浅析桥梁维修与加固毕业论文

网络高等教育本 科 生 毕 业 论 文（设 计）题 目： 浅析桥梁维修与加固 学习中心：上海开放大学奥鹏学习中心层 次： 专科起点本科 专 业： 土木工程（道桥方向） 年 级： 2015 年 春季 学 号： 学 生： 指导教师： 陶 金 完成日期： 2016 年 11 月 15 日 浅析桥梁维修与加固I内容摘要桥梁作为交通工程的重要组成部分，数量大、结构规模大、改造周期长，需要长期保持其机能，对病害做到及时发现、跟踪、整治。但随着桥梁建设技术的进步，常见病害也会不断“更新”,这将是一门不断发展的学科,研究相应其加固措施,对延长既有桥梁寿命、提高今后桥梁的维修养护质量具有重要的意义，本文着重分析桥梁维修与加固处理方法。本文根据桥梁结构加固改造的方法和思路对建筑结构进行了研究，以加固采用桥梁技术为标准对某桥梁的加固进行了设计，希望本文的写作能为今后的研究做一些贡献。关键词：浅析；桥梁；维修与加固浅析桥梁维修与加固II目 录内容摘要 I引 言 .11 绪论 .21.1 概述 21.2 桥梁维修与加固的重要性 21.3 本文主要研究内容 22 公路桥梁检查与检测 .42.1 公路桥梁检查 42.2 公路桥梁检测 42.3 公路桥梁评定 63 公路桥梁缺陷修补 .83.1 公路桥梁表层缺陷的维修 83.2 公路桥梁内部缺陷的维修 83.3 公路桥梁结构裂缝的维修 94 桥梁构件和附属设施维修 .104.1 桥面板的维修 104.2 公路桥梁桥面铺装层的维修 104.3 公路桥梁伸缩缝和支座的维修 104.4 桥梁排水设施、栏杆设施的维修 115 梁桥加固方法 .135.1 增大截面加固法 135.2 粘贴钢筋加固法 135.3 粘贴钢板加固法 135.4 粘贴碳纤维加固法 135.5 体外预应力加固法 145.6 改变结构体系加固法 145.7 增设承重构件加固法 146 下部结构加固方法 .16浅析桥梁维修与加固III6.1 扩大基础加固法 166.2 桩基础加固法 166.3 人工地基加固法 166.4 旋喷注浆加固技术 176.5 桥台加固方法 176.6 桥墩加固方法 187 结论与建议 .19参考文献 .20浅析桥梁维修与加固1引 言近年来随着我国工业化进程的加快，特大型工业设备运输、集装箱运输、矿山特种车辆及私自改装重型车辆的运行，都给现有桥梁的安全使用造成威胁。原来按旧标准规定的荷载等级设计建造的桥梁，由于交通量的不断增加，加之前述重型车辆的频繁出现，更是造成这些桥梁雪上加霜。现有道路上的桥梁由于营运使用多年，主要部位出现缺陷，如裂缝、错位、沉降等，通过对现有桥梁进行检查，了解其各部位损坏的程度，核定其承载能力，为桥梁的维修加固提供必要的依据。另外，当桥梁遭受特大灾害时，如因地震、洪水等而受到严重损坏或在建造、使用过程中发生严重缺陷（如质量事故、过度的变形和严重裂缝以及意外的撞击受损断裂等） ，均须通过对其检查，核定其承载能力。为桥梁的管养提供可靠依据。钢筋混凝土桥梁以其刚度大、强度高、取材广泛、造价低、噪音小、结构形式多、具有较好稳定性和耐久性、维修费用少等优点在铁路建设中被广泛采用。混凝土桥梁在铁路建设中占有相当大的比例，尤其是山区铁路，钢筋混凝土桥梁的比例占到线路总长的 10%40%，甚至更多。随着耕地保护及环保意识的提高，钢筋混凝土桥梁所占的比重将越来越大，据资料显示，正在建设的京沪高速铁路钢筋混凝土桥梁占到线路总长的 80%左右。在我国既有铁路线上广泛使用的钢筋混凝土桥梁由于设计、施工、养护、运营、材料及环境等影响，混凝土的强度、刚度、耐久性、稳定性问题非常突出。根据统计我国铁路病害桥梁所占比例占所有桥梁的 40左右，其中六七十年代建成的桥梁所占的比重更大，桥梁结构类型主要以简支梁为主。经调查统计这些桥梁大部分已出现病害，主要表现在梁、墩裂纹普遍，发展速度加快；混凝土钢筋锈蚀严重；混凝土炭化、腐蚀、露筋普遍；支座歪斜、位移、空掉、积水、翻浆、支承块破损压溃、失效；桥面积水、翻浆、板结排水不畅、步行板失效、吊围及人栏钢筋锈蚀严重；桥梁联接差、横向刚度及一阶自振频率不足、横向振幅偏大；浅基础冲刷失稳等。很多桥梁不仅不能满足提速和重载的需要，而且还被迫限速。浅析桥梁维修与加固21 绪论1.1 概述 桥梁维修与加固的主要内容及含义在于：对服役桥上部构件维修加固，对服役桥下部构件维修加固，拓宽桥梁的行车道或人行道，升高桥梁上部构造的高度，更换桥梁行车道路面或引桥路面的结构，部分或全部更换桥梁损坏或破坏服役了的结构物。桥梁的维修与加固工作，从功能性及节约性两方面考虑，须充分利用原有部分，凡能加固的，则不宜改建，凡能部分改建的，则不应全部改建。1.2 桥梁维修与加固的重要性建筑物维修加固的目的主要是提高结构构件的强度、刚度、稳定性和耐久性，恢复结构的使用功能和安全性，减少事故隐患，延长结构使用寿命。结构加固作为工程结构的一个重要分支，正方兴未艾，近年来取得了长足的发展。过去，人们把加固视为修修补补， “头痛医头。脚痛医脚” ，缺少系统的分析和理论探讨。近十余年来，结构加固技术发展迅速，已经逐渐发展为一门新的学科。混凝土结构加固的原因主要有以下几个方面：1）设计基础资料和设计方法不准确，导致设计出来的建筑物存在着安全问题；2）施工方法的错误、施工管理的不善及偷工减料等原因，使建筑物存在质量问题；3）由于高湿酸碱环境、温差、冻融等影响以及地震、流沙等自然灾害的作用，导致建筑物发生严重损坏；4）设计规范的修订和设计标准的提高，按原规范标准设计的结构将不能满足设计标准的要求；5）原有建筑物使用功能和要求的改变，需要对其进行改造、加固。我国是一个自然灾害多发的国家，在二十世纪五六十年代修建的大批工业厂房、公用建筑和民用建筑的加固改造任务已经大量的提到日程上来。大量的桥梁工程由于交通量和荷载的增加、修建时间较长或原设计标准较低，已经出现严重的损坏，急需加固改造处理。据统计，到 2010 年我国建筑面积约为 50 亿平方米，其中约 23 亿平方米需分期分批进行鉴定和加固，近 10 亿平方米急需维修加固才能使用。总之，大规模建设之后，结构加固将成为建设的主角，无论是从历史文化保护角度还是对居住安全耐久性等角度，结构加固将变得尤为重要。1.3 本文主要研究内容本文主要通过公路桥梁检查检测发现桥梁存在的安全隐患缺陷，采取针对性的维修加固方案来确保桥梁的正常安全运行，桥梁在维修加固中应注重四大原则：桥梁加固是种借加大或修复桥梁构件来提高局部或整座桥梁承载能力或通过能力浅析桥梁维修与加固3的措施。故桥梁维修加固时应以不更改原有建筑形式为原则，只有在复杂情况下，才能更改其结构。桥梁维修加固时存在多种不同方式，据服役桥实际情况、承载能力的减弱程度和今后任务，而采用相应恰当的维修加固方式。桥梁的加固主要有三种方式：扩大或增加原有结构构件截面，以提高原结构的强度和刚度；用新的结构代替服役的应力不够的结构，改变原结构的受力体系，使原结构减少受力；对原结构施加外应力，来改变原结构的受力图形，并提高桥梁刚度和强度，下面主要从这些方面加以分析探讨。浅析桥梁维修与加固42 公路桥梁检查与检测2.1 公路桥梁检查公路桥梁的检查分为经常检查、定期检查和特殊检查。经常检查主要是指对桥面设施、上部结构、下部结构及附属结构物的技术状况进行检查，一般每月不得少于一次，对支座一般可每季度一次，汛期应加强不定期检查，在检查时制定检查计划，开展现场检查，根据检查结果制定应对措施，发现桥梁重要部件存在明显缺损时，应及时向上级提交专项报告；定期检查主要现场校核桥梁基本数据，实地判断损病害，确定维修范围及方式，对难以判断损坏原因和程度的部件，提出特殊检查的要求，对损坏严重、危及安全运行的危桥，提出限制交通或改建的建议，根据桥梁的技术状况，确定下次检查时间；特殊检查是查清桥梁的病害原因、破损程度、承载能力、抗灾能力、确定桥梁技术状况的工作，特殊检查分为专门检查和应急检查，应委托有相应资质和能力的单位承担。2.2 公路桥梁检测公路桥梁检测包括桥梁结构的检查和验算，以及桥梁荷载试验和量测等，检测程序首先检查桥梁各部构造的技术状况，然后根据桥梁的现状进行结构检算。初建的新型桥梁和缺乏技术资料的旧桥，必要时需进行荷载试验。通过桥梁结构的变位（线位移和角位移）、应变(或转换为应力)、动力特性参量(频率、振幅、阻尼比和动力系数等)、裂缝和损害等项目的检测，来证实桥梁在强度、刚度、稳定性、耐久性和动力性能等方面能否满足安全运营的要求。检测内容包括桥梁结构检查和荷载试验。结构检查主要内容有：桥梁上部结构和下部结构总体尺寸和变位的状况的检查；桥梁承重构件截面尺寸及其细部组合的偏差检查;桥面的平整度检查;材料的物理力学性能和可能存在的裂缝、缺陷、渗漏、锈蚀和侵蚀等损害的检查；必要时还进行地基和河床冲刷等状况的复查。结构检查的技术和设备大致可分为无破损检查和局部破损检查。无破损检查主要用于结构材料强度、质量和缺陷等检查。无破损检查应用的技术有：回弹仪检查的技术；超声波探测技术（脉冲传递、脉冲衰减和全息摄影等方法）；射线照相或衰减测定技术（电磁放射线有 射线、 射线、红外线和紫外线；核子放射线有中子、质子和正电子束等）；磁力或磁通量探测技术；染色渗入法；探测锈蚀状况的半电池电位测量；激光全息摄影技术；光学孔径仪与光纤维和小型闭路电视录象机组合的观测技术；振动法检验技术等。无破损检查技术往往需要浅析桥梁维修与加固5几种方法综合运用才能得到可靠的结果，并且需要有经验的检验人员。因此，用一般的量具和放大镜等辅助工具进行外观的检查诊断仍是最广泛的检查手段，必要时才应用无破损检查技术，辅助判断。为了检查与试验作业的方便，尚有专用的桥梁检查车和轻型拼装式悬吊检查架。局部破损检查是在构件上采取试样进行物理化学分析和力学性能试验的检查方法。如测定材料的强度、弹性模量、混凝土的水泥含量、氯化物含量、炭化深度和渗水等测定，都需在构件上取样。又如混凝土或防水层电阻率的测量等，往往需要在构件上钻孔插入探测仪器进行测量。荷载实验桥梁静力荷载试验的加载设备常用大型货车、拖挂车、翻斗车、水车和施工机械等各种普通装载车；也有专用的单轴或多轴加载挂车和测定结构影响线的自行式单点荷载设备；有的场合也用压重物等。桥梁自振特性的试验测定方法大致有三类：第一类是常用的突然加载或卸载的方法激振桥梁，如跳车、释放、撞击和小火箭等冲击荷载；第二类用运转频率可调的起振机或专用的单轴电-液惯性加振挂车进行谐振试验;第三类用脉动信号测试与分析的方法，用磁带机记录桥梁无载时的脉动随机信息，并用信号处理机进行谱分析，可取得多阶振型的特征值。桥梁受迫振动响应的试验测定常用接近运营条件的车辆，以不同车速通过桥梁进行行车试验，测定桥梁的动力系数与车速的关系；或在桥梁动力响应最大的部位进行起动或刹车试验；也可利用平时交通荷载或风荷载等随机荷载，测定桥梁随机振动的响应。检测桥梁受载及响应的仪器大体可分为静态测量仪器和动态测量仪器两种，也有相互组合和兼用的类型。荷载和力的测量，静态测量时常用杠杆式地磅、液压型轮重秤和各种机械式或液压式测力计等；电子秤和各种电学的测力传感器及指示计可用于静态或动态测量。直接测定由于车辆荷载本身的振动同桥面不平整状况组合作用于桥梁动力轴重规律的激光测量装置，以及测定风载规律的三向风速测量装置等正在逐渐被采用。变位测量，静态测量时常用游标卡尺、百分表、钢丝挠度计、精密水准仪、经纬仪、水准式倾角仪、摄影测量与分析设备等。激光位移测量装置，以及各种电学的位移、倾角的传感器和指示器可用于静态测量和动态测量。还有在长期观测中采用连通管水平面法测量竖向位移的自动记录装置。浅析桥梁维修与加固6应变应力测量采用千分表、手持式应变计、杠杆引伸计、刻痕应变计（也可用于动态测量）、电阻应变计与静态应变仪、振弦式应变计与频率（或周期）测定仪、差动电阻式应变计和比例电桥等各种电学的应变传感器与指示器。此外，还有光弹和激光的应变测量装置，但应用不多。用电学应变计组装的各种应力计可直接测量应力，还有用应力松弛法测定结构剩余应力（如自重应力）。裂缝观测，静力试验过程中裂缝常用读数显微镜观测，也可用应变计（如手持式应变计、一般电阻应变计或裂缝电阻应变计等）监测混凝土裂缝的扩展，还可应用声发射技术探测裂缝的发生；或用纤维断裂法监测裂缝的扩展。此外，还用测缝计测量构造缝的伸缩。结构环境温度测量，常用日记(或周记)的双金属气象温度计。结构表面温度测量可用普通温度计和半导体测温计。混凝土结构内部温度测量一般采用热电偶、热敏电阻和其他类型的温度传感器和指示器。测量动位移、速度和加速度的仪器有机械式的万能测振仪和各种电学的拾震器及其放大器和记录器。测量动应变常用动态电阻应变仪和振弦式应变仪器等。检测、验算和分析试验数据的记录、储存、处理与显示的方法，依照量测技术设备的先进性可分为三类：第一类是手工记录与处理的方法，使用非自动检测的静态测量仪器获得的数据多用这种方法。第二类是自动记录和手工处理的方法，对于自动检测的仪器，记录模拟数据采用笔式或光线式记录器，记录数字化数据采用电传打印机时，数据的处理往往仍用手工方法进行。第三类是利用微型计算机处理数据，动态数据处理有专用的信号处理机。脱机处理时，试验数据(模拟的或数字的)必须记录存储在磁带、磁盘或穿孔纸带上，以便输入计算机处理。计算机输出处理结果的显示设备有 X-Y 函数标绘器、热写示波器和电传打印机等。为了现场试验与量测方便，将各种测试仪器与数据处理设备组装成测试车，能改善野外测试条件和提高试验效率。对于需长期监测的桥梁可建立遥测中心试验站。2.3 公路桥梁评定根据检测的成果包括桥梁基本情况、检查记录、结构检查报告、结构检算书和荷载试验报告，桥梁评定分为一般性评定、适应性评定，一般性评定主要依据定期检查资料，对桥梁各部件进行技术状况综合评定，确定桥梁技术状况等级，提出各类桥梁维修措施，由定期检查者进行；适应性评定主要依据定期及特殊检浅析桥梁维修与加固7查资料，结合试验与结分析，评定桥梁实际承载力、通行能力、抗洪能力、提出桥梁维加固方案，如果桥梁检验评定结果不能满足运营安全性和耐久性的要求，那末，就需根据检验评定结果采取必要的措施，如降低通行载重量，限制车速和进行必要的修理或加固等，但是，桥梁的最终评定必须是根据桥梁检验成果的分析，同时结合桥梁的运营环境和使用要求等条件进行综合判断的结论。在进行前期的检验成果的分析中应遵循有关桥梁检定规范和设计标准，静力试验的一般要求是：桥梁在试验荷载作用下，结构显示良好的弹性工作状态，结构的弹性变形、残余变形和总变形量应满足规定的指标，结构的刚度要满足运行的要求，结构的应力和变形不超过设计标准的容许值，出现的裂缝宽度应小于相应使用环境下的许可值,应满足耐久性的要求等；动力试验的一般要求是:桥梁实测动力系数应不大于设计取用值;在平时交通下,桥梁的振动（频率与振幅的组合）不使行人有不愉快和不安全的感觉，结构的最低阶自振频率应大于有关标准的限值，以避免发生可能的共振现象，结构的动应力应小于相应的疲劳极限值等等。浅析桥梁维修与加固83 公路桥梁缺陷修补3.1 公路桥梁表层缺陷的维修公路桥梁表层缺陷维修的主要材料有混凝土、水泥砂浆、混凝土胶凝剂、环氧树脂类。维修方法主要有水泥混凝土修补法：主要对桥梁结构中出现的蜂窝、空洞以及较大范围破损等缺陷，采用和易性较好的新鲜的混凝土，在浇筑时先把结构中缺陷部分清理掉，对混凝土浇筑部分凿毛处理，根据不同情况采用直接浇筑、喷射及压浆等方法，当混凝土修补完成后，对新老周边接缝完的时候加以封闭，全部完成后加以后期养护，方法同混凝土养护；水泥砂浆修补法：对桥面小面积缺陷，当损坏深度不大时采用水泥砂浆涂抺，具体做法是准备工作完成后，将拌和好的水泥砂浆涂抺到修补部位，反复压光后按混凝土进行养护，同时新补区域涂上其它胶粘剂；喷浆修补法：主要指将水泥、砂和水的混合物经高压通过喷嘴喷射到修补位置，适用于重要混凝土结构物及大面积混凝土表面缺陷，在具体做法中采用凿毛、挂网、洒水等技术措施；环氧树脂修补法：在做法中要求混凝土表面无水湿、无油渍、无灰尘及其它污染物，表面加以凿毛并冲洗或吹净，保证修补部位无松散颗粒砂子，涂抺环氧树脂基液，使混凝土表面被浆液湿润，保持良好的粘结性，环氧混凝土浇筑注意扰动已涂抺的环氧树脂基液，后期养护主要温控；砖石桥梁结构表面损坏维修主要指结构强度、稳定性满足安全使用前提下，对美观耐久性进行的修理工作，采用的方法有勾缝修补、抺浆或喷浆、局部修补、镶面石修理。3.2 公路桥梁内部缺陷的维修对公路桥梁内部缺陷采用预应力加固，在增设构件(以下简称“加固件”)或原有构件(如主梁梁体)中，施加了一定初始应力(即预应力)的一种加固方法。钢筋混凝土梁板是受弯或以受弯为主的横向受力构件。其预应力补强加固一般采用预应力拉杆，常用的拉杆体系有三种：水平预应力补强拉杆、下撑式预应力补强拉杆以及组合式预应力补强拉杆。各种拉杆体系的结构和加固原理分述如下：1.水平预应力补强拉杆加固法，对于钢筋混凝土或预应力混凝土的 T 梁或工字梁桥，可采用在梁断面的受拉力，即在梁底下加设预应力水平拉杆的简易补强方法进行加固， 2.下撑式预应力补强拉杆加固法，将水平补强拉杆在接近支座处向上弯起，锚固于梁板支座的上部，弯起点处增设传力构造，再施加预拉应力。这种加固装浅析桥梁维修与加固9置即为下撑式预应力补强拉杆的加固方法。预应力加固件的斜拉杆，装在被加固的梁腹板左右两侧支座上方的两端。在钢筋混凝土梁上凿开一个安装垫座的位置，割去一部分梁的钢筋箍和竖钢箍，将用角钢或槽钢做成的支承垫座安放在凿好的洞内，并与斜拉杆成垂直角。斜拉杆的一端插入支承垫座内用螺帽扣紧，另一端在立柱下面用一对节点板和水平拉杆结合。装好之后，用花篮螺丝把加劲的水平拉杆拧紧。3.组合式预应力补强拉杆加固法，既布置水平补强拉杆，又布置有下撑式补强拉杆，这种加固方式称为组合式预应力加固方法。组合式预应力补强拉杆的加固方法，既具有下撑式预应力补强拉杆，同时提高抗弯、抗剪强度的优点，又可在必要时将通常安设的两根拉杆增加到四根(两根水平拉杆)，从而可更大幅度地提高承载能力。上述三种预应力补强拉杆加固法的采用，可根据具体情况进行选择。从补强的内力种类来看，当梁板跨中受弯强度不足，而斜截面上抗剪强度足够时，可采用水平预应力拉杆及其他两种拉杆。当梁板支座附近斜截面抗剪强度不足时，则采用下撑式和组合式预应力拉杆。从要求补强加固后承载力能提高较大时，宜采用组合式补强拉杆。3.3 公路桥梁结构裂缝的维修裂缝修补的目的在于恢复结构物的防水性和耐久性，主要技术有： 表面处理法，在微裂缝的表面涂抹填料及防水材料，以提高其防水性和耐久性,对于宽度发生变化的裂缝，要设法使用有伸缩性的材料；注浆法，在裂缝中注入树脂或水泥类材料，以提高其防水性及耐久性。主要注浆材料是环氧树脂，多采用低压低速注入法。环氧树脂注入法与钢钉并用，可以增强裂缝部位的整体性，是一种防止裂缝继续发展的好办法；充填法，这是一种适合于修补较宽裂缝的方法，具体做法是沿裂缝凿一条深槽，然后在槽内嵌补各种粘结材料，如水泥砂浆、环氧砂浆、膨胀水泥砂浆、环氧树脂硅、沥青及各种化学补强剂等；表面喷涂法，喷浆修补是一种在经凿毛处理的裂缝表面，喷射一层密实而且粘度高的水泥砂浆保护层，来封闭裂缝的修补方法，喷浆前需要把结构表面的剥离部分除去，再用水冲洗清洁，并在开始喷浆之前把基层湿润，然后再开始喷浆；粘结钢板封闭法，当钢筋硂构件产生主拉应力裂缝时，可对裂缝先进行处理之后，再在裂缝处粘结钢板，并用膨胀螺栓对钢板加压。钢板粘结方向应和裂缝方向垂直。 浅析桥梁维修与加固104 桥梁构件和附属设施维修4.1 桥面板的维修当原桥的承载能力不足，截面面积过小，而墩台及基础较好，承载力较大时，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”：为了使新旧混凝土有良好的结合，应把原桥面板表面凿毛洗净，设置剪力槽、剪力键等，或用环氧树脂作为胶结层。同时，在桥面板上辅设钢筋网，以增强桥面板的整体性和抗压能力。钢筋网的直径和间距根据板的受力要求来确定。加固后重新铺设桥面的铺装层。这种方法由于加厚部分使桥梁自重和恒载弯矩增加较多，并且仍然是原结构下缘受拉钢筋应力控制设计，故此加固方法一般只适用于跨径较小的 T 形梁桥或板梁桥，而且在加固前应对梁(板)的受力状况进行详细分析，在梁(板)下翼缘强度容许的限度内确定桥面的加厚高度。4.2 公路桥梁桥面铺装层的维修桥面铺装层开裂或剥离等病害,通过有限元计算结果分析可知,在铺装层结构厚度一定的情况下,铺装层的模量比对铺装层的受力状态影响很大，首先清除或刨洗桥梁原铺装层，在清除过程中注意处理的厚度等，在使用机械清除时,尤其注意不得损坏老桥的预制梁板、伸缩缝等构造。其次认真清洗老桥面，对已经刨洗完毕的老桥铺装层及时外运,用人工清扫废旧料,用高压水冲洗梁板顶面,使之清洁并干燥。最后重铺新桥面，水泥砼桥面铺装在浇筑砼的强度达到设计等级后,才可开放交通,其车辆荷载不得大于设计荷载，如采用快硬水泥砼铺装,开放交通的时间需根据试验确定，沥青砼桥面铺装应待摊铺的混合料完全自然冷却,其表面温度低于 50后,方可开放交通，需要提早开放交通时,可洒水冷却降温，伸缩装置安装完毕,预留槽浇筑的砼强度达到设计强度后,方可开放。4.3 公路桥梁伸缩缝和支座的维修伸缩缝的维修主要情况有当软性填料松散脱落时，应清除原缝隙存留物后重新注入新的填缝料；当铺装层破坏时，应凿除后重新铺筑；伸缩缝损坏时，应予更换。松动不平整时，应重新调平并紧固之；脱出时，应重新嵌固并调平；老化失效时，应予以及时更换；焊接破裂时，应清除垢秽后重新焊牢；钢板出现裂缝或断裂时，应采取焊接修补。另外当原伸缩缝装置的锚固钢筋等损坏、松动或无锚固钢筋需增设时,应先凿出锚孔后再安设钢筋等锚固件，在凿除原有混凝土铺装时,不要损伤伸缩缝两侧桥面板混凝土及钢筋。浅析桥梁维修与加固11支座的维修主要程序：1、支座更换前，应根据各桥墩（台）处实际地质情况考虑临时受力结构，用小型挖掘机配合人工挖除承台和下系梁上堆放的土方，使承台和系梁外露便与搭设支架；没有可以利用的承台和系梁，地质较好时，可以修建临时承重基础，地质较差时，可以利用立柱作为临时受力结构。2、安放枕木成平台，各枕木应该统一大小错开安放以便受力均匀。承台处以承台面铺全，系梁处以系梁为主扩大到土面层，在立柱外侧应加宽处理，保证上部有足够的安放顶升设备的位置。搭设贝雷片钢支架和工作平台，各贝雷片拼装应牢固可靠，确保其整体性，同时要预留一定的操作空间。为了保证起顶过程中不致损伤梁底，在梁底与千斤顶接触处用钢板垫实，增大受力面。3、支架、工作平台和千斤顶安装完毕，待临时承重基础满足要求后，即开始试顶；试顶主要为了消除支撑本身的非弹性变形或沉降，在主梁还没有正式顶起时即可停止，并停放 2 小时进行观察无任何变化后才能开始整体顶升，千斤顶受力方向一定要与空心板面垂直。4、试顶完毕后，在专业人士统一指挥下均衡地将整半幅空心板端部徐徐升起，使其离开原支座约 2cm 立刻停止，并用临时支撑块塞入梁底形成临时支撑点，注意千斤顶的控制过程应严格按操作规程进行，进油和回油应做到慢而稳，直到全部工作结束千斤顶才能卸载，确保桥梁整体安全。5、去除原有支座，清理好支座垫块，支座下方用高标号环氧树脂砂浆找平，精确计算高度，利用钢板进行调节，调节完毕后重新安装检验合格的新支座；支座有移位的，要加以调整；支座有少量脱空，应该用钢板垫实。应视不同情况采取不同方法进行处理，处理完毕后，去掉临时支撑块缓缓落下千斤顶，保证上部构造恢复原位。顶升过程中应该认真做好测量、观察记录工作，确保梁体、桥面系支座更换维修前后的标高一致，保证该工序一次成功完成。4.4 桥梁排水设施、栏杆设施的维修桥梁排水设施通过检查发现有损坏需更换，根据不同情况采用相应处理方法，要是钢管，首先进行管件的预制，管道采用焊接钢管，钢管管材检验，表面无显著锈蚀，无裂纹，卷焊钢管无扭曲损伤，不得有焊缝根部未焊透的现象，表面不得有机械操作损伤，不得有超过壁厚负偏差的凹陷，卷管的周长偏差及椭圆度不得超过规定。PVC 管粘结时要把承口和插口上面的尘土及油污擦干净，不能有水，胶水涂浅析桥梁维修与加固12刷要均匀，承口插入后要迅速调整好管件的角度，以免干了不能转动。因此排水管道应自下向上安装，先安装横管，在安装立管，并符合规范要求，合格后方可进入下道工序施工。桥梁栏杆作为一种安全防护设置，是桥梁上部结构一个不可缺少的组成部分。桥梁栏杆多采用钢筋混凝土装配式栏杆，防撞栏杆主要是起安全保护作用，因此经常被车辆撞坏，在养护过程中，应做到及时发现，及时修复，确保桥梁设施完好和桥梁整体的美观，增加车辆上桥时的安全感。对于已被损坏的栏杆要及时修复，小损伤可修补，大损坏应更换。镀锌钢管栏杆要定期清洗，发现有脱皮、锈蚀现象应及时对栏杆进行重新用银粉油漆。桥梁金属栏杆应平均两年要油漆一次，保持栏杆的美洁，并在夜间起到视线诱导的作用。浅析桥梁维修与加固135 梁桥加固方法5.1 增大截面加固法增大截面加固法基本原理是通过植筋等方法使新增加截面和原有截面连成一体,在原有结构截面基础之上,增大构件受力面积,从而提高原结构的抗弯、抗剪能力和刚度,提高受压构件的正截面的承载能力和刚度。该方法主要适用于钢筋混凝土和预应力混凝土的受弯构件及钢筋混凝土的受压构件。其优点是经验成熟、工艺简单、加固费用低廉、受力可靠,容易被人们接受。缺点是湿作业工作量大且养护期长,占用空间多等。增大截面加固法的常见形式有:(1)加厚桥面板法(2)增大受拉区梁截面法(3)增大受压构件截面法。增大截面加固法施工工艺流程为：1)施工准备；2)混凝土表面清理；3)钻孔种植锚筋；4)绑扎补强层钢筋网；5)浇筑补强层混凝土；6)竣工验收。5.2 粘贴钢筋加固法当桥梁结构抗拉强度较低，受拉部位产生裂缝时，为了加强抗弯构件外纤维的抗拉能力，可以采用在受拉部位粘贴钢筋的方法对桥梁进行加固。粘贴钢筋具有与结构物粘贴性能较好、加工成型容易、加固效果明显的优点。用于粘贴的钢筋直径不能过大，以不超过 8mm 为宜，以减小树脂层的厚度，节省材料，降低成本。采用环氧树脂砂浆粘贴，环氧树脂砂浆的厚度以不使钢筋外露为标准，一般在 1520mm 左右。5.3 粘贴钢板加固法粘贴钢板补强法是采用环氧树脂系列粘结剂，将钢板粘贴在钢筋混凝土结构物的受拉区域或薄弱部位，使之与结构物形成整体，用以代替需增设的补强钢筋，通过钢板与补强结构的共同作用，提高其刚度，限制裂缝开展，改善钢筋及混凝土的应力状态，提高梁的承载能力，以达到补强效果。5.4 粘贴碳纤维加固法碳纤维具有重量轻、柔软、耐久、耐腐蚀、不导电、抗动载、抗冲击性能好的高性能补强材料，由于复合材料具有较多的优良性能，粘贴复合材料纤维布(片)加固法亦被视为梁式桥加固补强、提高承载能力，是当高度受限制时的首选加固方法，粘结材料是将连续纤维状的纤维结合在一起，同时又与混凝土表面粘合的系列粘接材料。它主要包括三类材料：底层涂料、整平材料和浸渍树脂。粘结材料的性能是保证纤维布与混凝土共同工作的关键，也是两者之间传力途径中的薄弱环节。浅析桥梁维修与加固145.5 体外预应力加固法钢筋混凝土梁板是受弯或以受弯为主的横向受力构件。其预应力补强加固一般采用预应力拉杆，常用的拉杆体系有三种：水平预应力补强拉杆、下撑式预应力补强拉杆以及组合式预应力补强拉杆。水平预应力补强拉杆加固法是对于钢筋混凝土或预应力混凝土的 T 梁或工字梁桥，可采用在梁断面的受拉力，即在梁底下加设预应力水平拉杆的简易补强方法进行加固； 下撑式预应力补强拉杆加固法是将水平补强拉杆在接近支座处向上弯起，锚固于梁板支座的上部，弯起点处增设传力构造，再施加预拉应力。这种加固装置即为下撑式预应力补强拉杆的加固方法；组合式预应力补强拉杆加固法是既布置水平补强拉杆，又布置有下撑式补强拉杆，这种加固方式称为组合式预应力加固方法。5.6 改变结构体系加固法改变结构体系加固，实际就是通过改变桥梁结构体系以减少梁内应力，在简支梁下增设支架或桥墩；或把简支梁与简支梁加以连接，从而由简支梁变为连续梁；或者在梁下增设钢桁架等的加劲梁，或叠合梁等，以提高桥梁的承载能力。改变结构体系的方法很多，主要在桥下操作，或设置永久设施，因而影响桥下净空，要在不影响通航及桥梁排洪能力的情况下使用。在墩台地基安全性能好，并具有足够承载能力的情况下，可采用增设承载能力高和刚度大的新纵梁，这些新梁与旧梁相连接，共同受力。由于荷载在新增主梁后的桥梁结构中重新分布，使原有梁中所受荷载得以减少，由此使得加固后的桥梁承载能力和刚度得到提高。当增设的纵梁位于主梁的一侧或两侧时，则兼有加宽的作用。旧桥主梁中间增设纵梁时，可拆除个别主梁或两相邻主梁之间的翼板，从而形成空位，然后再在空位上安装承载能力和刚度都比原有主梁大的新纵梁， 为保证新旧主梁能够共同工作，普遍感到困难的是使新旧混凝土得以连接。因此，必须注意做好新旧梁之间的横向联结。主要有企口铰接、键槽联结、焊接和钢板铰接等。对装配式板梁，可采用企口铰接、键槽联结的形式，而常用的是梁跨中部分采用企口铰接，而在较薄弱的梁端采用数道键槽联结。原桥为装配式T 梁时，可采用沿梁跨设置数道键槽的方法，这种键槽联结能承受接头处的剪切应力和局部承压力，使新纵梁与原有主梁的翼板联结成一体5.7 增设承重构件加固法在桩式基础的周围补加钻孔桩或打入钢筋混凝土预制桩并扩大原承台，以此提高基础承载力、增加基础稳定性，这种加固法称为增设承重构件加固法，也称浅析桥梁维修与加固15为增补桩基加固法。增设承重构件加固法加固墩台基础的优点是不需要抽水筑坝等水下施工作业，且加固效果显著。其缺点是需搭设打桩架和开凿桥面，对桥头原有架空线路及陆上、水上交通均有影响。对单排架桩式桥墩采用打桩（或钻孔灌注桩）加固时，如原有桩距较大(在45 倍桩径时)，可在桩间插桩。如原有桩距较小且通航净跨允许缩小时，可在原排架两侧增加桩数，成为三排式的墩桩。如在桩间加桩，可凿除原有盖梁并浇筑新盖梁，将新旧桩顶连接起来。但此时必须检查原有盖梁在加桩顶部能否承受与原来方向相反的弯矩，如不能承受则必须加固原有盖梁或重新浇筑盖梁。加固原有盖梁时，可在盖梁顶部增设钢筋。当桥台垂直承载力不足时，一般可在台前增加一排桩并浇筑盖梁，以分担上部结构传来的压力。打桩(或钻孔桩)时可利用原有桥面作脚手架，在桥台上开洞插桩。增浇的盖梁可单独受力，也可联结在一起，使旧盖梁、旧桩及新桩一起受力。浅析桥梁维修与加固166 下部结构加固方法6.1 扩大基础加固法扩大基础加固法称为扩大桥梁基础底面积的方法，此法适用于基础承载力不足、或埋置太浅，而墩台又是圬工或混凝土刚性实体式基础时的情况。扩大基础底面积应由地基强度验算确定，当地基强度满足要求而缺陷仅仅表现为不均匀沉降变形过大时，采用扩大基础底面积的加固，主要由地基变形计算来加以选定。扩大基础加固法可按下列顺序进行：1.通常在必须加宽的范围内先打板桩围堰，如墩台基底土壤不好时，应作必要的加固；2.挖去堰内土体，只挖至必要的深度，以保证墩台的安全；3.在堰内把水抽干后，铺砌石块（浆砌） ，或作混凝土基础；4.新旧基础要注意牢固结合，施工时可加设连系(锚固)钢筋或插以钢销，以使加固扩大基础和旧基础牢固地结合成一整体。6.2 桩基础加固法在桩式基础的周围补加钻孔桩或打入钢筋混凝土预制桩并扩大原承台，以此提高基础承载力、增加基础稳定性。这种加固法称为增补桩基加固法，对单排架桩式桥墩采用打桩（或钻孔灌注桩）加固时，如原有桩距较大(在 45 倍桩径时)，可在桩间插桩。如原有桩距较小且通航净跨允许缩小时，可在原排架两侧增加桩数，成为三排式的墩桩，如在桩间加桩，可凿除原有盖梁并浇筑新盖梁，将新旧桩顶连接起来，但必须检查原有盖梁在加桩顶部能否承受与原来方向相反的弯矩，如不能承受则必须加固原有盖梁或重新浇筑盖梁，加固原有盖梁时，可在盖梁顶部增设钢筋，当桥台垂直承载力不足时，一般可在台前增加一排桩并浇筑盖梁，以分担上部结构传来的压力，打桩(或钻孔桩)时可利用原有桥面作脚手架，在桥台上开洞插桩。增浇的盖梁可单独受力，也可联结在一起，使旧盖梁、旧桩及新桩一起受力。6.3 人工地基加固法当基础下面的地基土松软，不能承受很大荷载，或上层土虽好，但深层土质不良引起基础沉陷时，可采用人工地基加固方法，以改善提高基础的承载能力，一般常用的有砂桩法、树根桩法、高压喷射注浆法和灌浆法等。砂桩法是当软弱地基层较厚时，可用砂桩法改善地基的承载能力。加固施工时，将钢管或木桩打入基础周围的软弱土层中，然后将桩拔出，灌入经过干燥的粗砂，进行捣实做成砂桩，达到提高土的密实度的目的，在含水饱和的砂土或粉土中，由于容易坍孔，灌砂困难，亦可采用砂袋套管法与振冲法加固地基。浅析桥梁维修与加固17树根桩是一种小直径钻孔灌注桩，其直径通常为 l00250mm，有时也采用300mm。先利用钻机钻孔，满足设计要求后，放入钢筋或钢筋笼，同时放入注浆管，用压力注入水泥浆或水泥砂浆而成桩、亦可放入钢筋笼后再灌入碎石，然后注入水泥浆或水泥砂浆而成桩。小直径钻孔灌注桩也有人称为微型桩。小直径钻孔灌注桩可以竖向、斜向设置，网状布置如树根状，故称为树根桩。高压喷射注浆法是将带有特殊喷嘴的注浆管置于土层预定深度，以高压喷射流使固化浆液与土体混合、凝固硬化加固地基的方法。灌浆法是在墩台基础之下，在墩台中心直向或斜向钻孔或打入管桩，通过孔眼及关孔，用一定压力把各种浆液（加固剂）注入土层中，通过浆液凝固，把原有松散的土固结为有一定强度和防渗透件能的整体、或把岩石裂缝堵塞起来，从而加固地基、提高地基承载力的一种加固法。6.4 旋喷注浆加固技术旋喷注浆是高压喷射注浆技术的一种,高压喷射注浆技术是在静压注浆的基础上,应用高压喷射技术发展起来的。由于静压注浆对颗粒细小的砂类土和含泥量大的粘性土等软弱地基,浆液不能均匀渗透,加固效果较差。随着科学技术的发展,高压水喷射流切割技术在水力采煤等方面的应用,为高压喷射注浆技术的产生创造了坚实的物质条件和理论基础。高压喷射注浆法是将带有特殊喷嘴的注浆管,置入土层的预定深度后,以 20左右的高压喷射流,强力冲击土体,将浆液与土在水动力的作用下搅拌混合,经过凝结固化,便在土中形成固结体。固结体的形状和喷射流移动的方向有关,一般有旋转喷射和定向喷射两种注浆方式。定向喷射(简称定喷)施工时,喷嘴一面喷射一面提升,喷射方向固定不变,固结体形如壁状。定喷通常用于基础防渗,也可用于改善地基土的水流性质和稳定边坡等工程。旋转喷射(简称旋喷)施工时,在土层中钻一个孔径为 50108的小孔,喷嘴一面喷射一面旋转和提升。经过凝结固化的固结体呈圆柱状,固结柱体的直径为0.42.0,施工灵活简便,适用范围较大。采用不同的浆液配方,可获得所需的固结体强度。一般采用水泥浆液时,在粘性土中固结体的抗压强度可达510,在砂类土中可达 1020，旋喷注浆技术主要用于加固地基,提高地基的抗剪强度、改善土的变形性质。6.5 桥台加固方法该加固法采取在 U 型桥台前墙和两侧墙外加套 4O 厘米的钢筋混凝土，并在两侧墙增设水平预应力索对锚和前墙增设地锚的方案。该方案适用于不能中断浅析桥梁维修与加固18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采取台腔与桥台基础持力层进行压浆固化，再打人锚杆与槽钢抱箍，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。该方案适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6.6 桥墩加固方法桥梁下部结构加固的主要目的是提高桥墩的整体承载能力。如桥墩发生了结构性损伤，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，其状态变化主要是由地基所引起，此时可重点从回填硬土或者对地基进行注浆等方法提高其约束桥墩的能力，提高桥墩的整体承载能力。抬桩就是通常使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，采用的加固方法是清除桩体虚浮物，通过植筋后，外抱箍微膨胀混凝土。目前在很多桥梁加固改造中，同一座桥梁针对不同的部位、不同的构件、不同的改造原因同时采用了几种不同的方法。浅析桥梁维修与加固197 结论与建议混凝土桥梁病害尽管在既有桥梁中较为普遍，甚至还比较严重，但只要加强检测、监控，及时地安排大维修，更新改造，绝大多数病害桥梁是能够满足行车条件及行车安全需要的。但由于现有的桥梁检测，维修技术落后，效率低下，维修量大，投入不足等原因，在桥梁比重较大的线路上确实还存在相当的桥梁病害得不到及时地整治而留下隐患，部分桥梁被迫采取限速措施，对行车安全造成极大的隐患。除了要及时加大投入，进行更新改造及维修外，还需要进一步在提高桥梁的耐久性及检测维修手段上不断地采用更多的新技术，新材料，新方法。一是要提高设计标准，增加混凝土的刚度和强度储存，有条件应采用高性能混凝土，二是要加强施工质量控制，防止施工中人为的降低设计标准，三是在检测和维修技术手段上要要不断进行新技术、新机具的开发和使用，切实提高检测、维修的科学性、全面性、实效性。实践证明：采用适当的加固补强措施，对恢复和提高旧桥的承载能力和通过能力，延长使用寿命，满足现代交通运输的新要求是可以办到的，还可以节约大量的建桥资金，社会经济效益可观。此外，尽管加固桥梁不是新建项目，难以作为地方政绩，但加固桥梁却可以预防和避免桥梁的坍塌造成物资和人身伤亡，避免政治、经济上的灾难，因此，根据实际情况对桥梁因地制宜地采取加固措施，确保道路的畅通，于国于民都具有积极的意义。浅析桥梁维修与加固20参考文献1 中华人民共和国行业标准.公路桥涵养护规范(JTG H 112004)S.北京：人民交通出版社，20042 胡智慧 杨道江. 公路桥梁工程建设与危旧桥测试改造拆除加固维修技术及典型案例分析实物全书M. 中卷.北京:光明日报出版社， 2002.123 王国鼎 袁海庆 陈开利等编. 桥梁检测与加固M.北京：人民交通出版社，2003.104 王有志 王广洋 任锋 王广月等编著.桥梁的可靠性评估与加固M.北京：中国水利水电出版社，2002.95 杨文渊 徐犇合编.桥梁维修与加固M.北京：人民交通出版社，1989.126 蒙云 卢波编著.桥梁加固与改造M.北京：人民交通出版社，2004.117 刘自明 主编.桥梁工程养护与维修手册M. 北京：人民交通出版社，2004.98 交通部公路管理司编.公路养护与管理手册M.北京：人民交通出版社，19979 周履.桥梁耐久性发展的历史与现状J.桥梁建设，2004（4）10 Astaneh-Asl,and Cho,S.W.,“Compressive Ductility of Critical Members of the Golden gate bridge”.Report No UCB/CE-STEEL 93/01,University of California,Berkeley,1993.11 Ingham,J.,M.J.N.Priestley,and F.Seible,Seismic Performance of Bridge Knee Joints:Design Examples,Structural Systems Research Project,Report SSRP95-14,University of California,San Diego,1995