在對橋梁結(jié)構(gòu)病害檢測分析和鑒定評估的基礎(chǔ)上，根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件和使用要求，有針對性地制定方案，是橋梁改造加固方案設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容。

 橋梁改造加固方案設(shè)計(jì)的原則

　　 1．分清加固的性質(zhì)

　　 根據(jù)橋梁病害檢測分析和鑒定評估結(jié)果，橋梁結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)應(yīng)分為：承載力加固(強(qiáng)度加固)、使用功能加固(剛度加固)、耐久性加固和抗震加固等四種情況。

　　 ①承載力加固是確保結(jié)構(gòu)安全工作的基礎(chǔ)，是橋梁改造加固設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容，其內(nèi)容包括正截面抗彎承載力加固和斜截面抗剪承載力加固兩部分。承載力加固一般是采用加大截面尺寸和配筋的方法補(bǔ)充承載力的不足，設(shè)計(jì)時應(yīng)考慮橋梁帶載加固分階段受力的特點(diǎn)，注意新加補(bǔ)強(qiáng)材料與原結(jié)構(gòu)的整體工作。

　　 ②使用功能加固是確保橋梁正常工作的需要，主要是對活載變形或振動過大的構(gòu)件，加大截面尺寸，增加截面剛度，以滿足結(jié)構(gòu)使用功能要求。

　　 ③耐久性加固是指對結(jié)構(gòu)損傷部位進(jìn)行修復(fù)和補(bǔ)強(qiáng)，以阻止結(jié)構(gòu)損傷部分的性能繼續(xù)惡化，消除損傷隱患，提高結(jié)構(gòu)的可靠性，提高結(jié)構(gòu)的使用功能，延長結(jié)構(gòu)使用壽命。

　　 ④抗震加固是對遭受地震破壞的結(jié)構(gòu)進(jìn)行修復(fù)、增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的延性和整體工作性能、提高結(jié)構(gòu)的抗震能力。

　　 2．橋梁加固與加寬設(shè)計(jì)相結(jié)合

　　 在公路改造設(shè)計(jì)中，很多情況下橋梁加固和加寬是同時進(jìn)行的。在加寬寬度不大的情況下，盡量將加寬部分與原橋連為一體，使新舊橋共同工作，利用新加寬部分，調(diào)整原橋內(nèi)力，減輕原梁負(fù)擔(dān)，間接達(dá)到加固補(bǔ)強(qiáng)的目的。

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　　 3．注意各種加固補(bǔ)強(qiáng)方法的綜合應(yīng)用

　　 橋梁加固補(bǔ)強(qiáng)的方法很多，基本上可以劃分為兩大類：

　　 第一類為改變結(jié)構(gòu)體系，調(diào)整結(jié)構(gòu)內(nèi)力、減輕原梁負(fù)擔(dān)。例如：加斜撐減少梁的跨度、簡支梁改為連續(xù)結(jié)構(gòu)、增加縱梁數(shù)目、調(diào)換梁位、加大新建邊梁截面尺寸調(diào)整橫向分布系數(shù)，減輕原梁負(fù)擔(dān)等。

　　 第二類為加大截面尺寸和配筋，加固薄弱構(gòu)件。

　　 對薄弱構(gòu)件進(jìn)行加固補(bǔ)強(qiáng)的方法很多，從作用原理可分為兩大類：

　　 ①在受拉區(qū)直接增設(shè)抗拉補(bǔ)強(qiáng)材料，例如：補(bǔ)焊鋼筋，粘貼鋼板，粘貼高強(qiáng)復(fù)合纖維(碳纖維、芳綸纖維)等。這種加固方法從作用原理上屬被動加固的范疇，設(shè)計(jì)時必須考慮橋梁帶載加固，分階段受力特點(diǎn)。一期荷載(構(gòu)件自重與恒載)由原梁承擔(dān)，二期荷載(活載)由加固后的組合截面承擔(dān)，后加補(bǔ)強(qiáng)材料的強(qiáng)度發(fā)揮程度受原梁變形的限制。一般情況下在極限狀態(tài)時其應(yīng)力是達(dá)不到其抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的，特別是采用直接粘貼高強(qiáng)復(fù)合纖維加固時受原梁變形的限制，在極限狀態(tài)下復(fù)合纖維的高強(qiáng)抗拉性能根本無法充分發(fā)揮作用；“大馬拉小車”是一種極大的浪費(fèi)。若不考慮分階段受力特點(diǎn)，過高的估計(jì)了后加補(bǔ)強(qiáng)材料的作用，設(shè)計(jì)是不安全的。

　　 ②采用預(yù)加力原理進(jìn)行加固補(bǔ)強(qiáng)，例如：體外預(yù)應(yīng)力加固，韓國M&S公司的SRAP工藝有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力加固等。從作用原理上講，預(yù)應(yīng)力加固屬于主動加固的范疇。由于預(yù)加力的作用，改善了原梁的應(yīng)力狀態(tài)，提高了原梁的承載能力和抗裂性能。采用預(yù)加力加固從根本上解決了后加補(bǔ)強(qiáng)材料的應(yīng)力滯后問題，可以允分發(fā)揮加固補(bǔ)強(qiáng)材料的力學(xué)性能，提高了材料的利用效率。

　　 應(yīng)該指出，在進(jìn)行橋梁加固方案設(shè)計(jì)時，應(yīng)特別注意的是：在保持原梁截面尺寸不變的前提下，采用上述對受拉區(qū)進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)的方法，加固后截面所能承擔(dān)的最大承載力足有限的，承載力提高的幅度取決于原梁的配筋率，與所采用的加固方法無關(guān)。在某些情況下，由于原梁的高度較小，相對配筋率較大，單純采用受拉區(qū)加固補(bǔ)強(qiáng)，仍不能滿足設(shè)計(jì)荷載要求時(例如：設(shè)計(jì)荷載由汽—15，提高到公路1級)，同時采用加厚橋面的方法對梁受壓區(qū)加固，增加梁的有效高度，亦可達(dá)到提高原梁承載力的目的。通常的作法是結(jié)合橋面鋪裝層維修，采取有效的構(gòu)造措施，加強(qiáng)橋面鋪裝層與原梁翼板的整體連接，設(shè)計(jì)中可考慮部分橋面鋪裝層混凝土參與主梁共同工作。

　　 橋梁加固設(shè)計(jì)應(yīng)注意各種加固方法的綜合利用，通過調(diào)整結(jié)構(gòu)內(nèi)力。