孙绪法1
1.山东建筑大学 交通工程学院 ，山东 济南 250101
摘要：钢筋混凝土桥梁结构随着时间发展会出现老化和损伤，而且加之桥梁结构的使用频率、承受荷载都随着经济和社会的发展而增加，从而引起桥梁的耐久性降低和承载力不足，这些原因使得我国已经出现了大量的旧桥或危桥。于是,危桥、旧桥加固越来越成为工程技术人员重视的课题。本文比较系统、全面地阐述了改变结构体系加固法的基本概念、原理及其具有与其它加固法不同的特点和适用条件，特别是在设计和施工中注意该法所固有的构造要求，通过体系加固以达到加固桥梁的目的，提高桥梁的承载能力。
关键词:体系加固法；旧桥加固；承载能力
Summary of reinforcement methods for modified structural systems
Sun Xufa1
(1. School of Traffic Engineering, Shandong Jianzhu University, Jinan 250101,China)
With the development of time, the reinforced concrete bridge structure will appear aging and damage, and the use frequency and load of the bridge structure increase with the development of economy and society, which leads to the decline of the durability of the bridge and the lack of bearing capacity, these reasons have led to the emergence of a large number of old Bridges or dangerous Bridges in China. Therefore, the reinforcement of the old bridge has become more and more important to engineers and technicians. Change of structure are expounded in this paper, a comprehensive system, reinforcing the basic concept, principle and has the characteristics of different from other reinforcement method and applicable conditions, especially pay attention to the law in the design and construction of the structure of the inherent requirements, through the system to achieve the purpose of bridge reinforcement, improve the bearing capacity of the bridge.
Keywords: System reinforcement method; Reinforcement of the old bridge; The bearing capacity
0引言
在道路桥梁工程建设中，近几年我国公路桥梁飞速发展，被戏称为“基建狂魔”。体系转换加固法是钢筋混凝土梁桥常用的加固方法之一,即通过改变结构体系，改变受力情况，进而提高结构的总体可靠度[1]。国内外学者对此进行了一系列的研究这些研究包括钢筋混凝土受弯构件[2]、钢筋混凝土受压构件[3]、桥梁加固策略[4]、结构可靠度[5]等。由于时间的推移，新建的桥梁终究会变为旧桥。
1桥梁简支转连续体系加固的发展与研究
1.1国内现状
由于我国早期设计的桥梁，设计标准普遍偏低，伴随着国家交通的高速发展以及荷载等级的提高，部分旧桥已经出现了不同程度的病害，对于旧桥加固的研究势在必行。进入21世纪，我国桥梁建设虽然已经取得了迅猛发展，“港珠澳大桥”等一些超级工程的建设，标志着我国的桥梁建设到达了一个更为先进的水平。
1.2国外现状
近些年来，美国、英国、日本、德国等交通发达国家以前修建的桥梁都出现了不同程度的损坏，桥梁加固改造的数量之多和费用之大令人震惊。
根据2014年5月在《中国公路学报》发表的《中国桥梁工程学术研究综述.2014》的统计，至2012年底，中国的公路桥梁和城市桥梁已分别建成71.3万座和5.8万座[6]。
随着世界上许多发达国家公路网络的日趋完善，新建公路、桥梁逐渐减少，已建公路、桥梁的维修、养护、加固、改造己成为整个世界公路交通运输部门的工作核心。
2桥梁加固的目的和意义
2.1桥梁加固发展概况
桥梁是确保交通畅通的重要环节，控制全线的两个关键因素是承载能力和通行能力。
现由中交一公院主编的《公路桥梁加固设计规范》(JTG/T J22-2008)[7]和《公路桥梁加固施工技术规范》(JTG/T J23-2008)[8]，已经由交通运输部发布，作为公路工程行业推荐性标准，于2008年10月1日起正式实施。在我国的公路桥梁加固领域中首次以规范的形式对其加固的设计和施工技术进行了规定。
2.2桥梁加固的目的与意义
随着我国经济的迅猛发展，由于车流量的增加，车辆轴重和载重的增大，所以社会对其提出了更高的服务水平要求。然而，对于出现了许多病害的早期建设的桥梁来说，其设计标准和设计承载力与现今的交通不相适应，尤其是在目前交通压力的情况下，严重影响了公路交通的畅通和安全。
2.3桥梁加固的原则
桥梁加固必须高瞻远瞩，量力而行，考虑综合效益。现役桥梁加固设计以现行的桥梁理论为基础，采用《公路桥梁加固设计规范》(JTG/TJ22-2008)为标准进行设计加固方法，包括加固后的等级和考虑综合效益。
3桥梁改变结构体系加固法概述
3.1简支转连续加固受力特点
改变结构体系具有减小桥梁主梁内力的一种有效方法。加固之后可以减轻那部分恒载用于承担活载作用，从而间接恢复或提高活载的承载能力和通行能力。与此同时，该法也存在施工较为复杂、对整个结构的影响较大、对桥上正常交通影响很大等缺点[9]。
采用简支转预应力连续加固后，结构在恒载增加的情况下，各跨中最大正弯矩反而减小，其中跨跨中最大正弯矩减小最为明显，这说明体系转换后结构的内力重新分布效应十分明显，一方面墩顶连续使得结构整体性更强，另一方面墩顶预应力钢束的次内力也对结构的正弯矩带来了有利影响。当体系转换后，恒载也会产生一定的内力重分布[10]。
3.2加固后承载力问题
加固前，原桥已经不能满足现有荷载的问题，即承载能力不够，必须要进行加固，改变原有的受力体系是比较传统的加固方法，它能大幅度地降低计算弯矩，提高结构的承载能力，简支转连续对于跨中具有“卸载作用”[11]。改变结构体系加固能够增设附加构件或能够进行技术改造，达到使桥梁的受力体系和受力状况发生根本性的改变,并能够起到减小其承重构件的应力作用，最终达到提高承载能力的目的效果。
3.3改变结构体系加固法的施工方法
体系转换法在施工中主要有以下几个步骤：凿除原桥面铺装混凝土，凿除设置预应力管道段桥面板顶面混凝土保护层，凿除中间墩原主梁封端混凝土；在桥面板顶面植入锚筋，绑扎桥面铺装钢筋网，搭接焊接中间墩处主梁纵向钢筋；设置预应力管道，预应力管道定位钢筋与桥面铺装钢筋绑扎；中间墩墩顶湿接缝整体化混凝土与桥面板顶面混凝土保护层及桥面铺装混凝土一同浇筑；待混凝土强度达到设计强度后，张拉预应力钢绞线，完成上部结构体系的转换。
3.4其他体系加固法简述
简支转连续并不是适用于所有的结构体系，还有其他的体系转换加固：增加辅助墩法。增加辅助墩法是一般是对边跨增加支点，改变结构体系，减小梁的跨径在荷载作用下跨中的弯矩。
4结语
本文讲述了加固法中的简支体系转连续体系的加固原理与方法，说明了此加固方法与其他方法相比较下的优越性，总结了此加固法在加固过程中遇到的一些问题及一些解决办法。并提出了加固后的受力问题及可能遇到的其他问题。对于简支体系转为连续体系，能够提高结构的承载能力，进而达到加固的目的。
参考文献
[1]张庆芳,张志国.公路桥梁混凝土结构设计原理[M].天津:天津大学出版社,2010
[2]韩菊红,赵国藩,张雷顺新老混凝土粘结面断裂性能试验研究.土木工程报, 2003,36(6):31-35.
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[5] ANDRD ORCESI, DAN M FRANGOPOL.Optimization of bridge maintenance strategies based on structural health monitoring informationJ.Structual Safety, 2011, 31.
[6]《中国公路学报》编辑部.中国桥梁工程学术研究综述·2014[J].中国公路学报,2014,27(5):1-96
[7]中华人民共和国行业推荐性标准.JTG/T J22-2008 公路桥梁加固设计规范[S]. 北京人民交通出版社,2008.
[8]中华人民共和国行业推荐性标准.JTG/T J23-2008 公路桥梁加固施工技术规范[S]. 北京人民交通出版社,2008.
[9]杨建.简支变结构连续梁桥体系转换受力研究[D]，长沙理工大学硕士学位论文，2016，4-6
[10]李猛.简支体系转预应力连续体系加固旧桥研究[D],大连理工大学硕士学位论文,2015,1-15
[11]姚玲森.桥梁工程[M].2版.北京:人民交通出版社,2008