1.体外预应力加固法

概述

钢筋混凝土梁桥，当其存在结构缺陷，尤其是承载能力不足或需要提高荷载等级，即需要对桥梁主要受力结构进行加固改造时，可在梁体外部(梁底和梁两侧)设置预应力加劲钢丝索或预应力粗钢筋补强，并分别锚固在梁的两端，通过设置一定的联结构件使预应力拉杆(钢丝索或预应力粗钢筋)与梁体构成一个桁架体系，成为一次超静定结构，从而抵消部分恒载应力，起到卸载作用，从而较大幅度地提高桥梁的承载能力。体外预应力加固法比梁底增焊(或粘贴)钢筋(或钢板)的加固方法相比，不需清凿混凝土保护层，且损伤梁体程度小，加固时不影响或少影响交通，能恢复或提高桥梁的荷载等级，经济效果较明显。但对于梁体外的预应力筋和有关构件应采取切实有效的防护措施，否则在温度、腐蚀等外界条件作用下，容易造成预应力筋断裂而使加固工作失败。

通过在梁体外布设钢材的拉杆或撑杆并与被加固的梁体锚固连接，然后施加预应力，强迫后加的拉杆或撑杆受力，从而改变原结构的内力分布，并降低原结构应力水平，使结构总承载力显著提高，且可减少结构的变形、裂缝宽度缩小甚至完全闭合。这就是体外预应力加固梁桥，并能提高其承载能力的机理。

2.粘钢加固

粘钢加固桥梁一般采用环氧树脂或建筑结构胶将钢板、钢筋或玻璃钢等抗拉强度高的材料粘贴在钢筋混凝土结构物的受拉缘或薄弱部位，使之与原结构物形成整体共同受力，以提高其刚度，改善原结构的钢筋及混凝土的应力状态，限制裂缝的进一步发展，从而达到加固补强、提高桥梁承载能力的目的。一般将钢板粘贴在被加固桥梁结构受力部位的外边缘，以便充分发挥粘贴的钢板强度与作用，同时封闭粘贴部位的裂缝和缺陷，约束混凝土变形，从而有效地提高被加固构件的刚度和抗裂性。

(1)为了提高桥梁结构的抗弯能力，一般在构件的受拉缘表面粘贴钢板，使钢板与原结构形成整体来受力，此时以钢板与混凝土粘结处的混凝土局部抗剪切强度控制设计。合理与安全的设计应控制在钢板发生屈服变形前，粘结处混凝土不出现剪切破坏。

(2)当桥梁结构的主拉应力区斜筋不足，为了加固和增加结构的抗剪切强度时，可将钢板粘贴在结构的侧面，并垂直于剪切裂缝的方向斜向粘贴(斜度一般为45?-60?)，以承受主拉应力。

(3)补强设计时，钢板可作为钢筋的断面来考虑，将钢板换算成钢筋，原有构件承受恒载与活载，增加的钢板承受原有构件承受不了的那部分活载。

(4)在构造设计时，加固用的钢板可按实际需要采用不同的形状，但钢板的厚度必须比计算出的厚度大些。用于抗弯能力补强的钢板尺寸尽可能薄而宽，厚度一般为4mm-6mm，较薄的钢板可有足够的弹性来适应构件表面形状。用于抗剪能力提高的钢板厚度宜厚些，依设计而定。

(5)设计钢板长度时，应将钢板的两端延伸到低压力区，以减少钢板锚固段的粘结应力集中，防止粘结部位构件出现裂缝或粘贴钢板被拉脱现象的发生。

(6)粘贴法加固桥梁，如何确保钢板和被加固构件形成整体受力是加固成功与否的关键，所以，在补强设计时，除应考虑钢板具有足够的锚固长度、粘结剂具有足够的粘结强度和耐久性外，为避免钢板在自由端脱胶拉开，端部可用夹紧螺栓固定，或设置U型箍板、水平锚固板等，并在钢板上按一定的距离用螺栓固定，确保钢板与混凝土之间的粘结力满足抗拉或抗剪强度的需要。

3.外包混凝土法加固

外包混凝土加固法又称加大截面加固法，它是增大构件的截面和配筋，用以提高构件的强度、刚度、稳定性和抗裂性，也可用来修补裂缝等，适用于梁式桥和拱式桥。

根据不同的加固目的和要求，可分为加大截面为主加固和加配筋为主的加固，或两者同时采用的加固。加固中应将新旧钢筋以焊接，或用锚杆联结补强钢筋和原构件，同时将旧混凝土表面凿毛清洗干净，确保新旧混凝土良好结合。外包混凝土加固法使用普通混凝土，强度等级不低于C20，当加固层较薄，钢筋较密时，可用细石子混凝土，在条件许可的情况下亦可采用钢纤维混凝土加固，配置的钢材除普通钢筋外还可采用型钢和钢板。外包混凝土加固法缺点是现场湿作业工作量大，养护期较长，并对结构外观和净空有一定影响。

外包混凝土加固法的构造要求：1)新浇混凝土的最小厚度不应小于40mm，用喷射混凝土施工时不应小于50mm。2)配制混凝土用的石子宜用坚硬耐久的卵石或碎石，其最大粒径不宜大于20mm。3)当采用钢筋补强时，纵向受力钢筋的直径不宜小于12mm；封闭式箍筋直径不宜小于8mm，U型箍筋直径宜与箍筋直径相同。4)当采用型钢和钢板补强时，应将其和原结构的钢筋进行联结，或采用锚栓与原结构联系，切实保证力的有效传递和能够参与原结构共同受力。5)加固的受力钢筋与原构件的受力钢筋间的净距不应大于20mm，并应采用短筋焊接连接；箍筋应采用封闭的或U型箍筋。