桥梁改造加固方案设计与应用分析

芮海

摘 要：在城市现代化建设和发展中，桥梁工程数量和规模持续扩大，尤其是在桥梁改造加固工程中，通过新工艺和新技术的应用，对桥梁工程施工质量提出了更高的要求。桥梁改造加固方案设计作为关键阶段，设计是否合理将直接影响到后续施工活动的有序开展，有助于延长桥梁使用寿命。

关键词：桥梁工程；改造加固；方案设计；应用

中图分类号：U445.72 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）20-0125-02

1 桥梁改造加固设计现状

桥梁改造加固相较于新建桥梁工程设计而言更为容易，以较小的资本投入来提升桥梁结构承载力和使用性能，可以大大延长桥梁使用寿命，带来更大的经济效益。纵观当前我国的桥梁改造加固设计现状来看，现有的设计审核制度不健全，缺乏明确的加固设计资质要求，导致市场管理混乱，迫切的需要进一步优化设计，针对性提升桥梁改造加固质量[1]。

2 桥梁改造加固方案设计要点

2.1 综合分析选择加固方案

在桥梁改造加固方案设计中，应该综合对比分析，选择最佳的桥梁改造加固方案，具体考量的内容包括桥梁病害情况、技术现状和车辆通行要求等相关内容，并对桥梁改造加固方案进行可行性分析，优化加固方案，尽可能选择前沿的技术手段，设计合理的桥梁改造加固方案。相较于新建桥梁工程项目，桥梁改造加固可以降低大概60%的成本，尽可能减少由于桥梁长期修建带来的经济损失。

2.2 把握桥梁加固性质

1）橋梁结构承载力加固处理，有助于为桥梁提供坚实、安全的结构基础，促使结构具备足够承载力。2）使用功能加固设计，主要是为了保证桥梁可以安全稳定使用，保证行车安全，具体内容是对变形和振动过大构件优化设计，满足结构使用功能要求。3）桥梁结构耐久性加固设计，主要是对桥梁结构的损伤区域修复设计，避免损伤部分持续恶化，及时消除结构损伤，提升桥梁结构的可靠性，延长桥梁结构使用寿命。

3 桥梁改造加固方案设计主要内容

对于需要进行改造加固的桥梁，加固设计人员需要根据桥梁实际的结构状况或改扩建项目具体的技术要求，编制合理的设计方案。对桥梁的上部结构、下部结构及桥面系等结构部位优化设计和处理。从安全性、经济性、施工难易程度、交通影响及环境影响等方面进行比选，最终选择合适的桥梁改造加固方案，是提升桥梁改造加固设计质量的关键所在。

3.1 上部结构

桥梁上部结构，主要病害通常是由于桥梁结构长期荷载较大导致，尤其是在城市交通量快速增长，重载车辆行驶对桥梁结构的竖向荷载力，加剧上部结构损坏。

3.2 下部结构

桥梁下部结构墩、台及基础结构改造加固设计中，应该结合实际情况全面考量。裂缝普遍存在的病害问题，应该选择合理的检测手段获取精准的检测结果。如果桥墩结构产生偏位或沉降，可能由于基础沉降导致桥墩问题的出现，就需要在对桥梁墩、台病害进行加固设计前，对基础采取结构进一步加固设计。

3.3 桥头引道结构

桥头引道作为路桥连接的关键路段，需要结合实际情况选择合理的手段予以检测，以便于及时发现异常问题。对于桥梁桥头沉降问题，应对沉降部位及时填补施工，避免跳车现象产生，尽可能保证桥面行车安全。

4 桥梁改造加固方案设计及应用

以某梁式桥扩建工程中既有桥梁加固设计为例，该桥为3×10m的简支梁桥，上部结构为PC空心板梁，下部结构为桩柱式桥墩、轻型桥台。因道路扩建的需要，需对该桥既有桥梁的荷载等级进行提高，并提出针对性的提载加固设计方案。

4.1 承载能力评定结果

桥梁检测评定结果表明，该桥上部结构板梁底板有少许纵向裂缝，裂缝宽度在0.1mm～0.2mm之间，上、下部结构局部存在破损露筋产生，面积占比均在3%以内，其它部件无明显病害，表明该桥目前技术状况良好。

按提载后的荷载等级标准分别对桥梁上、下部结构承载能力进行评定。评定结查表明：上部结构板梁抗弯承载力不足，边梁相差-14.7%，中梁相差-12.5%；下部结构桥台及桥墩盖梁、桥墩墩柱和桩基的承载力均有较大的富余。（如图1、2）

4.2 改造加固方案比选

选择一种合适的板梁抗弯加固的方式及方法，是整个改造加固设计方案的关键环节。根据该桥结构特点，先初步选取了四种抗弯加固方式进行比选（如表1）。

下一步对四种加固方式分别进行加固后承载能力提升情况计算与对比，并且进行改造方案费用对比。（如表2、3）

根据各种加固方式的优、缺点，并参照各加固方式加固后的承载能力提升数据及加固费用的对比情况。选择采用预应力钢丝绳+聚合物砂浆进行主动加固的方式。

4.3 改造加固方案设计

具体加固方案设计时，采用板梁底板布设70根（1×19-3mm）钢丝绳（单根钢丝绳断面积4.37mm2），单根钢丝绳长度为10.0m，聚合物砂浆9.95m2，P锚140个，自制锚具2个。（如图3、4）

5 结语

桥梁改造加固的设计中，首先对既有桥梁进行全面、细致地检测评价，结合工程技术标准并对桥梁实际承载能力进行评定，是桥梁改造加固设计工作的基础；从结构安全性、加固效果、经济性、施工难易程度等多个方面进行综合比选，是桥梁改造加固设计工作的关键所在；消除桥梁安全隐患，切实提升桥梁改造加固质量。

参考文献

[1]叶荣伟.桥梁改造加固原则和方法探讨与应用[J].四川水泥，2016，20（09）：47.