中小梁桥加固技术探究
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摘要：本文首先分析了梁桥加固基本原理，然后就中小梁桥增大梁截面加固方法与技术、粘贴加固方法与技术、体外预应力加固方法与技术和改变结构体系加固方法与技术分别进行了研究，具有一定的实用价值和理论意义，供大家借鉴参考。
关键词：梁桥；原理；加固技术
采用适当的加固技术措施，对恢复和提高旧桥承载能力和通行能力，延长桥梁寿命，满足不断增长的现代交通运输需要，既可以消除交通安全隐患，提高公路通行能力和服务水平，又可以节省大量投资，收到良好的社会效益和经济效益。
1梁桥加固基本原理
1.1从外因角度通过结构性能改变，提高主梁的承载力
（1）增大主梁截面面积。采用增加主筋、喷射混凝土、现浇混凝土、外包混凝土加大主梁截面尺寸，以及加厚桥面增加辅助构件等加固方法，都是增加主梁截面的加固方法和技术。由 可知，采用增大主梁截面的方法加固，其目的是增加主梁截面的惯性矩或几何抗弯模量，当荷载产生的内力(弯矩)不变，或荷载等级提高时，通过改变截面面积的途径，减少主梁截面的承受的拉力(通常压应力不控制承载力)，使其不超过主梁材料性能承受范围，从而达到加固主梁，提高承载能力的目的。
加大截面加固法，也称为外包混凝土加固法，是用增大混凝土结构物的截面面积和配筋进行加固的一种方法。这种加固方法要求被加固的桥梁下部结构能够承受更多的自重，能够提供更高的承载力。通常情况下，以加厚桥面板或者加大主梁的梁肋宽度为主。该法施工工艺简单、适应性强，并具有成熟的设计和施工经验，适用于较小跨径的梁桥或者板桥的加固。采用此法加固后桥梁刚度明显提高，承载能力也取得较好的效果。但现场施工的湿作用时间长，对生产和生活有一定的影响，且加固后的建筑物净空有一定的减小。
（2）增加主梁的强度。对主梁采用环氧砂浆(胶浆)粘贴钢板(筋)、环氧玻璃钢、碳纤维布、芳纶纤维布等高强材料，增加主量的强度都是属于此类加固方法和技术。采用增加主筋强度的方法，在不变主梁截面的前提下，当荷载等级不变或荷载等级增大时，增加了主梁的强度，使荷载对主梁产生的拉应力小于补强材料的强度，从而达到加固主梁，提高主梁的承载力的目的。
1.2从内因角度通过调整内力提高主梁的承载力
改变原桥结构体系，采取将简支梁体系改变为连续两体系、加八字支撑改变桥梁的跨径，或通过外加预应力将主梁结构由纯弯结构变为压弯结构，减少原桥主梁承受的荷载内力，根据 可知，从而减少主梁承受的拉应力,从而与上述加固方法一样，同样可以达到加固主梁，提高承载能力的目的。
2增大梁截面加固方法与技术
2.1增焊主筋加固法
当结构因主筋应力超过允许范围，而桥下净空受到限制时，不能加大截面高度，只能采用增焊主筋进行加固，其加固要点如下：
（1）增焊主筋。首先凿开混凝土保护层，露出主筋，将原箍筋切断拉直，再把新增钢筋焊在原主筋上，增焊钢筋断头宜设在弯矩较小的截面。为减少焊接时的温度应力，应采用断续双面焊缝，从跨中向两端依次施焊。
（2）增设箍筋。如果原桥梁的箍筋不足，梁腹出现剪切裂缝，则加固过程中，在增焊主筋的同时，应在梁的侧面增加箍筋。具体做法是：在梁腹上埋入销钉，把补充的箍筋固定起来，并把箍筋上端埋入桥面板中。
（3）卸除部分恒载。加固时，为了减少原结构的截面应力，使新增加的钢筋充分发挥作用，有条件时应采取多点顶起措施，将梁顶起或凿除部分桥面铺装，然后再进行加固(起顶位置和吨位由计算来确定)。
（4）恢复保护层。钢筋焊接好并接长箍筋后，应重新做好保护层。材料最好是用环氧树脂小石子混凝土(砂浆)或膨胀水泥混凝土(砂浆)。修复保护层，通常有三种可供选择使用的方法：涂抹法、压力灌注法、喷护法。采用喷护法时，应采取分层喷护水泥砂浆，每次喷涂厚度为1~3cm为宜，待砂浆达到一定的强度后，最后进行表面修整。
2.2增大梁肋加固法
此法主要适用于T型截面的桥，这类桥常因截面高度不够，或面积过小，导致承载能力不足，出现病害。对于这部分通常是将梁的下缘加宽加强，扩大截面，并在新混凝土截面中增设受力主筋。
2.3加厚桥面板加固法
当原桥的承载能力不足，截面面积过小，而墩台及基础较好，承载力较大，为了方便施工，有的桥将原有桥面铺装层拆除，在桥面板上浇筑一层新的钢筋混凝土补强层，用以提高桥梁的抗弯刚度，这种加固补强方式称为“加厚法”。
新的桥面铺装设计，应特别注意以下几点：
（1）后加的桥面铺装混凝土与原桥面混凝土可靠粘结是保证两者共同工作的基础。为了增强新旧混凝土之间的粘结，应将原桥面铺装破损混凝土凿除，对完好的混凝土也应做凿毛处理，必要时还应设置抗剪连接件(膨胀螺栓或弯折钢筋)，抗剪连接件的数量，要根据抗剪受力要求计算确定。
（2）采用高密实度的桥面铺装混凝土是提高结构耐久性的重要措施。
（3）为了防止和控制混凝土的收缩裂缝，桥面铺装混凝土中应设置由 8-10的带肋钢筋组成的平面钢筋网。
2.4喷射混凝土加固法
喷射混凝土加固法，该法是在原有结构上喷涂一层高品质的混凝土，以恢复对钢筋的保护，提高己剥离或变质的混凝土的强度，提供美观表面的功能，是目前常用的维修加固方法，但只能用于结构破坏非常轻微的桥梁构件中。
锚喷混凝土与一般锚喷混凝土相比，其抗拉强度明显提高，而且韧性好，具有良好的变形性能，是一种较为理想的加固材料。锚喷纤维混凝土的应用，扩大了锚喷技术在加固工程中的应用范围。
3粘贴加固方法与技术
粘贴即加固法，是采用高强度或高弹性模量的纤维复合材料，用专门配置的粘贴树脂或浸渍树脂粘贴在桥梁混凝土构件表面，使之与原构件形成整体共同受力的加固方法。目前，结构工程中常用的F即材料有玻璃纤维，碳纤维和芳纶纤维3种，其中以碳纤维增强复合材料应用更多。该方法的主要特点是：高强高效，可设计性强，基本不改变原结构外观，不会对原结构造成损害：运输、储存、施工更方便、快捷，容易保证施工质量而且后期维护费用低;几乎不增加结构自重和截面尺寸，不改变净空高度，对原结构几乎不会造成新的损伤;具有高的强度重量比和刚度重量比率、良好的耐腐蚀性、耐久性和抗疲劳性能、热膨胀系数低等特点;根据受力分析可进行多层粘贴进行补强，其方向性也可以灵活控制。当被加固的桥梁结构处于特殊环境时，应根据具体情况选用其他防护材料。粘贴碳纤维布加固方法往往辅以裂缝灌浆、封闭等方法。该方法的缺点是弹性模量与强度比值过低;环氧树脂在温度大于600C时会呈现软化现象，因此只能用于阴凉通风处的结构构件。
4体外预应力加固方法与技术
预应力加固方法，是采用外加预应力的钢拉杆对结构进行加固的方法，特点是通过预应力手段强迫后加部分的拉杆受力，改变原结构内力分布并降低原结构的应力水平，使一般加固结构中所特有的应力应变滞后现象得以完全消除。因此，后加部分与原结构能较好地共同工作，结构的总体承载能力可以显著提高。预应力加固法具有加固、卸载、改变结构内力的三重效果，适用于采用一般方法无法加固或加固效果不理想的较高应力状态下的大跨桥梁加固。
体外预应力加固根据加固目的及被加固结构受力要求的不同分为直线式、折线式及曲线式等拉杆分布方式。直线式拉杆适用于正截面承载能力不足的加固，由于拉杆对梁体施加预应力较小，多用于房屋结构的小型构件加固，桥梁加固很少使用。折线式拉杆适用于梁斜截面受剪承载力及正截面受弯承载力均不足以及连续梁的加固根据拉杆材料及截面尺寸不同可对梁体施加不同预应力，可广泛应用于各类构件的加固中。曲线式拉杆也适用于斜截面受剪承载力及正截面受弯承载力均不足以及连续梁的加固，这种方式对梁体施力均匀，但构造复杂当梁有横隔板时，曲线拉杆不好布置，一般仅用于无横隔板的大跨径桥梁中。
5改变结构体系加固方法与技术
此法是改变桥梁结构受力体系，达到提高桥梁承载能力得目的。如在简支梁下增设支架或桥墩，或把简支梁与简支梁纵向加以连接，由简支变连续梁，或在梁下增设钢析架等加劲或结合梁等，以减小梁内应力，达到提高梁的承载力的目的。改变结构体系的方法有多种，但往往都需要在桥下操作，或设置永久设施，因而减小桥下净空，或施工时会影响通航，所以必须考虑通航及桥梁排洪能力。但是，该法由于加固效果较好，目前也是常用来作解决临时通行超重车辆的一种加固措施。重车通过后，临时支撑可以随后拆除。但是，这种方法适用于多跨简支梁桥，对于单跨简支梁桥，转换结构体系的方式并不适用。
结束语
随着我国经济的快速发展，交通量加大，中小桥梁的负荷日益增多，因此对中小桥梁加固技术进行探讨具有重要的实用价值和意义，可以延长桥梁寿命，也可以消除交通安全隐患，提高公路通行能力和服务水平，节省大量投资，收到良好的社会效益和经济效益。
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