對原有橋梁進行加固補強、改造翻新，最大程度利用現(xiàn)有資源，保證其使用安全，延長其使用壽命是當(dāng)今國際工程界關(guān)注的重大課題之一。目前我國已有一定數(shù)量的橋梁發(fā)生老化，危橋逐年增多，舊橋加固已成為橋梁設(shè)計、研究、管理部門的當(dāng)務(wù)之急。

橋梁加固可以采用的形式是多樣的：如加大截面加固法、體外預(yù)應(yīng)力加固法、外部粘鋼加固法和粘貼碳纖維加固法等都能達到同一目的，只是加固途徑、加固效果不同[17]。如對裂縫的限制，體外預(yù)應(yīng)力法是一種主動受力加固法，能將現(xiàn)有裂縫寬度縮小，并能將在運營狀況下的裂縫寬度控制在規(guī)范以內(nèi)；而外部粘鋼或粘碳纖維加固是一種被動受力法，它能夠約束裂縫擴展。這些方法都能達到加固目的，只是各有優(yōu)缺點，在具體實施中應(yīng)考慮到被加固橋梁的特點。

在舊橋加固改造工程中，盡管每座舊橋梁的情況各不相同，具有各自不同的特點，但也存在一定的共性。我們應(yīng)遵循橋梁加固、改造工作的共性，既要借鑒《混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)規(guī)范》（此規(guī)范為建筑行業(yè)規(guī)范，有的不適用于橋梁工程）18]，又要結(jié)合具體橋梁的特殊性，在實踐中發(fā)揮積極性和作出創(chuàng)造
性，不斷進取和探索，采用最先進技術(shù)和材料，在舊橋利用、加固、改造中，創(chuàng)造和總結(jié)出多種切實可行的方法，使舊橋繼續(xù)發(fā)揮固有的使用功能，以保證公路交通暢通無阻。

橋梁加固常用的方法

橋梁加固常用的方法有以下八種：

 1、橋面補強層加固法

在梁頂上加鋪一層鋼筋混凝土層，一般先鑿除舊橋面，使其與原有主梁形成整體，達到增大主梁有效高度和抗壓截面強度，改善橋梁荷載橫向分布能力，從而達到提高橋梁的承載能力的目的。

2、外包混凝土加固法

外包混凝土加固法又稱增大截面加固法，它是通過增大構(gòu)件的截面和配筋，以提高構(gòu)件的強度、剛度、穩(wěn)定性并減少裂縫寬度。對于梁橋、拱橋、剛架橋、墩臺、基礎(chǔ)等，在條件許可的情況下均可采用該方法加固。

外包混凝土將使原結(jié)構(gòu)增加一部分恒載重量，因而在擬定外包混凝土尺寸時，應(yīng)同時考慮外包構(gòu)件以下的結(jié)構(gòu)承載能力是否足夠，這是外包混凝土方案是否成立的前提。

采用外包混凝土加固橋梁時，應(yīng)滿足以下的規(guī)定：

1）新澆混凝土的厚度不應(yīng)小于 40mm，用噴射混凝土施工時不應(yīng)小于50mm，采用混凝土補強的受壓新澆混凝土的厚度不應(yīng)小于 150mm，且原混凝土表面應(yīng)鑿成凹凸深度不小于 6mm 的粗糙面；
 2）配制混凝土的石子宜用堅硬耐久的卵石或碎石，其最大粒徑不宜大于20mm；
 3）結(jié)合面的連結(jié)鋼筋面積不應(yīng)小于結(jié)合面面積的 0.2%，否則應(yīng)植筋加強；
 4）當(dāng)采用鋼筋補強時，縱向受力鋼筋的直徑不宜小于 16mm，封閉式箍筋直徑不宜小于 10mm，U 形箍筋直徑宜與原有箍筋直徑相同；

5）當(dāng)采用型鋼和鋼板補強時，應(yīng)將其和原結(jié)構(gòu)的鋼筋進行連結(jié)，或采用錨栓與原結(jié)構(gòu)聯(lián)系，切實保證力的有效傳遞和能夠參與原結(jié)構(gòu)共同受力；
 6）加固的受力鋼筋與原構(gòu)件的受力鋼筋間的凈距不應(yīng)大于 20mm，并應(yīng)采用短筋焊接連接，箍筋應(yīng)采用封閉的或 U 形的箍筋。

 3、鋼板粘貼加固法

由于交通量的增加，主梁承載力不足，或縱向主筋出現(xiàn)嚴重的銹蝕，或梁板橋的主梁出現(xiàn)嚴重橫向裂縫，此時，可用粘結(jié)劑及錨栓將鋼板粘貼錨固在混凝土結(jié)構(gòu)的受拉緣或薄弱部位，使其與結(jié)構(gòu)形成整體，以鋼板代替增設(shè)的補強鋼筋，提高橋梁的承載能力與耐久性。

 本加固法的特點為：
（1）不需要破壞被加固的原結(jié)構(gòu)的外形；
（2）施工工藝簡單，施工質(zhì)量易于控制；
（3）施工工期短，也較經(jīng)濟，是一種簡便的加固方法；
 （4）不足之處是粘結(jié)劑的質(zhì)量及耐久性是影響加固效果的主要因素。

4、噴錨混凝土加固法

首先是用植筋法將錨筋植入待補強部位的結(jié)構(gòu)內(nèi)，掛設(shè)補強鋼筋網(wǎng)，然后再噴射一定厚度的混凝土，形成與原結(jié)構(gòu)共同受力的組合結(jié)構(gòu)。噴錨混凝土是借助噴射機械，利用壓縮空氣將新混凝土混合料，通過噴嘴高速噴射到已錨固好鋼筋的受噴面上，凝結(jié)硬化后形成一種鋼筋混凝土。

混凝土在高速噴射時，水泥漿與集料的反復(fù)連續(xù)撞擊使混凝土密實，因而不需振搗，噴錨混凝土與舊混凝土的粘結(jié)強度為 0.7Mpa~2.8Mpa。

近年來，鋼纖維混凝土的研究成功，為橋梁加固提供了更為方便和簡捷的手段，它替代了傳統(tǒng)的掛網(wǎng)噴射混凝土。摻入鋼纖維后，除了混凝土的抗拉強度和主要由拉應(yīng)力控制的抗彎、抗剪和抗扭等強度有明顯的提高外，特別值得指出的是鋼纖維混凝土的摻入大大提高了混凝土的韌性，將脆性的混凝土材料變?yōu)榫哂形兆冃文芰Φ牟牧蟍19]。
 采用噴錨混凝土加固舊橋應(yīng)遵循以下原則：

（1）恒載內(nèi)力（包括新噴射的混凝土）應(yīng)按原構(gòu)件的截面進行計算，即將新噴混凝土的恒載作用于原構(gòu)件上；
（2）活載內(nèi)力則按加大后的組合截面計算內(nèi)力，即新舊混凝土作為一個整體計算，對于新噴的不同標(biāo)號混凝土和新增的補強鋼筋均應(yīng)先按等效性模量進行截面換算；
（3）正常使用極限狀態(tài)仍按彈性理論進行內(nèi)力或應(yīng)力疊加計算；
（4）強度驗算按照噴射截面占原截面的比率，考慮是否按組合截面進行有關(guān)驗算；
 （5）進行加固設(shè)計前，應(yīng)弄清舊橋的原始情況以及病害原因，對舊橋的基本承載能力作出評估；
 （6）采用的噴射混凝土與鋼筋的強度等級，不應(yīng)低于原結(jié)構(gòu)的強度等級。

5、改變結(jié)構(gòu)受力體系的加固法

這種加固、改造方法是通過改變橋梁結(jié)構(gòu)受力體系，達到提高橋梁的承載能力的目的。它的基本原理是以減少控制截面的內(nèi)力為目的進行加固。
 對于拱橋加固，可通過體系轉(zhuǎn)換法將單純拱的受力狀態(tài)改變?yōu)楣傲航M合體系受力狀態(tài)，即將拱上建筑變?yōu)榱菏浇Y(jié)構(gòu)，拱梁組合體系受力狀態(tài)較單純拱更為均勻[20]。另外，對于拱式拱上建筑的舊橋，改拱式為梁式拱上建筑，所帶來的恒載重量減少量是非常顯著的。最為典型的實例是浙江省湖州市 104 國道上“新港橋”和“鎖苕橋”的加固改造，它是將原來的雙曲拱改造為剛架拱，使承載能力由汽車－10 級和汽車－13
級均提高到汽車－20 級和掛車－100，經(jīng) 10 余年的使用，情況良好，表明這一加固方法是可行的[21]。

改變結(jié)構(gòu)體系加固常用的方法有：
（1）在簡支梁下增設(shè)支架或橋墩；
（2）把簡支梁和簡支梁加以連接，即簡支梁結(jié)構(gòu)改變?yōu)檫B續(xù)梁結(jié)構(gòu)；
 （3）在梁下增設(shè)鋼桁架等加勁或疊合梁；
（4）在拱橋上增設(shè)鋼梁等。

6、體外預(yù)應(yīng)力加固法

體外預(yù)應(yīng)力加固法主要用于梁式橋（包括簡支梁、懸臂梁、連續(xù)體系梁橋等）正常使用極限狀態(tài)超限的結(jié)構(gòu)，通過對舊橋施加體外預(yù)應(yīng)力，能夠達到減少或消除裂縫，減小梁體下?lián)希纳平Y(jié)構(gòu)各截面應(yīng)力狀態(tài)的目的。

體外預(yù)應(yīng)力加固法的優(yōu)點是：

（1）在自重增加很小的情況下可大幅度改善和調(diào)整原結(jié)構(gòu)的受力狀況，提高結(jié)構(gòu)剛度、抗裂性；
（2）由于自重增加小，故對墩臺及基礎(chǔ)受力狀況影響很小，可節(jié)省對墩臺及基礎(chǔ)的加固，節(jié)省加固投資；

（3）可在不限制通車營運的情況下進行加固施工，有較好的社會效益；
 （4）預(yù)應(yīng)力加固后可使預(yù)應(yīng)力永遠保留，也可將預(yù)應(yīng)力卸除，因此，本法既適用于通行重車時的臨時加固，也可作為提高橋梁承載力的永久加固措施。

體外預(yù)應(yīng)力加固舊橋的原理是通過在梁體外設(shè)鋼質(zhì)的拉桿或撐桿，并與被加固梁體錨固連接，然后施加預(yù)應(yīng)力，強迫后加拉桿受力，從而改變原結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布，并降低原結(jié)構(gòu)應(yīng)力水平，使結(jié)構(gòu)承載力顯著提高，且可減少結(jié)構(gòu)變形，縮小裂縫寬度甚至閉合[22]。

廣東省韶關(guān)市錦江大橋因施工質(zhì)量等原因，造成 T 構(gòu)上部箱梁下?lián)虾烷_裂，經(jīng)采取體外預(yù)應(yīng)力加固等措施，使大橋恢復(fù)了工作性能，并滿足使用要求[23]。該橋加固于 2001 年 11 月完成并試通車，于 2002 年 4 月對加固后的 T 構(gòu)了靜載試驗，試驗結(jié)果顯示各項技術(shù)指標(biāo)滿足《大跨徑混凝土橋梁的試驗方法》規(guī)定，未有異常情況發(fā)生，工作性能較好，處于彈性工作狀態(tài)，滿足使用要求。另外，京山鐵路沙河特大橋（全長 1435m 簡支 T 梁）也采用了此種方法加固[24]，并取得了很好的效果。

7、減輕拱上自重加固法

減輕拱上自重也是一種調(diào)整拱上恒載分布的手段，盡管它們的目的都是為了恢復(fù)和提高原橋的承載能力，但它們的出發(fā)點和適用場合卻是不相同的。調(diào)整拱上恒載分布是針對主拱圈變形過大，通過調(diào)整拱上恒載的辦法來調(diào)整拱軸線與壓力線；采用減輕拱上建筑的自重，則主要是針對某些雙曲拱橋的基礎(chǔ)承
載能力較低，通過這一措施降低對基礎(chǔ)承載力的要求。

減輕拱上自重的方法有以下幾種：

（1）降低橋面標(biāo)高，減少以至完全取消拱上填料，或使用輕質(zhì)拱上填料；
 （2）將腹拱的重力式橫墻挖空，或改建為鋼筋混凝土立柱；
 （3）用預(yù)制的鋼筋混凝土 T 梁、微彎板或空心板等輕型橋面系取代笨重的腹拱體系；
 （4）采用鋼筋混凝土剛架或桁架式拱上建筑。
例如：長春市雙陽北山大橋就是采用此種方法加固的。

雙陽北山大橋為 3-20m 雙曲拱橋，1985 年建成通車，荷載標(biāo)準(zhǔn)為：汽車－20 級，掛車－100。由于改建龍家堡至雙陽公路，拉料的重車通過此橋數(shù)量增多，將橋面壓壞，加之施工期間棄養(yǎng)，致使橋面坑槽增多，汽車沖擊力增大，兩側(cè)欄桿底座向外推移，最大處達 3cm 左右，部分腹拱開裂，最大裂縫達0.5cm左右。經(jīng)現(xiàn)場勘察，主拱圈完好，拱波、拱肋無損，決定采用減輕拱上自重方法加固。

首先在主拱圈處于無支架狀態(tài)下進行原拱上建筑的拆除工作。具體的拆除程序是先拆除欄桿和橋面鋪裝，挖除拱上填料（山皮石），對稱地拆除兩側(cè)破損的腹拱拱圈，最后由跨中向拱腳依次拆除腹拱立柱和底座。修復(fù)腹拱，將拱上填料改為容重輕的灰土（粉煤灰摻土，比例為：粉煤灰：土＝7：3），壓實
后做 10cm 現(xiàn)澆混凝土橋面鋪裝和 7cm 瀝青混凝土鋪裝，使其成為整體，并在兩側(cè)做防撞墻。

整個加固費用僅為 32 萬元，非常經(jīng)濟，并于 2004 年 6 月通車，至今使用效果很好。

 8、拱橋的拱圈和拱肋常用的幾種加固方法

 為了提高拱橋的承載能力，往往采用增加拱圈厚度和剛度，加大拱肋截面、增設(shè)新拱肋等方法，下面介紹不同情況下的不同加固方法。 

（1） 磚石拱橋的拱圈內(nèi)壁出現(xiàn)表層剝落、松散、老化等情況且不適應(yīng)目前交通時，可采用在肋圈內(nèi)壁掛鋼絲網(wǎng)，并噴射水泥砂漿的加固法。
  （2）鋼筋混凝土拱圈內(nèi)壁澆筑加固法。拱橋拱圈內(nèi)壁損壞嚴重時可采用此法，具體做法與上述方法相似。
   （3）原拱上增設(shè)鋼筋混凝土拱圈加固法。此法是拱橋中較常用的加固法之一，它不僅加固了拱圈，且將原有開裂拱聯(lián)結(jié)在一起，也利于橋面排水。

（4）拱橋鋼板箍與螺栓錨固法。石拱橋可在拱圈的跨中和 1/4 處加設(shè)三道（或多道，視情況而定）鋼板箍（鋼板厚可用 6～8mm）或鋼拉桿，用螺栓在拱底及拱側(cè)鉆孔錨固，并注意將錨固點設(shè)在拱圈厚度的
1/3 處，此法可提高拱橋的整體強度，達到較好的加固效果。
   （5）擴大雙曲拱橋拱肋截面的加固法。此法是通過采用鋼筋和混凝土外包加大原拱肋，從而達到擴大拱肋截面尺寸，增加拱肋斷面的含筋率或變無筋拱肋為有筋拱肋，提高拱肋的抗彎剛度的一種加固方法。

（6）粘貼鋼板或鋼筋加固拱肋。為提高雙曲拱橋拱肋強度，可在拱肋表面清理整潔后，用環(huán)氧類砂漿粘結(jié)鋼板或鋼筋的方法來提高拱肋的抗彎剛度。
 （7）增設(shè)拱肋加固法。在較大跨徑的拱橋下新建一座跨徑較小，矢度較大的肋拱，使肋拱的上弦與老拱橋連接在一起，新老橋臺連接在一起。此法可用于大跨徑、橋臺水平位移大的有肋或無肋雙曲拱橋的加固。
（8）增加橫系梁加固法。當(dāng)橫向聯(lián)系較弱時，可采用加大原拱肋間橫向系梁截面，或新增橫向系梁，以加強拱肋抗扭剛度和橫向整體性。此法一般可與上述拱肋截面擴大加固法一起進行，能取得較好的加固效果。

以上介紹的常用加固方法為傳統(tǒng)的混凝土結(jié)構(gòu)加固方法，雖然有效，但均受到一定條件的限制，存在以下缺點：對結(jié)構(gòu)的外觀及使用空間均有一定的影響；施工時的濕作業(yè)和大型設(shè)備對環(huán)境和生產(chǎn)有一定影響；在有的方法中新舊兩部分的連接對原結(jié)構(gòu)有一定的損傷；加固材料易腐蝕或脫落；增加結(jié)構(gòu)物的荷重等

碳纖維（Carbon Fiber）是纖維狀的炭材料，具有高強度和高彈性模量的特點。

碳纖維聚合物（Carbon Fiber Reinforced Polymer，簡稱 CFRP）是以碳纖維為組分，以樹脂為基體，通過一定的成型方法形成的單向排列的碳纖維的復(fù)合片材。它具有高輕質(zhì)、抗腐蝕、耐老化、物理性能穩(wěn)定等極其優(yōu)越的品質(zhì)[26]。

目前，我國在橋梁加固方面主要是研究應(yīng)用粘貼 CFRP 片材（碳布）加固技術(shù)。

碳布根據(jù)纖維方向分為單向布和雙向布兩種，其中以應(yīng)用單向布為主，其拉伸強度是等截面普通鋼材的
10 倍或更高，彈性模量在（2.4～6.4）×105Mpa，是一種較理想的混凝土結(jié)構(gòu)加固補強材料[27]，而常用的碳纖維聚合物的片材平方米只有幾百克的重量。同時，根據(jù)自然和加速暴露試驗表明，碳纖維聚合物的抗拉強度以及與混凝土粘結(jié)強度在相當(dāng)于具有足夠的耐候性，而且碳纖維聚合物的疲勞性能優(yōu)于鋼和混凝土材料。

碳纖維加固是 20 世紀(jì) 80 年代以來美、日等發(fā)達國家研發(fā)的應(yīng)用在土木工程中的新型加固補強技術(shù)，已在建筑物、橋梁、特種結(jié)構(gòu)等各種土木工程中得到廣泛而成功的應(yīng)用。我國從1997 年開始對碳纖維加固混凝土等結(jié)構(gòu)進行研究，并已在一些工程中得到應(yīng)用｛如：井崗山大橋舊橋（T 型剛構(gòu)，孔徑為48.13m+14×71m+48.13m）加固就是采用此種方法[28]｝，但相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、應(yīng)用規(guī)范及施工指南在國內(nèi)尚屬空白。