摘要：随着社会的发展与进步，我们越来越重视桥梁的加固技术，加固技术对于现实生活具有重要的意义。本文主要介绍桥梁混凝土结构及加固技术的有关内容。 关键词桥梁 混凝土 结构 加固 技术
Abstract: along with the development of social development and progress, we pay more and more attention to bridge reinforcement technique, reinforcement technique for real life has the vital significance. This paper mainly introduces the concrete bridge structure and reinforcement technique related content.
Key words： bridge concrete structure reinforcement technique
中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：
引言
随着公路运输事业的发展，汽车保有量与国民经济的同步上升，公路客货运输量不断增长，尤其是推行拖挂运输和集装箱运输，使桥梁负荷日趋加重；由于受原设计荷载标准的限制，桥梁承载力相对不足的问题普遍存在。桥梁结构必须满足安全性与耐久性的要求。对于安全性及耐久性不足的公路桥梁，如果重建新桥，非但耗用巨额投资和人力物力，而且需要时间。因此，各国均通过有效的技术改造，对桥梁加以充分利用。
1混凝土桥梁结构的安全性
结构的安全性对应于结构极限状态承载能力。桥梁结构的承载能力是指结构抵抗外荷载效应的能力。按照我国现行公路桥梁规范定义，桥梁结构的承载能力包括结构强度极限状态承载力和结构正常使用极限状态承载力两个方面。
1．1强度极限状态承载力
结构强度极限状态承载力是指构成结构材料强度达到弹性屈服极限强度时，所能承受外荷载效应的能力。即：结构抗力效应大于或等于外荷载效应，才具有该外荷载标准的承载能力，则结构处于安全工作状态，反之则为不安全。
1．2正常使用极限状态承载力
正常使用极限状态指结构符合平面假定，应力不超过材料的弹性极限，结构具有线性的荷载一应力一应变关系。结构正常使用极限状态承载力是指结构维持在正常使用极限状态下所能承受外荷载效应的能力。一般须限制以下三方面不超过规范允许值。
1)最大应力o-max；2)短期荷载下的变形fmax；3)荷载组合I或组合Ⅱ或组合Ⅲ作用下的裂缝宽度a
2桥梁结构混凝土耐久性
桥梁结构承载力并不是一个固定的数值，随着时间的推移，已建桥梁开始部分老化、损伤积累，或受原设计荷载标准的限制，使桥梁承载力逐步下降，在桥梁结构设计基准期内，其承载能力随时间呈逐步衰减趋势。如下图所示。
2．1混凝土耐久性(durability of con―crete)是指结构在正常设计、施工、使用和维护条件下，在设计使用期内具有对气候作用、化学侵蚀、物理作用或任何其他破坏过程的抵抗能力，如抗冻、防止钢筋腐蚀和抗渗的能力。
2．2混凝土材料的自身特性和混凝土结构的设计施工质量是决定其耐久性的内在因素。混凝土结构所处的环境条件及防护措施，是影响混凝土结构耐久性的外在因素。能够引起混凝土结构产生损伤或破坏，从而降低结构耐久性的环境因素主要有：1)冻融循环；2)混凝土的碳化；3)氯离子的侵蚀；4)碱――骨料反应；5)化学介质的侵蚀；6)物理磨损；
7)钢筋的锈蚀等。
结构的耐久性与结构的使用寿命总是相联系的，桥梁结构混凝土耐久性的逐渐下降，必然导致其承载能力随时间的衰减。
3加固技术
加固，简略来说，就是通过必定的措施使构件乃至全部结构的承载能力及其应用性能得到进步，以满足新的请求。旧桥加固方法可综合为以下几类。
3.1结构性加固 体外预应力加固法。体外预应力法的加固原理是在梁的下缘受拉区设置预应力材料，通过张拉对梁体产生偏心预应力，在此偏心压力功效下，使梁体产生上拱，抵消部分自重应力，减小了结构变形和裂缝宽度、改良了结构受力，能够较大幅度的进步结构承载力。目前常用下撑式预应力拉杆加固法和外部预应力钢丝束加固法两种。
在合理安排施工流程的情况下，该方法可最大限度地减少对桥上交通的影响，甚至可以在有限开放交通的情况下组织施工，因此近年来国内工程实例较多。如301国道盘锦立交主线桥和盘锦立交WH匝道桥的加固。但加固后体外预应力筋的防腐新问题必定程度上增长了后期养护费用，因此，一般不是公路部门的首选加固方法。
粘贴钢板或碳纤维（CFRP）加固法。粘贴钢板加固法是采用粘结剂和锚栓将钢板粘贴锚固于混凝土结构受拉面或其它单薄部位，使钢板和加固混凝土结构形成整体，以达到进步结构承载能力的目标。该方法具有基础不转变原结构的尺寸、施工简略、技巧可靠、短期加固效果较好且工艺成熟等优点，近些年来在钢筋混凝土桥梁的加固维修中为公路部门广泛采用，是近几年利用最多的加固方法。如广州东圃大桥加固。
碳纤维加固技巧是近几年内才由国外引进的一种新技巧，因其强度高，耐腐化，且施工简便等优点，目前已广泛利用于实际工程中。如广深高速公路福田互通立交桥加固、107国道（深圳段）洋涌河大桥加固。然而，由于碳纤维本身的一些缺点，如脆性、耐火性不好等使得这种材料的利用受到限制。
增大截面和配筋加固法。增大截面和配筋加固法一般采用在梁底面或侧面加大尺寸，增配主筋，以进步主梁截面的有效高度，从而达到进步桥梁承载能力的目标。然而，由于增大截面法在施工过程中全部的作业需在梁底进行，施工难度较大且施工质量难以把持，因此，尽管在某些情况下费用并不太大，但以上因素制约了该技巧的广泛利用，一般用于T型截面梁的加固维修。如河南南阳桐柏淮河大桥加固。
转变结构受力系统加固法。转变结构受力系统加固法是通过转变桥梁结构受力系统以达到进步结构整体承载能力的目标，是一种变被动为主动的加固方法。这种技巧具有进步结构承载力，增大结构刚度，减小挠度等优点。但该加固方法施工改革时一般要涉及到桥面铺装的再处理，增长了改革费用且加固效果受负弯矩区施工质量的影响较大，目前极少单独采用。如2003年湖北鄂州涂家咀持续拱桥（L0=70m）加固、2005年福建蒋乐积善持续拱桥（L0=30m）加固。
此外，结构性加固方法还有增设主梁加固法、锚喷混凝土加固法和增长横向接洽加固法等。
3.2非结构性加固 钢纤维混凝土修复桥面铺装层。对桥面铺装层的严重破损，可考虑采用钢纤维混凝土修复。这种材料具有高强度、抗裂能力强，抗冲击耐磨耗等性能，可延伸桥面的应用寿命，在不增长桥梁恒载的情况下，改良梁的结构受力性能。
伸缩缝的更新改革。在桥梁维修中，以下几种类型伸缩缝的应用是较成功的。ＳＦＰ“三防”型伸缩缝在大型桥梁上的利用情况良好；仿毛肋伸缩缝在大、中型桥梁的大批应用，效果明显；ＴＳＴ、ＦＧ系列桥梁无缝伸缩缝，在中小行桥梁上也得到广泛应用。
3.3Ｕ型高桥台加固 预应力锚索框架法。该加固法采用在Ｕ型桥台前墙和两侧墙外加套４０厘米的钢筋混凝土，并在两侧墙增设程度预应力索对锚和前墙增设地锚的方案。该方案实用于不能中断交通又无法架设便桥的高桥台病害修复。
锚杆配合钢筋混凝土抱箍法。该加固法采用台腔和桥台基础持力层进行压浆固化，再打入锚杆和槽钢抱箍，最后在Ｕ型桥台前墙和两侧墙外加套２５厘米的钢筋混凝土，新旧墙体采用锚杆连接形成整体。该方案实用于地基承载力不足，且施工处理不到位，造成桥台前墙下沉。
3.4桥墩加固 桥梁下部结构加固的重要目标是进步桥墩的整体承载能力。如桥墩产生了结构性损伤，可以用外包混凝土、粘贴钢板或碳纤维的方法进行加固。但是对于实体桥墩等横向刚度比较大的结构，其状态变更重要是由地基所引起，此时可重点从回填硬土或者对地基进行注浆等方法进步其束缚桥墩的能力，进步桥墩的整体承载能力。抬桩就是通常应用的一种有效的加固方法，即在旧桩的两侧各增设一根桩，并通过植筋扩大承台，共同受力。另一种桩基加固方法是钢筋混凝土套箍。由于下部桩基施工等原因，造成桩基缩径，采用的加固方法是扫除桩体虚浮物，通过植筋后，外抱箍微膨胀混凝土。
目前，在很多桥梁加固改革中，同一座桥梁，针对不同的部位、不同的构件、不同的改革原因同时采用了几种不同的方法。如宜宾马鸣溪金沙江大桥的加固，采用了增长构件加固法、粘贴钢板加固法、碳纤维加固法、桥面层补强加固法；西藏尼木大桥的加固，采用了粘贴钢板加固法、碳纤维加固法、桥面层补强加固法；绍兴斗门大桥的加固，采用了增长构件加固法、桥面层补强加固法等等。
结束语
采用综合加固技术对混凝土结构进行加固，可使各种加固方法扬长避短，加固效果明显，可有效地避免二次修复，是结构加固获得最优性价比的合理途径。关于这方面的研究有待于进一步深入。
参考文献
1杨广庆．高速铁路路基与桥梁过渡段施工技术研究Ⅱ铁道标准设计，2010(2)．
2汤贵海．高速铁路路基的设计U．铁道建筑，2009(2)．
3 梁波．土工合成材料应用于高速铁路路基的变形控制Ⅱ．四川建筑，2011（2）
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。