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【摘要】随着公路事业的蓬勃发展，公路的通行能力和服务水平进一步提高和改善。作为交通行业，不仅要积极建设新路、新桥，还要对旧路线进行改造。在旧路改造中，突出的问题是建国以来特别是60～80年代，修建的许多低标准桥梁能否利用，这些旧桥若都要拆除重建，国家不仅要花费大量的投资，而且对环境也会造成污染。这就使得旧桥加固、维修更加重要。旧桥加固、维修既能节约大量投资，又能收到良好的社会经济效益，消除交通安全隐患，提高公路等级及通行能力和服务水平，但对旧桥加固的研究与实践是一项非常庞大与复杂的工作。由于历史和资金的限制本地区，大部分二十世纪六、七十年代甚至五十年代修建的桥梁仍在运行之中，因其设计荷载标准偏低，再加上当时技术水平限制，这些桥梁已成为交通运输中的潜在隐患。对于这些旧桥若全部推倒重建，既不科学、更不现实。当前，许多旧桥加固过程中，还存在着原始资料、施工、竣工图纸不全。各种情况因桥、因地不同而异，又无现成可遵循的旧桥加固技术规范，这就使得旧桥加固技术的探索与应用更加艰巨。本文根据近年来所进行的旧桥加固实际情况，介绍了几种旧桥加固维修方法。
【关键词】公路桥梁；旧桥；加固维修方法
近年来，我国公路建设事业蓬勃发展，公路的通行能力和服务水平进一步得到改善和提高，尤其是“十五”期间，国家进一步加大了基础设施建设投资，但公路交通基础设施建设的“瓶颈”仍然制约着国民经济的发展。特别是在现有的公路上，许多旧桥，因使用年代较长，特别是在上个世纪60－80年代中期修建的桥梁，当时设计标准低，正在逐步成为危桥，并已成为制约公路提升技术等级的因素，已不适应交通量日益增长和大吨位运输车辆的要求。而许多旧桥，由于资金等因素的影响，不能及时与道路的拓宽改造同期进行，这就使得旧桥加固、维修更加重要，特别是对贫困地区，既能节约大量投资，又能收到良好的社会经济效益，消除交通安全隐患，提高公路通行能力和服务水平。
1.旧桥加固维修，其目的有以下几种
（1）增加桥面宽度，提高交通运行能力。
（2）提高技术等级，增加桥梁的承载能力，满足现代化运输的要求，特别是大型重型车的与日俱增，对于提高技术标准和承载力，在旧桥加固与维修中、成为首位考虑的因素。
2. 旧桥加固
首先要做的工作是进行公路桥梁检测，其检测内容不外乎对桥梁的检查和荷载试验评定，分析、评价桥梁缺陷、损伤等产生的原因，所在部位，严重程度以及发展趋势，为桥梁加固和改造提供技术参数，其最有效的方法是采用实桥荷载试验来取得有关数据，其过程在这里不再赘述。
3. 在旧桥加固改造过程中
尽管每座桥梁的情况各不相同，具有各自不同的特点，但也存在一定的共性，其加固方法和改造技术有：减轻恒载、加固临界杆件、提供新补充杆件、改善原结构受力体系等增大桥梁承受活载的能力，此外，对下部结构稳定、支座和行车道伸缩缝适当清洁，改善几何形状、加强安全性设施（如改善人行道、柱手及扶手），这对改善服务性能和延长现有结构使用寿命也都起着重要作用、下面分别就桥梁上、下部结构加固的基本要求和加固改造技术方法分别论述：
3.1 加固的基本要求。
（1）经济费用。一般地说，加固费用比新建费用节省一半时，即应优先考虑加固。
（2）不中断交通或尽量少中断交通。在加固与加宽同时进行的桥梁，可把加宽集中在一侧，往往可以将加宽与加固错开，不搭便桥。
（3）对已发现的缺陷，要一次加固好，不留后患。加固设计宜按规范进行。
（4）对原有结构的损伤尽可能减至最低。
（5）技术可靠，耐久使用，养护方便。
3.2 旧桥上部结构加固、改造技术和方法。
3.2.1 桥面补强层加固法。即在梁顶上加铺一层钢筋混凝土层，一般先凿除旧桥面，使其与原有主梁体形成整体，达到增大主梁有效高度和抗压截面强度，改善桥梁荷载横向分布能力，从而达到提高桥梁的承载能力的目的。
3.2.2 增大截面和配筋补强加固法。
（1）当梁的强度、刚度、稳定性和抗裂性能不足时，通常利用增大构件截面、增加配筋、提高配筋率等方法来进行加固。这种方法是在梁底面或侧面加大尺寸，增加主筋，提高梁的有效高度和抗弯强度从而提高梁的承载能力。该方法被广泛用于梁桥及拱桥拱肋的加固。
（2）增大截面和配筋加固法又称外包混凝土加固法，它是增大构件的截面和配筋，用以提高构件的强度、刚度、稳定性和抗裂缝，梁式桥和拱式桥等旧桥均可采用该方法加固。
（3）采用增大截面和配筋夹固旧桥、其承载力计算受到原配件应力应变的影响，不能简单的作为整体截面有关公式计算，在加固计算中，首先应确定加固前构件的实际应力应变水平，并考虑新混凝土与原结构共同工作的程度，然后，进行合理计算。
3.2.3 锚喷混凝土加固法。 借助高速喷射机械，将新混凝土混合料连续地喷射到以锚固好钢筋网的受喷面上，凝结硬化而成钢筋混凝土，从而增大桥梁的受力断面和补强钢筋，加强结构的整体性，使其能承受更大的外部荷载作用，提高桥梁承载能力。
3.2.4 粘贴钢板夹固法。 当交通量增加，主梁出现承载力不足，或纵向主筋出现严重腐蚀的情况下，梁板桥的主梁会出现严重的横向裂缝。采用粘接及几锚栓，将钢板粘贴锚固在混凝土结构的受拉或薄弱部位，使其与结构形成整体，以钢板代替增设的补强钢筋，以达到提高梁的承载能力的目的，这种加固方法的特点是：
（1）不需要破坏被加固的原结构尺寸。
（2）施工工艺简单，施工质量较易控制。
（3）施工工期短。
3.2.5 拱圈增设套拱加固法。当拱式桥梁的主拱圈为等截面的砖、石或砼等实体半拱时，上下部构造无病害，同时桥下净空与泄水面积容许部分缩小时，可在原拱圈腹面下增设一层新拱圈，即紧贴原拱圈底面上，浇筑或锚喷砼新拱圈，外型上就像是在原拱圈下面套做了一个新拱圈。
3.2.6 碳纤维布加固梁式桥。碳纤维布是一种新型建材，因其质轻、耐腐蚀，片材很薄，抗拉强度高而被广泛应用于土木工程的加固与补强上。碳纤维布加固法亦被视为梁式桥加固补强、提高承载能力，尤其是当桥下净空受限制时首选的加固方法。 碳纤维布加固受力特点： （1）采用碳纤维布对旧桥加固补强，能最小程度的改变原有结构的应力分布，保证在设计荷载范围内与原结构共同受力，对原结构不产生损伤。
（2）碳纤维布能有效地封闭原砼的裂缝，约束砼表面裂缝再扩展，从而达到提高构件抗弯刚度，减少构件挠度，改善梁体受力状态。
（3）碳纤维布能够提高砼抗剪承载力，其作用机理与箍筋相似，同时还能明显改变构件的变形性能，增强构件的变形能力。
（4）碳纤维布加固混凝土构件，在提高其受弯承载能力的同时，还可能影响受弯构件的破坏形态，使用碳纤维加固桥梁后，尤其是碳纤维过量应用后，构件的破坏形态将由碳纤维布被拉断引起的破坏转变为混凝土被压碎而破坏。还由于碳纤维为完全弹性材料，它与钢筋的共同工作会减弱钢筋塑性性能对构件延性的影响，碳纤维布用量过多，构件延性将有所降低。因此，碳纤维布用于钢筋混凝土梁式桥的加固补强时，应根据实际情况合理使用，既不能用量过少，达不到桥梁加固的作用，又不能用量过多，既浪费了材料，又改变了受弯构件的破坏形态。
（5）碳纤维布可适应不同构件形态；成形方便、灵活。斜、弯、坡及异型结构的补强，采用传统的方法，施工难度极大，采用碳纤维布补强法，因碳纤维布的随型性极强的特点，可以随构件外形变化随意施工，从而降低施工难度，减少施工成本，缩短工期，产生可观的社会及经济效益。
3.2.7 体外预应力加固法。对于钢筋混凝土或预应力砼梁或板，采取对受拉区施以体外预应力加固，可能抵消部分自重应力，起到卸载的作用，从而能较大幅度地提高梁的承载能力。体外预应力加固法的优点。
（1）在自重增加很小的情况下，能够大幅度改善和调整原结构的受力情况，提高承重结构的刚度和抗裂性能。
（2）由于承重结构自重增加量小，故对墩台及基础受力状况影响很小，可节省对墩台及基础的加固费用。
（3）预应力加固法既可作为桥梁通过重车的临时加固手段，又可作为永久性提高提高桥梁荷载等级的措施。
3.2.8 双曲拱调整恒载加固法。
（1）有几种情况，一种是推力太大，桥台有位移，就需要减轻拱上建筑重量，如空腹拱改为轻型板，去除填料改成混凝土桥面等等，减小推力。但是要注意，拱桥正是要利用推力。减轻恒载对于主拱圈本身，并不总是有利的，往往轴力减小，引起偏心距的增大。
（2）另一种情况是拱顶下沉，这时往往养护上采用加厚路面找平的办法，这样拱顶区段增加恒载，使拱顶继续下沉，甚至导致主拱圈开裂，这时应该在拱顶区段填轻料，或重新拉纵坡，拱顶段不用填料用混凝土桥面的办法进行调整。
（3）还有一种情况是跨径较大、但压力线与拱轴线偏离较大，可以调整拱土建筑恒载，使压力线与拱轴线接近，以此达到加固的目的。
3.3 旧桥下部结构加固、改造技术方法。
（1）扩大基础加固法。这种方法适用于基础承载力不足或埋深较浅，而墩台又是砖石或混凝土刚性实体或基础的情况，扩大基础底面积应由土基强度验算来确定。
（2）增补桩基加固法。是在原旧桥桩式基础的周围补加钻孔桩，或打入钢筋砼预制桩，扩大原有承台，以此提供基础的承载能力，增强基础的稳定性。
（3）钢筋砼套箍或护套加固法。当桥梁墩台由于基础埋深不够或其他的原因，导致墩台开裂破损，有时会出现贯通裂缝，可采用此种方法加固。
（4）墩台拓宽方法。利用旧桥基础，靠墩台、盖梁来挑出悬臂加宽部分，以此安装加宽的上部结构，采用此种方法，前提是，旧桥墩基础，必须完好、稳定、且需经验算满足承载力要求。
（5）砌筑加固法。本方法适用于水位较浅的河流和季节性河流。当河流冲刷危及基础时采用围绕墩台、修筑围堰、将水抽干，以砌石或混凝土填补冲空部分，防止河水对河床墩台基础的冲刷。
总之，在旧桥加固改造中，应依据所要加固桥梁自身的情况，充分考虑各种因素，因地制宜，因桥而定。无论采用何种方法，加固后均要满足加固的目的和意图，同时应考虑合理的经济造价。总结经验，推广加固技术，使旧桥尽可能发挥作用，让有限的资金发挥到更大的效益，使桥梁建设真正步入“建养并重”的可持续发展道路。
【关键词】公路桥梁；旧桥；加固维修方法
近年来，我国公路建设事业蓬勃发展，公路的通行能力和服务水平进一步得到改善和提高，尤其是“十五”期间，国家进一步加大了基础设施建设投资，但公路交通基础设施建设的“瓶颈”仍然制约着国民经济的发展。特别是在现有的公路上，许多旧桥，因使用年代较长，特别是在上个世纪60－80年代中期修建的桥梁，当时设计标准低，正在逐步成为危桥，并已成为制约公路提升技术等级的因素，已不适应交通量日益增长和大吨位运输车辆的要求。而许多旧桥，由于资金等因素的影响，不能及时与道路的拓宽改造同期进行，这就使得旧桥加固、维修更加重要，特别是对贫困地区，既能节约大量投资，又能收到良好的社会经济效益，消除交通安全隐患，提高公路通行能力和服务水平。
1.旧桥加固维修，其目的有以下几种
（1）增加桥面宽度，提高交通运行能力。
（2）提高技术等级，增加桥梁的承载能力，满足现代化运输的要求，特别是大型重型车的与日俱增，对于提高技术标准和承载力，在旧桥加固与维修中、成为首位考虑的因素。
2. 旧桥加固
首先要做的工作是进行公路桥梁检测，其检测内容不外乎对桥梁的检查和荷载试验评定，分析、评价桥梁缺陷、损伤等产生的原因，所在部位，严重程度以及发展趋势，为桥梁加固和改造提供技术参数，其最有效的方法是采用实桥荷载试验来取得有关数据，其过程在这里不再赘述。
3. 在旧桥加固改造过程中
尽管每座桥梁的情况各不相同，具有各自不同的特点，但也存在一定的共性，其加固方法和改造技术有：减轻恒载、加固临界杆件、提供新补充杆件、改善原结构受力体系等增大桥梁承受活载的能力，此外，对下部结构稳定、支座和行车道伸缩缝适当清洁，改善几何形状、加强安全性设施（如改善人行道、柱手及扶手），这对改善服务性能和延长现有结构使用寿命也都起着重要作用、下面分别就桥梁上、下部结构加固的基本要求和加固改造技术方法分别论述：
3.1 加固的基本要求。
（1）经济费用。一般地说，加固费用比新建费用节省一半时，即应优先考虑加固。
（2）不中断交通或尽量少中断交通。在加固与加宽同时进行的桥梁，可把加宽集中在一侧，往往可以将加宽与加固错开，不搭便桥。
（3）对已发现的缺陷，要一次加固好，不留后患。加固设计宜按规范进行。
（4）对原有结构的损伤尽可能减至最低。
（5）技术可靠，耐久使用，养护方便。
3.2 旧桥上部结构加固、改造技术和方法。
3.2.1 桥面补强层加固法。即在梁顶上加铺一层钢筋混凝土层，一般先凿除旧桥面，使其与原有主梁体形成整体，达到增大主梁有效高度和抗压截面强度，改善桥梁荷载横向分布能力，从而达到提高桥梁的承载能力的目的。
3.2.2 增大截面和配筋补强加固法。
（1）当梁的强度、刚度、稳定性和抗裂性能不足时，通常利用增大构件截面、增加配筋、提高配筋率等方法来进行加固。这种方法是在梁底面或侧面加大尺寸，增加主筋，提高梁的有效高度和抗弯强度从而提高梁的承载能力。该方法被广泛用于梁桥及拱桥拱肋的加固。
（2）增大截面和配筋加固法又称外包混凝土加固法，它是增大构件的截面和配筋，用以提高构件的强度、刚度、稳定性和抗裂缝，梁式桥和拱式桥等旧桥均可采用该方法加固。
（3）采用增大截面和配筋夹固旧桥、其承载力计算受到原配件应力应变的影响，不能简单的作为整体截面有关公式计算，在加固计算中，首先应确定加固前构件的实际应力应变水平，并考虑新混凝土与原结构共同工作的程度，然后，进行合理计算。
3.2.3 锚喷混凝土加固法。 借助高速喷射机械，将新混凝土混合料连续地喷射到以锚固好钢筋网的受喷面上，凝结硬化而成钢筋混凝土，从而增大桥梁的受力断面和补强钢筋，加强结构的整体性，使其能承受更大的外部荷载作用，提高桥梁承载能力。
3.2.4 粘贴钢板夹固法。 当交通量增加，主梁出现承载力不足，或纵向主筋出现严重腐蚀的情况下，梁板桥的主梁会出现严重的横向裂缝。采用粘接及几锚栓，将钢板粘贴锚固在混凝土结构的受拉或薄弱部位，使其与结构形成整体，以钢板代替增设的补强钢筋，以达到提高梁的承载能力的目的，这种加固方法的特点是：
（1）不需要破坏被加固的原结构尺寸。
（2）施工工艺简单，施工质量较易控制。
（3）施工工期短。
3.2.5 拱圈增设套拱加固法。当拱式桥梁的主拱圈为等截面的砖、石或砼等实体半拱时，上下部构造无病害，同时桥下净空与泄水面积容许部分缩小时，可在原拱圈腹面下增设一层新拱圈，即紧贴原拱圈底面上，浇筑或锚喷砼新拱圈，外型上就像是在原拱圈下面套做了一个新拱圈。
3.2.6 碳纤维布加固梁式桥。碳纤维布是一种新型建材，因其质轻、耐腐蚀，片材很薄，抗拉强度高而被广泛应用于土木工程的加固与补强上。碳纤维布加固法亦被视为梁式桥加固补强、提高承载能力，尤其是当桥下净空受限制时首选的加固方法。 碳纤维布加固受力特点： （1）采用碳纤维布对旧桥加固补强，能最小程度的改变原有结构的应力分布，保证在设计荷载范围内与原结构共同受力，对原结构不产生损伤。
（2）碳纤维布能有效地封闭原砼的裂缝，约束砼表面裂缝再扩展，从而达到提高构件抗弯刚度，减少构件挠度，改善梁体受力状态。
（3）碳纤维布能够提高砼抗剪承载力，其作用机理与箍筋相似，同时还能明显改变构件的变形性能，增强构件的变形能力。
（4）碳纤维布加固混凝土构件，在提高其受弯承载能力的同时，还可能影响受弯构件的破坏形态，使用碳纤维加固桥梁后，尤其是碳纤维过量应用后，构件的破坏形态将由碳纤维布被拉断引起的破坏转变为混凝土被压碎而破坏。还由于碳纤维为完全弹性材料，它与钢筋的共同工作会减弱钢筋塑性性能对构件延性的影响，碳纤维布用量过多，构件延性将有所降低。因此，碳纤维布用于钢筋混凝土梁式桥的加固补强时，应根据实际情况合理使用，既不能用量过少，达不到桥梁加固的作用，又不能用量过多，既浪费了材料，又改变了受弯构件的破坏形态。
（5）碳纤维布可适应不同构件形态；成形方便、灵活。斜、弯、坡及异型结构的补强，采用传统的方法，施工难度极大，采用碳纤维布补强法，因碳纤维布的随型性极强的特点，可以随构件外形变化随意施工，从而降低施工难度，减少施工成本，缩短工期，产生可观的社会及经济效益。
3.2.7 体外预应力加固法。对于钢筋混凝土或预应力砼梁或板，采取对受拉区施以体外预应力加固，可能抵消部分自重应力，起到卸载的作用，从而能较大幅度地提高梁的承载能力。体外预应力加固法的优点。
（1）在自重增加很小的情况下，能够大幅度改善和调整原结构的受力情况，提高承重结构的刚度和抗裂性能。
（2）由于承重结构自重增加量小，故对墩台及基础受力状况影响很小，可节省对墩台及基础的加固费用。
（3）预应力加固法既可作为桥梁通过重车的临时加固手段，又可作为永久性提高提高桥梁荷载等级的措施。
3.2.8 双曲拱调整恒载加固法。
（1）有几种情况，一种是推力太大，桥台有位移，就需要减轻拱上建筑重量，如空腹拱改为轻型板，去除填料改成混凝土桥面等等，减小推力。但是要注意，拱桥正是要利用推力。减轻恒载对于主拱圈本身，并不总是有利的，往往轴力减小，引起偏心距的增大。
（2）另一种情况是拱顶下沉，这时往往养护上采用加厚路面找平的办法，这样拱顶区段增加恒载，使拱顶继续下沉，甚至导致主拱圈开裂，这时应该在拱顶区段填轻料，或重新拉纵坡，拱顶段不用填料用混凝土桥面的办法进行调整。
（3）还有一种情况是跨径较大、但压力线与拱轴线偏离较大，可以调整拱土建筑恒载，使压力线与拱轴线接近，以此达到加固的目的。
3.3 旧桥下部结构加固、改造技术方法。
（1）扩大基础加固法。这种方法适用于基础承载力不足或埋深较浅，而墩台又是砖石或混凝土刚性实体或基础的情况，扩大基础底面积应由土基强度验算来确定。
（2）增补桩基加固法。是在原旧桥桩式基础的周围补加钻孔桩，或打入钢筋砼预制桩，扩大原有承台，以此提供基础的承载能力，增强基础的稳定性。
（3）钢筋砼套箍或护套加固法。当桥梁墩台由于基础埋深不够或其他的原因，导致墩台开裂破损，有时会出现贯通裂缝，可采用此种方法加固。
（4）墩台拓宽方法。利用旧桥基础，靠墩台、盖梁来挑出悬臂加宽部分，以此安装加宽的上部结构，采用此种方法，前提是，旧桥墩基础，必须完好、稳定、且需经验算满足承载力要求。
（5）砌筑加固法。本方法适用于水位较浅的河流和季节性河流。当河流冲刷危及基础时采用围绕墩台、修筑围堰、将水抽干，以砌石或混凝土填补冲空部分，防止河水对河床墩台基础的冲刷。
总之，在旧桥加固改造中，应依据所要加固桥梁自身的情况，充分考虑各种因素，因地制宜，因桥而定。无论采用何种方法，加固后均要满足加固的目的和意图，同时应考虑合理的经济造价。总结经验，推广加固技术，使旧桥尽可能发挥作用，让有限的资金发挥到更大的效益，使桥梁建设真正步入“建养并重”的可持续发展道路。