一、橋梁加固的重要性

隨著我國交通運輸量的迅速增長，危橋舊橋不斷增多，若將其拆除重建，不僅要耗費大量資金，而且工期也較長；若有計劃、有步驟的對現有舊橋進行加固改造，橋梁加固后，可以延長橋梁的使用壽命，用少量的資金投入，使橋梁能滿足交通量的需求，還可以緩和橋梁投資的集中性，為國家帶來巨大的經濟和社會效益。因此，加固設計必須本著“牢固可靠、簡便耐用、經濟適用”的基本原則。

二、橋梁加固改造的技術途徑及設計原則

1、主要技術途徑

橋梁加固一般是通過對構件的補強和結構性能的改善來恢復或提高現有橋梁的承載能力，以延長其使用年限，適應現代交通運輸的要求。其改造的主要技術途徑有：加強薄弱構件、增加輔助構件、改變結構體系、減輕恒載、加固墩臺及基礎等。

2、加固方案確定原則

一般認為滿足以下條件，加固方案才基本可行：對比重建新橋要具有明顯的經濟效益；橋梁經加固改造之后各個方面都能達到使用要求；橋梁的下部結構具有足夠的潛力。

三、橋梁加固的常用方法

加固，簡單來說，就是通過一定的措施使構件乃至整個結構的承載能力及其使用性能得到提高，以滿足新的要求。舊橋加固方法可綜合為以下幾類。

1、結構性加固

體外預應力加固法。體外預應力法的加固原理是在梁的下緣受拉區設置預應力材料，通過張拉對梁體產生偏心預應力，在此偏心壓力作用下，使梁體發生上拱，抵消部分自重應力，減小了結構變形和裂縫寬度、改善了結構受力，能夠較大幅度的提高結構承載力。

粘貼鋼板或碳纖維（CFRP）加固法。粘貼鋼板加固法是采用粘結劑和錨栓將鋼板粘貼錨固于混凝土結構受拉面或其它薄弱部位，使鋼板與加固混凝土結構形成整體，以達到提高結構承載能力的目的。該方法具有基本不改變原結構的尺寸、施工簡單、技術可靠、短期加固效果較好且工藝成熟等優點。

增大截面與配筋加固法。增大截面與配筋加固法一般采用在梁底面或側面加大尺寸，增配主筋，以提高主梁截面的有效高度，從而達到提高橋梁承載能力的目的。然而，由于增大截面法在施工過程中全部的作業需在梁底進行，施工難度較大且施工質量難以控制。

改變結構受力體系加固法。改變結構受力體系加固法是通過改變橋梁結構受力體系以達到提高結構整體承載能力的目的，是一種變被動為主動的加固方法。這種技術具有提高結構承載力，增大結構剛度，減小撓度等優點。但該加固方法施工改造時一般要涉及到橋面鋪裝的再處理，增加了改造費用且加固效果受負彎矩區施工質量的影響較大，目前較少單獨采用。

2、非結構性加固

鋼纖維混凝土修復橋面鋪裝層。對橋面鋪裝層的嚴重破損，可考慮采用鋼纖維混凝土修復。這種材料具有高強度、抗裂能力強，抗沖擊耐磨耗等性能，可延長橋面的使用壽命，在不增加橋梁恒載的情況下，改善梁的結構受力性能。

伸縮縫的較新改造。在橋梁維修中，以下幾種類型伸縮縫的使用是較成功的。SFP“三防”型伸縮縫在大型橋梁上的應用情況良好；仿毛肋伸縮縫在大、中型橋梁的大量使用，效果明顯；TST、FG系列橋梁無縫伸縮縫，在中小行橋梁上也得到廣泛使用。

3、U型高橋臺加固

預應力錨索框架法。該加固法采取在U型橋臺前墻和兩側墻外加套40厘米的鋼筋混凝土，并在兩側墻增設水平預應力索對錨和前墻增設地錨的方案。該方案適用于不能中斷交通又無法架設便橋的高橋臺病害修復。

錨桿配合鋼筋混凝土抱箍法。該加固法采取臺腔與橋臺基礎持力層進行壓漿固化，再打入錨桿與槽鋼抱箍，最后在U型橋臺前墻和兩側墻外加套25厘米的鋼筋混凝土，新舊墻體采用錨桿連接形成整體。該方案適用于地基承載力不足，且施工處理不到位，造成橋臺前墻下沉。

4、橋墩加固

橋梁下部結構加固的主要目的是提高橋墩的整體承載能力。如橋墩發生了結構性損傷，可以用外包混凝土、粘貼鋼板或碳纖維的方法進行加固。但是對于實體橋墩等橫向剛度比較大的結構，其狀態變化主要是由地基所引起，此時可從回填硬土或者對地基進行注漿等方法提高其約束橋墩的能力，提高橋墩的整體承載能力。抬樁就是通常使用的一種有效的加固方法，即在舊樁的兩側各增設一根樁，并通過植筋擴大承臺，共同受力。另一種樁基加固方法是鋼筋混凝土套箍。由于下部樁基施工等原因，造成樁基縮徑，采用的加固方法是清除樁體虛浮物，通過植筋后，外抱箍微膨脹混凝土。

四、應用實例

某橋于上世紀70年代初建成：上部構造為4孔跨徑L=16.8m的少筋微彎板工字梁組合的裝配式鋼筋混凝土梁結構，無橫梁，橋面凈空為凈-7m+2×0.25m，下部構造為鋼筋混凝土雙柱式灌注樁墩及重力式橋臺。

原橋上部構造采用1966年1月出版的《少筋微彎板與工型梁組合的裝配式鋼筋混凝土上部構造試用圖紙》，設計荷載為汽-13，拖-60.

1、加固前病害調查

在確定加固方案前，對舊橋現狀進行了全面調查，全橋主梁4×5片。根據實際損壞情況，對2～4孔的15片主梁、微彎板、支座、橋墩（臺）及附屬結構進行了細致的檢查。

（1）主梁

施工質量較差，各部位尺寸沿跨徑不一致。單根主梁較多發現裂縫51條，裂縫寬度較寬為4mm.有豎直裂縫，也有斜裂縫、水平裂縫，斜裂縫與水平方向夾角為40～80°。豎向裂縫主要分布在主梁腹板下部（主要在跨中8.5m范圍內）且下寬上窄；斜裂縫主要分布在端部4m范圍內；水平裂縫主要分布在梁端。主梁局部鋼筋外露，產生銹蝕。

（2）其他

微彎板施工質量較差，底部非常粗糙，局部有細微裂紋。支座為鋼板支座，鋼板銹蝕嚴重，有大塊蝕塊脫落。支座附近主梁砼有壓碎現象。1號橋臺錐坡破損，3號橋墩發現一處空洞現象。部分欄桿傾斜，瀉水孔堵塞，橋面上梁間隙較大，車輛通過時振動大、噪聲大。

2、加固設計

根據調查情況，筆者主要針對主梁進行加固設計。

主梁采用CYMAXL3002C碳纖維片材進行加固，主要性能指標有：設計厚度0.167mm；抗拉強度標準偏差40MPa；抗拉強度標準值

4108MPa；抗拉強度平均值4233MPa；彈性模量236GPa.計算中，考慮到碳纖維片材與主梁砼之間的密合性，對材料的抗拉強度設計值取用折減系數0.8.經計算，主梁跨中底部碳纖維材料厚度需0.25mm，故采用2層。

五、加固效果評價

橋梁加固應在不斷總結經驗和技術進步的基礎上形成專門規范，同時要重視對加固后的橋梁進行檢測和觀察，以確定加固的效果。橋梁加固后的上部結構通常是用靜載或動載試驗，將試驗結果與加固設計的計算結果進行對比，來判斷橋梁加固成功與否。但對下部結構而言，不方便進行荷載試驗，通過其頻率變化來定量評估橋墩的加固效果。