怒江公路局兰坪公路分局云南兰坪671400
摘要：为了研究桥梁加固工程关键技术，本文将某公路桥梁的加固工程为例，其中结合了桥梁的结构受力特点，对桥梁会出现病害（裂缝及下挠）的成因进行比较深入的分析，同时根据具体施工情况，采用改变桥梁结构受力体系的方案（刚想系杆拱）。可以通过计算桥梁所受静力与动力分析，实现了桥梁加固的实验效果，确保了桥梁加固的安全度。结果表明，这种加固方法可以有效的缓解，桥梁现存病害，同时可以提高结构的最大承载能力。对于对结构会产生永久性伤害的非弹性形变我们就不进行模拟，所以应该对施工的过程加强监控，这是为了防止因为“加固”而对现有设备造成新的病害，用以确保结构的安全。
关键词：桥梁加固工程，桥梁病害，加固方案
桥梁都有自己的桥梁结构服役期，在桥梁的结构服役期内，会因为受到各种各样因素的影响，从而引起了桥梁发生开裂的现象，进一步引起了桥梁内部受力重新分布的情况，在正常使用的过程中，桥梁的结构将会逐渐降低安全度和最大承载力。随着应力指标的升高，桥梁结构的耐久性又持续下降，这就导致了桥梁还未达到使用年限就提前退役了。一种新式结构的桥梁就应运而生：连续刚构桥。连续刚构桥因为它整体性比较强，而经济指标又比较合理，受力性能还比较好，结构的刚度大，施工的方法相当便捷等等诸多优势，这就使得连续刚构桥有比较广阔的应用范围，国内国外应用的都很多。美中不足的是存在下脑挠与裂缝的问题，这始终是对连续刚构桥结构体系一大困扰，下文就针对连续刚构桥所产生的下挠和裂缝的问题的加固设计施工方法进行讨论。
1工程概况
某全长1421米的公路特大桥，其主孔桥是八跨一连，跨径为104*8米，边孔桥是为四跨一连，跨径为86*4米，桥面的净宽为13.5米主孔桥上采用的结构为混凝土变截面三相预应力连续箱梁。
2病害的成因
该桥梁形成的病害，主要有以下几种：上部混凝土结构开裂，桥跨永久性结构的变形，量体刚度强度不断的下降，以及桥面铺装产生的严重破损现象等等概括来说的话就是存在下挠和裂缝这两大类问题。
2.1下挠形成的原因
过大的挠度不但影响了桥梁的外观，还影响了桥梁的受力情况，产生跨中下挠有许多复杂的因素，与本桥梁实际情况来结合说的话，其主要原因分为以下四点，一是因为桥梁有比较大的跨度，从而影响了桥梁整体结构的受力情况，二是对混凝土后期徐变影响跨中挠度，考虑的不够充分，应该在初期设计时就考虑进去。三就是施工的时候质量没有严格掌控，四是桥梁使用的，后期并没有进行相对妥善的管理与养护，严重的超载以及较大的车流量情况都会对桥梁造成一定的伤害。
2.2裂缝问题的成因
各跨箱梁结构的开裂，具有一定的规律性，主要类型有顶板纵裂缝，腹板斜裂缝以及底板的横纵向裂缝。大部分跨裂缝，在基本上没有什么特别明显的变化，少数的胯裂缝都是缓慢的发展，所以存在裂缝增长或者变宽的变化，还有一种情况，是跨中腹板产生竖向开裂的情况，或者跨地板地面有存在程度不尽相同的短裂缝。其原因，主要是：一是结构上的问题，结构降低了预应力度，导致了梁体的抗弯能力下降，其裂缝斜面的刚度强度也都降低，增大了下挠度，跨下挠度与横向裂缝之间，互相产生影响，一旦产生了这种问题，他对桥梁的影响就不会止步于此，而是呈现出一定的发展趋势，将来向更大程度发展。二是横向温度的变化，会引起箱梁温度应力，混凝土收缩应力所产生的横向拉应力，纵向预应力，以及荷载作用所引发的横桥下缘的向应力，这就导致了箱梁顶部和底板产生不同程度的纵向裂缝。三是腹板的斜截面达不到相应的强度，抗扭转抗剪切的主拉应力达不到，这就直接地降低了，纵向与竖向的预应力度，这一点是产生斜裂缝的重要原因。
3桥梁的加固
考虑到实际桥梁施工的情况，再结合上述的桥梁病害成因，对比过不同的设计方案之后，我们确定采用钢箱系杆拱方案来加固桥梁。可以通过对结构受力体系改变的方式来让结构的刚度增加，这一点可以通过拱圈来完成，然后结构的最大承载力就有所提高，可以对下挠及连续的钢构开裂问题进行妥善解决。因为主边孔桥与过渡墩位，相连位于河流的主河槽内，没有办法设置桥墩，因此就在过渡墩处箱梁的两侧，建造新的钢箱系杆拱，将箱梁端横梁与拱脚进行固定，这就是构成的刚梁柔拱体系，新增的钢箱拱与桥梁实现统一，而且并不会因为新增的结构产生影响，从而产生不利的情况。通过吊杆链接的新增的量下钢桁架，进而提升箱梁的力度，才能避免梁体再产生下挠。这个方案的外力来源于钢箱拱，工艺便捷，施工时间较短，并具有良好的操作性，而且理论上来说还不会影响现有的交通，同时又可以将全体桥梁严重开裂的状况，进行有效解决，可以将相对预应力钢绞线增设在桥梁箱梁腹板内侧对桥梁结构受力状态进行有效的改善。
3.1静力计算
结合以上讲的对桥梁加固的设计方案，我们可以对其结构采用空间的有限元软件来进行计算，通过加固后的桥梁，能够在荷载作用下使箱梁具有相当好的正应力效果，只有在桥台侧边的跨主梁下产生0.24兆帕的拉应力，产生在中胯下的最大拉应力为14兆帕，最不利何在下框没有产生拉应力，中华地板产生最大0.35兆帕的拉应力，边跨顶板产生17.8兆帕的压应力。
3.2动力计算
因为桥梁正位于第八度震区，地震的动力加速度可以达到0.2g峰值，因此可以采用软件的方法来建立三维有限元模型，通过这个模型来分析结构动力，特性以及地震反应。如果能满足抗震要求可以进行下一步地震反应分析计算校核。因为采用了一种新的抗震设计的方法，所以该桥可能在地震的作用下部分桩基不能够达到抗弯能力，从而在桩基上产生了拔力，在桥墩发生变形之后，部分制作也会变形，这就导致达不到国家要求的标准了，该桥是多年之前修建的，其中，包括上下部结构以及桩基础等等，都无法进行改变，所以我们只能在新增的结构上采取一定的措施，加以考虑，这样做可以确保新增结构具有抗震的安全性。
3.3加固成效
通过以上的计算结果我们容易知道，这个加固方案，能够使主梁体的刚度与结构受力得到有效的改善，主梁的极限承载力得以提高，各项指标都能达到规范，要求的那样。
4讨论
随着我国经济的迅速增长，交通行业越来越发达，同时随之而来的是我国桥梁高峰期的建设之后，桥梁的加固维修与养护护理工作一天比一天严峻，对于桥梁病害的维修资金十分有限，如何采取一个科学合理的方式成为了一个重要问题。在这个研究中，借鉴了他人的几点想法，第一是桥梁的工程加固应当采用的是，加法原则，及不对桥梁的本身结构产生损伤，可以通过下载安装一些，是原结构的受力体系发生改变，这样就能将其极限承载力，显著的提高。这样的方法可以对裂缝的发展，具有抑制的作用，甚至有可能将其闭合，通过这样的方法，可以使桥梁的结构耐久性和安全度都能得到显著的提升，这是对旧桥的加固比较好的一种方法，在方案中对结构合理的分配受力构件之间刚度都加强重视，确保新旧的结构变形，前后受力统一，在加固之后也能够明显的提高结构的抗力，从而实现对旧桥加固的作用。第二就是香体，如果产生了角度的裂缝结构的下挠就比较大，这是属于永久性的非弹性形变，并且难以恢复，基本就是不可能恢复的。所以模型的计算不能对开裂后的结构来进行模拟，结构的计算，采用的是弹性理论，因为元桥内力与刚度所产生的变化比较大，所以难以模拟原来的结构。因此我们无法实现，对于加固设计中的计算，结果全部准确，这就需要在施工过程中加强监测观察，防止由于加固所导致的对原结构产生的新病害，确保了，桥梁结构的安全性。
参考文献：
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