维普资讯 http://www.cqvip.com 第３２卷第ｌ１期 Ｖｏ【．３２ Ｎｏ．１１ ２ ０ ０ ６年６月 山 西 建 筑 ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ Ｊｕｎ．２００６ ・２９９・ 文章编号：１００９．６８２５（２００６）１１－ｏ２９９一ｏ２ 桥梁加固与维修 黎雪云 摘要：简述了对桥梁进行加固补强与技术改造的必要性，对公路桥梁的结构缺陷进行了总结，详细阐述了几种桥梁加 固的常用方法，并通过实例，介绍了体外预应力加固法的应用，以促进桥梁的加固与维修工作。 关键词：桥梁，体外预应力法，粘钢法 中图分类号：Ｕ４１１ 文献标识码：Ａ 随着我国公路交通事业的迅猛发展，公路交通量不断增加， 不影响或少影响交通，能恢复或提高桥梁的荷载等级，经济效果 超载重车辆不断出现，公路桥梁负荷日趋加重。而公路桥梁本身 较明显。但对于梁体外的预应力筋和有关构件应采取切实有效 在施工过程中受到一些难以控制的不利因素的影响，在建成运营 的防护措施，否则在温度、腐蚀等外界条件作用下，容易造成预应 中又受到风、雨、水流的侵袭，温度、湿度变化的影响，通过车辆荷 力筋断裂而使加固工作失败。 载及冲击的作用，甚至遭到地震、船舶撞击的严重损害，使得其承 通过在梁体外布设钢材的拉杆或撑杆并与被加固的梁体锚 载能力与交通需求的矛盾日益突出。为逐步解决这一矛盾，在现 固连接，然后施加预应力，强迫后加的拉杆或撑杆受力，从而改变 有的国民经济条件下，对有缺陷的桥梁进行加固补强与技术改造 原结构的内力分布，并降低原结构应力水平，使结构总承载力显 已成为公路养护与设计研究部门的当务之急。 著提高，且可减少结构的变形、裂缝宽度缩小甚至完全闭合。这 公路桥梁的结构缺陷种类众多，情况复杂，但无论是梁桥结 就是体外预应力加固梁桥，并能提高其承载能力的机理。 构、拱桥结构或是索桥结构，也不论是桥梁上部结构还是下部结 １、２加固买侈４ 构，归结起来，也不外乎有裂缝、钢筋锈蚀、混凝土结构破坏、承载 广州市丫髻沙特大桥副航道桥为８６ １ＴＩ＋１６０ ｍ＋８６ ｍ连续 能力不足以及结构的局部损坏等缺陷。若是预应力结构，还有无 刚构。２０００年３月竣工，６月通车运营。运营３年多后，发现使 粘结预应力混凝土的若干问题、预应力索失效等缺陷。同时，桥 用中出现桥面下挠，并在随后进行的梁体外观检查中发现刚构中 梁附属结构包括桥面铺装、防水层、伸缩缝、支座等均存在各自的 跨跨中区域梁体底板及腹板开裂现象严重，中跨跨中底板横向裂 缺陷和病害。下面主要介绍几种桥梁加固的常用方法及实例。 缝宽度在０．１５ ｎ＇ＬＩＴＩ￣０．３ ｒａｍ之间，最大裂缝达０．５ ｍｍ；腹板出 １体外预应力加固法 现斜裂缝，主要分布在边跨现浇合拢段和中跨０．３Ｌ～０．４５Ｌ， １．１概述 ０．５５Ｌ～０．７０Ｌ位置，最大裂缝宽０．４５ｍｍ；中跨跨中最大下挠度 钢筋混凝土梁桥，当其存在结构缺陷，尤其是承载能力不足 ２２．２３ Ｃ１ＴＩ。 或需要提高荷载等级，即需要对桥梁主要受力结构进行加固时， １．２．１体外预应力索布置 可在梁体外部（梁底和梁两侧）设置预应力加劲钢丝索或预应力 根据连续刚构的受力特点，仅在中跨沿两腹板外侧布置预应 粗钢筋补强，并分别锚固在梁的两端，通过设置一定的联结构件 力索，为折线形布置，每侧４束，全桥两幅共１６束。体外索通过 使预应力拉杆（钢丝索或预应力粗钢筋）与梁体构成一个桁架体 双薄壁墩顶０号块腹板外侧设置的两对锚箱锚固，所有体外索均 系，成为一次超静定结构，从而抵消部分恒载应力，起到卸载作 在１号锚箱完成转向，１号索和３号索在１号锚箱锚固，２号索和 用，从而较大幅度地提高桥梁的承载能力。 ４号索在２号锚箱锚固。在跨中每根索对称跨径中心线设置两个 体外预应力加固法比梁底增焊（或粘贴）钢筋（或钢板）的加 转向点。在体外束直线段，为防止桥面行车引起钢束过大振动， 固方法相比，不需清凿混凝土保护层，且损伤梁体程度小，加固时 沿体外束纵向每隔１０ ｍ左右设置一道防振限位装置，此外在跨 都很方便，有利于高空作业。第一阶段全部张拉到设计张拉力的 １）每阶段均要进行施工观察、控制主拱圈的变形。 ３０％，第二阶段全部张拉到设计张拉力的７０％，第三阶段全部张 ２）台背回填工序必须在主拱圈卸架之前完成。 拉到设计张拉力的１００％，再持荷２ ｍｉｎ后锚固，张拉时采用油压 ３）卸落拱架应分几个循环卸完，卸落量开始宜小，以后逐渐 及延伸量共同控制。 增大。在纵向应对称均衡卸落，在横向应同时一起卸落。 ３．３施工注意事项 ４）拱肋、吊杆预埋件尺寸应计算准确。 Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ｓｌａｎｔ－－ｌｅｇｇｅｄ ａｎｄ ｆｉｓｈ－－ｂｅｌｌｉｅｄ ａｒｃｈ ｂｒｉｄｇｅ ｗｉｔｈ ｃａｔｅｎａｒｙ ＸＩＡＯ Ｊｉａ－ｚｈｉ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｗｉｔｈ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｗｏｒｋ ｏｆ ｂｒｉｄｇｅ ｏｖｅｒ Ｘｉａｏｘｉａｎｇ ｅｘｐｒｅｓｓｗａｙ ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｆｉｓｈ—ｂｅｌｌｉｅｄ ａｒｃｈ ｂｒｉｄｇｅ ｗｉｔｈ ｓｌａｎｔ—ｌｅｇｇｅｄ ｓｕｐｐｏｒｔ ｉｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ａＳ ｗｅｌｌ ａＳ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｒｄｅｒ ａｎｄ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ｔｈｅ ｐｏｉｎｔｓ ｆｏｒ ａｔｔｅｎｔｉｏｎ ａｒｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｐｒｏｍｏｔｅ ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ０ｆ ｔｈｉｓ ｋｉｎｄ ｏｆ ｂｒｉｄｇｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｂｒｉｄｇｅ，ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ ｓｙｓｔｅｍ，ｉｎｔｅｒｎａｌ ｆｏｒｃｅ，ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｔｃｅｈｎｏｌｏｇｙ 收稿日期：２００５ １１－１７ 作者简介：黎雪云（１９７５一），女，工程师，深圳市公路勘察设计院。广东深圳５１８０４９ 维普资讯 http://www.cqvip.com ・ ３００ ・ ２第３ ０ ２卷墓１０ ６年６月 １ 山 西 建 筑ＴＩＩＴＩ，较薄的钢 中转向点处，为防止未转向索振动时与转向点钢箱加劲板相碰应 的钢板尺寸尽可能薄而宽，厚度一般为４ ｍｍ～６ Ｉ板可有足够的弹性来适应构件表面形状。用于抗剪能力提高的 设置保护措施。 １．２．２主要施工工艺 钢板厚度宜厚些，依设计而定。 ５）设计钢板长度时，应将钢板的两端延伸到低压力区，以减 １）０号块锚固点：ａ．搭设施工支架（平台）；ｂ．清理和修整混凝 土表面；ｅ．在腹板锚固钢箱位置钻孔植螺杆；ｄ．安装箱内钢板；ｅ． 少钢板锚固段的粘结应力集中，防止粘结部位构件出现裂缝或粘 吊装焊接好的锚固钢箱，并将腹板内侧钢板及外部锚固钢箱用板 贴钢板被拉脱现象的发生。材用环氧粘接剂和锚栓连接在腹板上，此时须拧紧螺栓并初张拉 ６）粘贴法加固桥梁，如何确保钢板和被加固构件形成整体受 所以，在补强设计时，除应考虑钢板具 横向预应力钢绞线，最后在箱内浇筑混凝土，待浇筑的混凝土达 力是加固成功与否的关键，有足够的锚固长度、粘结剂具有足够的粘结强度和耐久性外，为 到设计强度后将横向预应力张拉到设计值。 端部可用夹紧螺栓固定，或设置Ｕ １）体外索转折点：ａ．在预制转向钢箱的同时在梁体的锚固位 避免钢板在自由端脱胶拉开，并在钢板上按一定的距离用螺栓固定，确 置种植化学螺栓；ｂ．将制作好的钢箱安装在箱梁底板上；ｅ．将一 型箍板、水平锚固板等，幅桥的两侧钢箱在箱底用焊接型钢连接。 根索应同步对称张拉），每级不超过张拉设计值的３０％，在每张 保钢板与混凝土之间的粘结力满足抗拉或抗剪强度的需要。 外包混凝土加固法又称加大截面加固法，它是增大构件的截 ３）体外索张拉：体外索应对称逐级张拉（张拉时一幅桥的８ ３外包混凝土法加固 拉完一级时要仔细检查每个锚固点及转向点的受力情况，是否有 面和配筋，用以提高构件的强度、刚度、稳定性和抗裂性，也可用 新的裂缝及过大变位出现，如有不良病害出现立即停止张拉，查 来修补裂缝等，适用于梁式桥和拱式桥。 明原因采取补强措施后再进行张拉；当张拉到设计值的５０％时， 根据不同的加固目的和要求，可分为加大截面为主加固和加 查看跨中底板裂缝的闭合情况及跨中开裂区是否产生压应力；如 配筋为主的加固，或两者同时采用的加固。加固中应将新旧钢筋 裂缝闭合且开裂区有小的压应力出现可进行裂缝灌浆，灌浆完毕 以焊接，或用锚杆联结补强钢筋和原构件，同时将旧混凝土表面 后将体外索张拉至设计值，读取跨中下缘应力及上挠值，与设计 凿毛清洗干净，确保新旧混凝土良好结合。外包混凝土加固法使 预计值对比。 用普通混凝土，强度等级不低于Ｃ２０，当加固层较薄，钢筋较密 凝土加固，配置的钢材除普通钢筋外还可采用型钢和钢板。 外包混凝土加固法缺点是现场湿作业工作量大，养护期较 ４）体外索防振设施：采用在腹板外侧打孔埋栓方式与索上的 时，可用细石子混凝土，在条件许可的情况下亦可采用钢纤维混 减振器连接（索夹）。 ２粘钢法加固 并对结构外观和净空有一定影响。 粘钢法加固桥梁一般采用环氧树脂或建筑结构胶将钢板、钢 长，外包混凝土加固法的构造要求：１）新浇混凝土的最小厚度不 筋或玻璃钢等抗拉强度高的材料粘贴在钢筋混凝土结构物的受 用喷射混凝土施工时不应小于５０ ｍｍ。２）配制混 拉缘或薄弱部位，使之与原结构物形成整体共同受力，以提高其 应小于４０ ｍｍ，刚度，改善原结构的钢筋及混凝土的应力状态，裂缝的进一 凝土用的石子宜用坚硬耐久的卵石或碎石，其最大粒径不宜大于 ｍｍ。３）当采用钢筋补强时，纵向受力钢筋的直径不宜小于 步发展，从而达到加固补强、提高桥梁承载能力的目的。一般将 ２０ 封闭式箍筋直径不宜小于８ ｍｍ，Ｕ型箍筋直径宜与箍筋 钢板粘贴在被加固桥梁结构受力部位的外边缘，以便充分发挥粘 １２ ｍｍ；贴的钢板强度与作用，同时封闭粘贴部位的裂缝和缺陷，约束混 直径相同。４）当采用型钢和钢板补强时，应将其和原结构的钢筋 进行联结，或采用锚栓与原结构联系，切实保证力的有效传递和 凝土变形，从而有效地提高被加固构件的刚度和抗裂性。 １）为了提高桥梁结构的抗弯能力，一般在构件的受拉缘表面 能够参与原结构共同受力。５）加固的受力钢筋与原构件的受力 ｌｌ，并应采用短筋焊接连接；箍筋应 粘贴钢板，使钢板与原结构形成整体来受力，此时以钢板与混凝土 钢筋间的净距不应大于２０ ｍｉ 粘结处的混凝土局部抗剪切强度控制设计。合理与安全的设计应 采用封闭的或Ｕ型箍筋。控制在钢板发生屈服变形前，粘结处混凝土不出现剪切破坏。 ２）当桥梁结构的主拉应力区斜筋不足，为了加固和增加结构 ４结语 ’ 旧桥的加固、维修工作应当说是一项技术上可行、经济上合 的抗剪切强度时，可将钢板粘贴在结构的侧面，并垂直于剪切裂 理的举措，但也存在许多实际困难，如旧桥原始资料难以查找，缺 缝的方向斜向粘贴（斜度一般为４５ －－６０。），以承受主拉应力。 乏资金和成熟的技术支持，使得旧桥加固工作难以开展。然而， ３）补强设计时，钢板可作为钢筋的断面来考虑，将钢板换算 随着我国高速公路的建设和发展，将逐步建成全国干线和高速公 成钢筋，原有构件承受恒载与活载，增加的钢板承受原有构件承 路网络，其中原有的公路将发挥干线到支线、到各地分散物流的 受不了的那部分活载。 重要作用。因此，研究延长既有桥梁使用寿命的方法，力求加以 ４）在构造设计时，加固用的钢板可按实际需要采用不同的形 充分利用，使有限的建设资金用于当前亟需的工程，是一项十分 状，但钢板的厚度必须比计算出的厚度大些。用于抗弯能力补强 重要而有意义的工作。 Ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｉｎｇ ａｎｄ ｒｅｐａｉｒｉｎｇ ｏｆ ｂｒｉｄｇｅ ＬＩ Ｘｕｅ－ｙｕｎ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｎｅｃｅｓｓｉｔｙ ｔｏ ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎ ｔｈｅ ｂｒｉｄｇｅ ａｎｄ ｃａｒｒｙ ｏｕｔ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｒｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｉｓ ｂｒｉｅｆｌｙ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｂａｓｅｄ ｕｐｏｎ ＳＵｌＴｌｌＴｌａｒｙ ｏｆ ｓｔｒｕｃｒｕｒａｌ ｄｅｆｃｔｅｓ ｏｆ ｂｒｉｇｅ ｄｓｅｖｅｒａｌ ｏｏｒｎｌｎｏｎ ｍｅｔｈｏｄｓ ａｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｆｏｒ ｂｒｉｄｇｅ ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ．Ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｗｉｔｈ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ｗｏｒｋ ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｅｘｔｅｒｍ１ ｐｒｅｓｔｒｅｓｓｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ ｉｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔＯ ｐｒｏｍｏｔｅ ｉｔｓ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｉｎ ｂｒｉｇｅ ｄｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｂｒｉｇｅ，ｅｘｔｄｅｒｎａｌ ｐｒｓｔｅｒｅｓｓｉｇｍｅｔｎｈｏｄ，ｓｔｉｃｋ ｓｔｅｅｌｔｅｃｈｎｉｑｕｅ
