桥梁改造加固方案设计的原则

桥梁改造加固方案设计的原则在对桥梁结构病害检测分析和鉴定评估的基础上，根据技术经济条件和使用要求，有针对性地制定方案,是桥梁改造加固，加固方案设计的重要内容。1.分清加固的性质根据桥梁病害检测分析和鉴定评估结果，桥梁结构加固设计应分为：承载力加固（强度加固）、使用功能加固（刚度加固）、耐久性加固和抗震加固等四种情况。①承载力加固是确保结构安全工作的基础，是桥梁改造加固设计的核心内容，其内容包括正截面抗弯承载力加固和斜截面抗剪承载力加固两部分。承载力加固一般是采用加大截面尺寸和配筋的方法补充承载大的不足，设计时应考虑桥梁带载加固分阶段受力的特点，注意新加补强材料与原结构的整体工作。②使用功能加固是确保桥梁正常工作的需要，主要是对活载变形或振动过大的构件，加大截面尺寸，增加截面刚度，以满足结构使用功能要求。③耐久性加固是指对结构损伤部位进行修复和补强，以阻止结构损伤部分的性能继续恶化，消除损伤隐患，提髙结构的可靠性，提高结构的使用功能，延长结构使用寿命。④抗震加固是对遭受地震破坏的结构进行修复、增强结构的延性和整体工作性能、提高结构的抗震能力。2.广东桥梁加固与加宽设计相结合在公路改造设计中，很多情况下东莞桥梁加固和加宽是同时进行的。在加宽宽度不大的情况下，尽量将加宽部分与原桥连为一体，使新旧桥共同工作，利用新加宽部分，调整原桥内力，减轻原梁负担，间接达到加固补强的目的。3．注意各种加固补强方法的综合应用桥梁加固补强的方法很多，基本上可以划分为两大类：第一类为改变结构体系，调整结构内力、减轻原梁负担。例如：加斜撑减少梁的跨度、简支梁改为连续结构、增加纵梁数目、调换梁位、加大新建边梁截面尺寸调整横向分布系数，减轻原梁负担等。第二类为加大截面尺寸和配筋，加固薄弱构件。对薄弱构件进行加固补强的方法很多，从作用原理可分为两大类：①在受拉区直接增设抗拉补强材料，例如：补焊钢筋，粘贴钢板，粘贴高强复合纤维（碳纤维、芳纶纤维）等。这种加固方法从作用原理上属被动加固的范畴，设计时必须考虑桥梁带载加固，分阶段受力特点。一期荷载（构件自重与恒载）由原梁承担，二期荷载（活载）由加固后的组合截面承担，后加补强材料的强度发挥程度受原梁变形的限制。一般情况下在极限状态时其应力是达不到其抗拉强度设计值的，特别是采用直接粘贴高强复合纤维加固时受原梁变形的限制，在极限状态下复合纤维的高强抗拉性能根本无法充分发挥作用，“大马拉小车”是一种极大的浪费。若不考虑分阶段受力特点，过髙的估计了后加补强材料的作用，设计是不安全的。②采用预加力原理进行加固补强，例如：体外预应力加固，韩国M&S公司的SRAP工艺有粘结预应力加固等。从作用原理上讲，预应力加固属于主动加间的范畴。由于预加力的作用，改善了原梁的应力状态，提高了原梁的承载能力和抗裂性能。采用预加力加固从根本上解决了后加补强材料的应力滞后问题，可以充分发挥加固补强材料的力学性能，提高了材料的利用效率。应该指出，在进行桥梁加固方案设计时，应特别注意的是：在保持原梁截面尺寸不变的前提下，采用上述对受拉区进行补强的方法，加固后截面所能承担的最大承载力是有限的，承载力提高的幅度取决于原梁的配筋率，与所采用的加固方法无关。在某些情况下，由于原梁的高度较小，相对配筋率较大，单纯采用受拉区加固补强，仍不能满足设计荷载要求时（例如：设计荷载由汽一15，提高到公路Ⅰ级、同时采用加厚桥面的方法对梁受压区加固，增加梁的有效高度，亦可达到提高原梁承载力的目的。通常的作法是结合桥面铺装层维修，采取有效的构造措施，加强桥面铺装层与原梁翼板的整体连接，设计中可考虑部分桥面铺装层混凝土参与主梁共二固设计应注意各种细方法的综合利用，通过调整结构内力，尽量地减轻原梁的负担，将加固补强工作量压缩到最少。