計劃利用舊橋，荷載標準提高到汽車—超20級，掛車—120，設計車速100km/h。幾經(jīng)研究，T構墩頂設一矮塔，兩邊張拉斜拉索加固的方法，如圖36所示。a)一個T構側視；b)主梁原斷面和加寬斷面圖35 安徽五河淮河橋（1978）① 方案1：索塔兩邊各拉兩根繞過矮塔的斜拉索，OVM54夾片錨。② 方案2：采用一根繞過矮塔的斜拉索，由2束OVM2001537型拉索組成，LSM1537素錨具。a)矮塔斜拉橋，兩對索；b)矮塔斜拉橋，一對索圖36 五河淮河橋改造方案該橋采用部分卸載加固，主要施工步驟如下：① 拆除原橋的人行道、欄桿及橋面鋪裝混凝土；② 拆除原橋掛孔T梁的橫向聯(lián)系，卸下T梁；③ 鑿除原橋T構箱梁的部分斷面，在箱內(nèi)增設用于錨固斜