市政桥梁加固改造设计的要点研究

梁鹏昆 王晓东

西安公路研究院

摘要：市政桥梁对于城市建设发展非常重要，因此为了保障市政桥梁的正常运营，需要对旧桥进行合理的加固改造设计，从而保证行人及车辆的通行安全。基于此，本文阐述了市政桥梁病害成因与市政桥梁加固改造原理及其要求，对市政桥梁加固改造设计要点进行了探讨分析。

关键词：市政桥梁；病害成因；加固改造；原理；要求；设计要点

目前城市发展速度的加快，交通压力也与日俱增，市政桥梁经过长时间超负荷使用后，其材料和构件的力学性能会大大下降，稳定性及承载能力均会有所降低，特别是容易出现裂缝等病害。同时在加固改造过程中，施工方没有现成的施工规范，对桥梁问题产生的原因也难以确定，因此为了保障市政桥梁的安全可靠运行，以下就市政桥梁病害成因、加固改造的原理以及加固改造设计要点进行了探讨分析。

一、市政桥梁病害成因的分析

市政桥梁的病害成因主要表现为：（1）原设计荷载偏低，交通量的快速增加以及车辆超载，造成桥梁超负荷运行而产生病害，这也是目前市政桥梁产生病害的主要原因；（2）施工质量差，未按设计要求和施工规程实施；（3）结构中存在缺陷，如采用桥型结构不当、设计假定不尽合理。（4）不重视后期养护工作，没有及时消除已产生的病害；（5）地质条件差，如滑坡、软基等导致桥梁产生病害。

二、市政桥梁加固改造原理与要求的分析

1、市政桥梁加固改造原理分析

市政桥梁加固改造工作主要是通过修复、更换原有构件或者加大整体构件的方式来增强桥梁整体或者局部承载能力。市政桥梁加固改造要遵循以下两个原理：一是将桥梁上原有的部件进行更换或者修复，以达到提高桥梁局部或整体承载力的目的。二是分析市政桥梁在运营过程中结构的内力分布，通过在桥梁局部增设构件等方式改变桥梁原有的结构形式，使得桥梁结构内力分布重新调整，从而间接提高桥梁承载力。

2、市政桥梁加固改造要求分析

市政桥梁加固改造要联合不同部门建立全方位考量机制，有效提升设计效果和整体水平，尤其是在加固改造方案制定前，要对市政桥梁进行综合考察和分析，确保操作管理工序的完整性和有效性。并且，相关工作人员要秉持全过程监督管理要求，在对其进行实际考察的基础上，完善施工图纸的管理效果和综合水平。施工图纸对于市政桥梁加固改造项目而言十分关键，是完善复核计算过程以及承重管理水平的根本，需要设计人员对具体参数进行分析后建立有效的设计规划。在市政桥梁加固改造中，要秉持加固改造的要求，不要随意改变桥梁本身的形态或者是形式，尽可能借助相应的设备或工艺对其予以修复处理，从而提高升整个结构承载力水平。 　　

三、市政桥梁加固改造设计要点的分析

1、市政桥梁上部工程加固改造设计分析。

目前比较成熟的市政桥梁上部工程加固改造设计主要方法有：增大市政桥梁截面，预应力加固改造法，粘贴加固改造法，改变桥梁的结构体系加固改造法，增设纵梁的加固改造法等等。 具体介绍如下：（1）加大截面面积和配筋补强加固改造法。通常采用加大构件截面面积、提高配筋率等加固改造设计来解决桥梁刚、强度不足，稳定性及抗裂性较差等问题。这种技术通过增大桥梁侧面或底面尺寸，增加梁的有效抗压和抗弯强度来达到增加桥梁承载力的目的，是被广泛使用于梁桥和拱桥加固改造的技术。（2）预应力加固改造法。即在预应力原理的基础上，在市政桥梁的构件中通过另外添加高强构件来施加初始应力，以此抵消部分的自重应力，对构件起卸载作用，从而提高桥梁构件的承载力。（3）粘贴加固改造法是利用高分子的粘合材料把钢板或者碳纤维布等高强度材料粘贴在需要加固改造的构件表面，通过这些新增加的高强材料来提高桥梁的承载能力。（4）改变桥梁的结构体系加固改造法。通过对市政桥梁的结构形式进行改变，以此降低桥梁的拉应力，这种技术能够减少跨度，若把已经不通航的桥下填实，将其改变成为符合泄水需求的涵洞，在单跨的结构下增设一些新支点使其成为多跨结构，把多跨简支梁进行连接，使其成为多跨连续的结构，以此提高桥梁的承载力。（5）增设额外的纵梁加固改造法。当桥墩基础的安全性能良好，并具有足够的承载能力时，可以使用一个额外的具有高承载能力的新的纵梁，以便使其与老梁连接成为一个整体共同受力。在新的桥梁结构下的主梁原来所承受的荷载将进行再次分配，提高了其承载能力和刚度，达到加固改造的目的。当在主梁一侧或两侧增设纵梁时，将同时具有加宽扩大的作用。为确保新老混凝土能够在-起共同发挥效用，一定要注意旧梁和新梁之间的横向联系。

　　 2、市政桥梁下部工程加固改造设计分析。

目前比较成熟的市政桥梁下部工程加固改造设计主要方法有：增补桩基法，增设挡墙法，增设桥墩套箍，扩大基础面积等等。具体介绍如下：（1）增补桩基的加固改造法。在桩基附近周围进行补加钻孔桩或者打入混凝土预制桩，扩大桥梁的原承台，从而提高桥梁基础的承载力，加强桥梁的稳定性。（2）新建桥梁挡墙的加固改造法。如果桥台的台背水平土压力较大，这会造成桥台的倾斜，因此应设法平衡桥台台背的压力，可以在台背后加设挡墙，以此平衡较大的土压力。（3）钢筋混凝土护套或者套箍的加固改造法。若桥梁墩台因基础埋深不够或者由于施工质量控制不严格等因素造成桥梁墩台开裂时，可以采用钢筋混凝土围带或者钢箍来进行加固改造。（4）扩大基础面积的加固改造法。扩大基础面积适用于基础承载力不足或者埋深较浅，可以通过地基强度的验算来明确基础面积的扩大数值，通过增大基础面积来减小基础底面荷载。（5）桥台拓宽加固改造法。在旧桥的原基础上，通过墩台盖梁挑出桥梁悬臂的加宽部分，从而便于上部结构加宽的安装，这种情况只需要加宽墩台盖梁即可，桥梁基础和墩台身不需要加固改造。同时，在采用这种技术的时候，旧桥墩台基础必须要稳定和完好，且通过承载力验算后方能采用。在市政桥梁改造设计过程中，桥梁的加宽和加固改造在很多情况下是同时进行的，若在加宽宽度不是很大的情况下，应尽量把原桥梁和加宽部分连为一体，促使新旧桥能够共同工作，从而降低原桥梁的负载。

3、裂缝处理要点。

市政桥梁出现裂缝时，需要及时进行裂缝修补处理，从而减少裂缝的进一步发展，确保桥梁结构的安全性及耐久性。目前常用的裂缝加固修补方法有以下几种：（1）裂缝较小时，可以采用抹灰法进行裂缝修补。主要就是利用高强水泥砂浆或树脂类材料进行涂抹，起到保护膜的作用。（2）压力灌浆法。利用该技术，需要使浆液在压力作用下进入裂缝中，可以深入桥梁结构完成裂缝修补，所以能够使结构的耐久抗渗性能、强度以及整体性得到提高，进而使桥梁结构得到有效加固改造。（3） 粘贴钢板法。该方法是在裂缝位置粘贴锚固钢板，使钢板与混凝土整体受力，减小混凝土所受的拉应力，从而阻止裂缝进一步发展。

结束语

　 综上所述，市政桥梁运营过程中，由于诸多因素的影响，使得市政桥梁会受到损坏，带来较大的安全隐患，因此设计人员要结合实际情况，对桥梁进行有效的加固改造设计，从而确保市政桥梁安全使用。

参考文献

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