1 橋梁需要加固的原因 
    橋梁是公路的咽喉,其使用功能的好壞直接影響整條線路的暢通,既有公路中設計標準較低的橋梁嚴重制約了公路運輸事業的發展。我國公路橋梁 的設計標準隨著國民經濟的發展而不斷提高:設計 荷載由汽- 6 、汽- 8 、汽- 10、汽- 13 發展到汽- 15、汽- 20 及汽- 超20 級;驗算荷載也由拖- 30、拖- 60 、拖- 80 發展到掛- 100 和掛- 120。據調查,全國在20 世紀80 年代前建成的國道、省道和縣級公路中永久性大、中型橋梁的設計荷載達到汽- 20 級、掛- 100 標準的僅占6. 53 % ,汽- l0 、履- 50 及以下荷載標準的橋梁占9. 17 % ,其余84. 3 %的橋梁基本上是汽- 13 級和汽- 15 級標準。由此可見,既有橋梁已不能適應當前的設計標準要求。同時,隨著國民經濟的發展,交通量和車輛載重不斷加大,公路交通的負荷日趨增大,使部分早期設計修建的橋梁的既有損傷不斷加重,加速了橋梁的老化、破損。特別是修建年代早、設計標準低的橋梁,病害嚴重, 已不能維持正常使用,而只能限速限載通行,甚至不得不關閉交通,嚴重影響和制約了交通運輸和地方經濟的發展。 


    受資金和材料資源的限制,上述橋梁不可能全部拆除重建,而期望盡量利用既有橋梁,通過技術手段對舊橋進行技術改造,恢復和提高其承載能力。 
    2 梁式橋上部結構改造技術 
    梁式橋上部結構加固改造技術主要有以下幾種: ①擴大和增加原結構構件截面,以提高原結構的強度和剛度; ②以新的結構代替原抗力不足的結構; ③改變原結構的受力體系,使原結構受力減少; ④對原結構施加預應力,改善原結構的受力性能。 其中,前三項為常規加固技術。
    2. 1 　常規加固技術 
    常規加固技術的具體內容及優缺點見表1。 
技術名稱 技術內容 適用范圍 優缺點 
增大主梁截面法 增加主梁法 鑿開梁肋下緣砼保護層,露出原底層主筋,將原箍筋切斷拉直后在主筋下緣增焊受力主筋,再重新澆筑保護層砼,以增大受力鋼筋的截面 適用于受力主筋截面不足且橋下凈空受限,不允許增加梁高的情況 不減小橋下凈空,但需截斷并接長箍筋,對結構的損傷較大,導致施工中的不安全因素增多,且施工工藝較復雜 
加厚橋面板法 鑿除原橋面鋪裝層,橋面板經鑿毛洗凈并每隔一定間距設置剪力槽或剪力鍵,再現澆一層新的鋼筋砼鋪裝層 適用于允許中斷交通的小跨徑T 梁或板梁橋 施工時橋上交通受阻,不允許中斷交通的橋梁不宜采用;將增加結構自重產生的彎矩,結構的承載力提高不顯著 
增大梁肋混凝土截面法 將結合部位的砼鑿毛洗凈后,每隔一定間距露出原主筋,增設箍筋將新、舊主筋牢固連接,再掛模澆筑新增梁肋馬蹄形砼 適用于橋下凈空較高,允許增加主梁高度的情況 將減小橋下凈空,對于要求橋下凈空的橋梁無法組織實施且對橋梁的外觀影響較大,不適于城市橋梁外部粘結加固 粘貼鋼板 對粘貼部位砼和粘貼用鋼板進行表面處理后,用環氧樹脂膠漿將鋼板粘貼在砼表面,并加壓成型,使鋼板密貼砼表面,以提高梁的抗彎、抗剪能力   粘貼鋼板加工成型較困難,需要一定的支護設備,而且在長期使用過程中維修保養工作量大,粘結材料的耐久性能也值得重視 


粘貼
玻璃鋼 對粘貼部位砼和粘貼用鋼板進行表面處理后,用環氧樹脂膠漿將多層玻璃纖維布壓鋪成玻璃鋼(其間可放高強鋼絲排柵) ,然后將成型玻璃鋼粘貼在構件下表面 特別適用于重型車輛或大型設備過橋時的臨時加固處理 玻璃鋼的彈性模量較砼低,在荷載作用下產生的變形較大,且玻璃鋼在惡劣環境下的老化問題較突出 
粘貼鋼筋 對粘貼部位砼和粘貼用鋼板進行表面處理后,用環氧樹脂膠漿將點焊成排柵的鋼筋粘貼在砼表面,并對鋼筋作防護處理,以提高梁的抗彎能力     
增加輔助構件法 增加主梁 在新增主梁位置將原橋面鑿開,切斷原橫隔梁,利用原結構掛設模板,現澆鋼筋砼主梁,并連通原橫隔梁,保證新舊結構成為整體,共同受力 適用于主體結構基本完好、而承載力不能滿足要求的情況 必須中斷交通,且工藝復雜,工程量大,對原結構的損傷較大 
增加
橫隔梁 在新增橫隔梁部位的主梁上鉆孔,設置貫通全橋寬的鋼筋,并設法固定鋼筋,待將與主梁結合處的砼鑿毛、清洗后掛模澆筑 適用于因橫向聯系較差而降低承載力的橋梁上部結構   
改變結構體系法 八字撐
架加固 在簡支橋孔設置鋼制或鋼筋砼制八字撐架,為原橋上部結構增設兩個支承,使原一跨簡支梁變為三跨連續梁 適用于建在不通航河道上的橋梁上部結構 對橋下凈空影響非常大,極不適于城市橋梁的加固,當建筑高度較大時,其工程量較大 
連續體
系加固 將原多跨簡支梁的梁端翼緣連接起來,使受力體系由原來的簡支轉變為連續,從而改善結構的受力性能 適用于原簡支梁跨中截面抗彎能力明顯不足的情況 雖不受凈空限制,但對交通有影響 
增設大邊梁法 在原橋主梁的兩側增設抗彎、抗扭剛度相對較大的梁,并設置橫隔梁使新舊結構成為整體,共同受力,使新增邊梁能分擔較多的荷載內力,從而減少原有結構承擔的內力 適用于主體結構基本完好,具有一定承載潛力,同時需要加寬的橋梁 新建部分與原有結構相對獨立,對交通的影響較小,也不受橋下凈空的限制,但新建部分與原有結構之間必須采取可靠的聯結措施,才能使其共同
工作 


截面轉換法 將多梁式鋼筋砼T 型梁橋的下翼緣封閉,使橋梁由開口的П型轉換為閉合的箱型結構,提高截面的抗彎、抗扭剛度 適用于T 型梁或П型梁橋 加固效果較好, 但施工時在橋下工作,操作空間受到限制,特別是箱型梁底板砼的澆注較困難 
    2. 2 　預應力技術 
    隨著荷載等級的不斷提高,橋梁工程逐漸向輕型、大跨度方向發展,預應力砼結構的應用越來越廣泛,在今后的橋梁加固中,現有加固技術可能在很大程度上受到限制,因此,有必要開發和研究預應力技術在舊橋改造中的應用。 
    用預應力技術對結構進行加固主要是通過后張法中的體外預應力來實現的,其施工工藝:體外預應力的預應力鋼束設于砼構件的外側,鋼束穿過設在構件端部的擋塊和中部適當位置的轉向塊進行張拉,從而使砼構件獲得預壓應力。此法的主要目的是簡化預應力工藝,但結構的受力|考試-大|特性比常規的粘結預應力砼差,鋼材用量也較大,目前主要用于較大跨度的橋梁工程或維修加固工程中。 
    2. 2. 1 　下撐式預應力拉桿法 
    當橋下凈空能夠滿足通車、通航要求時,可采用在梁下設置預應力拉桿的方法進行加固。設計時一般采用粗鋼筋作為拉桿,兩端錨固在梁端,中間采用單柱或多柱支撐,使梁受到預應力的作用。施加預應力的主要方法: ①橫向收緊法。將拉桿分兩層布置于梁底兩側,在靠近梁的支座附近向上彎起,與固定在梁端的錨固板焊接。在拉桿的彎起處用短柱支撐,在縱向每隔一定距離設置一道撐棍和緊鎖螺栓, 再通過收緊器將拉桿橫向收攏而產生預應力。② 縱向張拉法。將預應力拉桿沿梁底布置,兩端向上彎起,錨固于梁端,然后直接張拉梁底的水平拉桿, 使拉桿產生預拉力,梁體因此受到預應力的作用。

 
    以上加固方法在福建省南平電機廠專用橋、廣東省肇慶大沙橋、吉林省青山橋等7 座橋梁中得以成功應用。實踐表明,其加固效果很理想。但都需要在舊梁上設置可靠的錨固板,張拉的工藝比較復雜,其耐久性和抗疲勞性還有待進一步研究。 
    2. 2. 2 　預應力鋼絲束法 
    沿梁腹側面按拋物線形敷設預應力鋼絲束,在梁底每隔一定距離(50～100 cm) 設置一根定位箍, 用以固定鋼絲束的形狀,鋼絲束的兩端穿過梁端翼緣板伸至梁頂錨固。張拉預應力鋼絲束,通過定位箍使梁獲得預應力;再通過噴射砼使預應力鋼絲束及定位箍與梁體形成整體。這種加固方法的受力明確,效果明顯,但箍圈的構造較復雜。 
    3 橋梁加固技術的發展方向 
    總的來說,預應力加固法的加固效果很明顯,并由于其用料的經濟性和良好的使用性而倍受青睞, 但其施工工藝比較復雜,附屬的構造措施很多,且基本上只局限于體外預應力,從而使結構的耐久性成為新的問題。欲求全面兼顧良好的使用性能、用料的經濟性和施工簡易性的橋梁加固措施尚需人們作出不懈的努力,進一步探索將預應力砼技術的優勢與常規加固方法的長處相結合的新型加固方法。