对市政道路桥梁梁结构加固方法的研究

王瑞亮

（山东鲁东路桥有限责任公司，山东 东营 257100）

0 引言

道路桥梁工程不仅是保障国计民生的基本工程，而且是助力国民经济发展和综合国力发展的关键工程。在设计道路桥梁结构的过程中，首先要思考怎样增强路面桥的稳定性，提高路面桥的质量。在编制道路桥梁结构总体设计方案时，设计人员必须对现场环境做好研究，还需要结合施工计划，保证设计的结构方案能有效保障路面和桥梁的稳固性，还应该保证道路桥梁架构设计标准可以达到工程监理部门的验收标准，严格遵循架构设计准则，优化结构设计方案，做好基础工作，提高工程质量。我国的道路桥梁结构设计中还存在着若干问题，主要包括但不限于设计者在设计方案中过于重视桥的结构抗拉力、承载能力和桥的使用期限等，而忽略了对桥梁结构的适应性，由于桥梁在实际应用中的结构耐久性与适用性，将会导致构件断裂或变形等工程问题。这些问题往往会影响桥梁的正常使用，甚至更严重的时候还会引发重大建筑事件。所以，应该提高对桥梁工程设计中的结构设计，特别应该注重桥梁的适用性和耐久性，并优选总体设计方案，参数必须符合相关标准，以实现对桥梁设计的质量管理，这样将有效增强桥梁结构设计的稳定性。

1 市政道路桥梁加固设计的基本原则

市政道路桥梁的加固设计，应当坚持科学性原则、最小化原则、综合性原则、整体性原则、连续性原则、平缓性原则。相关主管部门要建立全方位的质量考核管理机制，从各个方面、各个层次出发，以提升加固施工的总体品质。首先，在加固工程预案出台之前，市政主管部门及有关工作人员要对桥梁本身结构进行全方位检查和综合分析，并建立完善齐全的质量检测机构，只有在全面了解桥梁现状的基础上，才能切实保证工程符合现代运行管理标准，保证加固施工的专业性、可靠性和有效性。其次，在具体施工过程中，要时时督促有关工程技术人员的工作进度，从侧面指导他们完善施工设计方案和图纸，以确保工程后期审核计划的顺利实施和承重结构的管理工作，以提升工程管理水平。

另外，城市道路桥梁的维修工作应当贯彻“加固”的原则，重点进行其补强与维修工作。桥梁自身的基本构造都应当受到严格维护，不得任意破坏本身的结构形状。而加固工作也只能修补其漏洞和缺点，以改善桥的质量，从而进一步提高桥的使用水平，真正意义上调整桥梁结构的应力范围分布点，进而提高桥梁主体的承载能力[1]。

1.1 科学性原则

在研究项目的过程中，项目设计者在设计桥梁结构时会遵循很多原则。在设计道路桥梁方案时，要选取最有利于工程建设区域的道路桥梁构造，以便使结构化工程设计方式在道路桥梁施工过程中的使用更加科学合理。在施工过程中，科学调整结构位置，优化道路桥梁结构，同时保持桥的总体结构平稳。利用道路桥梁工程设计中结构设计的科学原理，可以在一定程度上减少内部结构失效问题的发生，使桥梁结构更加坚固、科学[2]。

1.2 最小化原则

在路面桥梁结构设计阶段，工程设计人员必须研究路面大桥的结构特性，并按照大桥特性决定施工规模。工程设计人员在结构设计上也必须遵守简约准则，才能在一定程度上控制由于道路桥梁规模过大而造成的结构不牢固的问题，以便改善道路桥梁结构的稳定性，使道路的规模化尽可能改进桥梁动力传输路径的抓取和改变，内外均可处于平衡状态，使道路桥梁产生正应力因子，保证桥梁结构的稳定性[3]。

1.3 综合性原则

不同桥梁工程施工中采用的结构设计方法存在一定差异，因此，要想使结构设计方法在道路桥梁结构中发挥更大的作用，在选择设计方法时一定要正确。深入了解并掌握各种方法使用的程序和相关材料，使结构设计材料在道路桥梁结构中能有更好的稳定效果，但值得注意的是，结构设计应避免材料对建筑结构产生不利影响，因此材料的检测更为重要。设计者在结构设计过程中，必须做好材料研究，根据道路桥梁的实际情况分析材料的特性，这样才能有针对性地改进市政道路桥梁结构，增加道路桥梁的稳定性，明确道路桥梁受力方向和结构设计目标。此外，设计者还应考虑如何提高道路桥梁的性能。在综合分析的过程中，可以扩展桥梁的结构和形状，这样就可以了解桥梁的重量和受力，从而有效地处理危险因素。

1.4 整体性原则

在道路桥梁工程设计与应用的过程中，结构设计要充分利用自身优点，以突出桥梁结构的稳定性，对具备特种性能的桥梁，必须严格设计。采用整体方案的设计，能够系统地确定道路桥梁的主要技术参数和特性，使设计满足要求，并使道路桥梁的稳定性满足相应标准，进一步增强桥梁结构的受力能力，在提高工程质量的同时减少建设成本。

1.5 连续性原则

由于机动车的逐渐增多，道路的车流量也在日益增大，这些状况导致道路桥梁的数量愈来愈多，道路桥梁的荷载愈来愈大。因此，在道路桥梁设计过程中，为了确保道路桥梁的安全稳定性，必须采取结构性设计方式，这样就能够按照桥梁施工的实际要求，设计出具备连续性和整体性的道路桥梁。

1.6 平衡性原则

随着中国交通运输业的日益发达，对道路桥梁的工程质量要求也愈来愈高，对道路桥梁的承重能力和使用寿命也提出了新的标准。在道路桥梁结构设计中，必须要坚持平衡设计的原则，才能合理地均匀分配负荷，从而优化道路桥梁的构造形态，以节省建设成本，并提高道路桥梁的稳定性[4]。

2 结构化设计对道路桥梁结构稳固性设计的重要性

在传统的道路桥梁施工过程中，施工方案的设计是在设计方案的前期设计和管理的基础上进行的。首先，必须明确道路桥梁施工所需要的总体布局、结构尺寸以及施工材料。然后，要对施工现场进行现场检测，并综合分析，从而设计出最简单的施工方法。最后，还要设计道路桥梁的动力学，通过分析简单的总体设计方法，验证能否适应实际施工条件。而如果设计方案满足了道路桥梁施工的实际施工要求，就可以选用该设计方案。随着结构化总体设计方式在道路桥梁梁结构中的普遍使用，就可以将方案通过总体设计方式和研究流程划分为多个不同的设计模块，针对各个模块的不同用途而做出方案设计，同时充分考虑到在道路桥梁施工过程中的影响因素，使道路桥梁施工方案设计更为科学合理，结构更加稳定。

3 市政道路桥梁结构加固设计的方法

在混凝土加固工作阶段，建设工程必须始终结合桥梁的实际情况，构建完善可行的设计机制。

3.1 上部结构加固

如果要在原桥的基础上新建一座桥，就必须对原桥进行加固，这必然会增加工程的难度，给工作人员带来巨大的压力。究其原因，主要是由于原桥使用时间长，其内部构件大部分都发生了不同程度的变形或损坏，导致该桥容易发生故障，在施工制度、材料各方面都存在不确定因素，工作人员无法对所有情况做出快速全面的判断，加固工作也无法进行，缺乏确切的数据支持，设计方案也自然难以实现。所以，加固工作首先应该对旧桥梁进行深入分析，尽可能收集资料，并根据桥梁的实际状况调整加固方式与技巧，以改善桥梁的加固性能，提升整个桥梁工程的质量。对于先进工程技术应用的大方向，主要有以下方法。

3.1.1 增加横梁截面

对加固建筑而言，扩大断面是主要的方式之一。提高老桥受力钢筋混凝土结构的失稳性和横向断面结构低载参数，从而提高桥梁不平衡承载力。加强纵断层调节主要是指通过调整主梁板结构，增加桥面铺装层，进行主桥参数调整和纵断层调节。

3.1.2 粘贴钢筋

在分析市政桥梁工程中实际道路的交通量等重大交通问题时，必须重视的是，一旦增加参数，就必然会产生桥梁主梁承重能力不够问题，极大地威胁到桥梁的安全，因此必须注意提高主梁的整体承载力。可采取黏结或补强的方式，通过将高分子黏结料的碳纤维织物黏结在桥梁的表面构件上，或者使用黏结材料来提高桥梁的总体承载力。

3.1.3 添加纵梁

在加固方法的设计过程中，相关主管部门要形成系统的质量监督机制，以保证桥梁结构的质量，监督施工，遵守标准。施工人员在设计施工方法时，可选用增加承载力较高的纵梁数量的方法，以提高对桥梁主体的承载力。此外，还要确保纵梁衔接的准确紧密，以确保每根纵梁并非单独受力，而是与整个纵梁一起受力，产生更稳固的结构，降低独立承载力，保证其安全性和稳定性。此外，通常在主梁的一边或两边增加纵梁，以增加桥面结构，使整个结构更加稳定。

3.2 下部结构的加固

3.2.1 扩大基底

扩大基底的方法主要适用于部分道路桥梁结构中承重能力不够的桥梁，尤其是桥墩、桥台等混凝土构件的桥面，往往需要调整整体构造，以增加基层底部面积。基础强度检查和计算的过程也必须重视，这是提高加固工程施工效益的关键原因。

3.2.2 补充桩基础

在某种情形下，可补充桩基础。当桥梁出现桥墩下沉和桩基倾斜情况时，应当防止倾倒桩基并对桩基进行加固，以免发生倒塌或倾斜。

4 其他市政道路桥梁加固设计方法

4.1 增加边拱路和桥梁的加固设计方法

在市政道路桥梁的加固设计阶段，也可以采用提高边拱的方法来解决，即拆掉道路桥梁建设一边栏杆或拆掉两边栏杆之后，再提高边拱以增加其自身承载能力。为了实现道路桥梁的良好重建，施工人员必须对有关因素进行严格控制，以便于为今后各项工作的顺利开展打下良好的基础。此外，在道路桥梁加固工程设计过程中，要保证道路桥梁的安全性，并认真进行适当的保护工作，以促进路面车辆在施工作业中的顺利安全通过。

4.2 调整桥梁结构方式

结构设计是市政道路桥梁设计的重要组成部分，如果道路桥梁结构出现问题，将对整体质量产生不利影响。在施工及后期，道路桥梁结构会受到环境因素和地形变化的影响，如自然腐蚀等。而道路桥梁的使用时期越长，其构造特点和材质特性也都会受到不同程度的影响，城市道路桥梁将会发生相关问题，无法保证车辆正常通行的速度和安全，因此，需要有关工程技术人员严格执行加固设计流程，并精心设计道路桥梁构造，在道路桥梁结构改变时减小桥面张力。针对不是通航桥孔，还需要技术人员对地涵构造进行调试修改，以完善与多跨越桥的连接，从而增加道路桥梁的整体承载能力。因此，许多施工部门在施工时，把多跨简支纵桁梁构件改为多跨连续梁构件，并采取在下部结构和横梁之下加柱加板的加工方式，主要目的是有效提高市政道路桥梁的加固设计水平和结构的安全性。

4.3 增加道路桥梁钢筋混凝土悬臂梁的配筋设计方法

在市政道路桥梁梁加固设计过程中，可以通过新增或添加钢筋直径的混凝土悬臂梁，对道路桥梁梁结构加以补强。在原桥设计要求许可的情况下，也可以对原承重构件进行改造增强，拆除原有设施，如拆除原有道路桥梁面铺装，在道路桥梁上浇筑混凝土，将原有道路桥梁与新道路桥梁连接起来，促进道路桥梁的建设。通过加混凝土悬臂法，无需桥墩改造即可发挥道路桥梁加固效果，这种道路桥梁改造方法的工作量比较小。

5 结语

为了保障市政道路桥梁的加固效果，相关部门首先要全面掌握桥的实际状况，积极建立健全监管制度，准确掌握桥梁出现的问题。从桥梁上部构造和下部结构的加固与优化，大大改善了桥梁的总体承载能力，减少桥梁结构不均匀的问题，提高加固施工的安全与可行性，推进市政工程的建设。道路桥梁梁产业飞速发展，而相应的生产科技水平也快速提高，这些使得人类的生活方式发生了质的变化，作为路桥建设行业，如果可以在创新的施工方式中提高生产效率，加固桥梁结构，降低劳动成本，从而增加经济效益，将会是一种非常好的选择。不管在基础技术上的实现方面，还是在未来众多高水平设计的完成方面，都将扮演十分关键的角色，所以必须好好应用，为人们的日常生活提供更大的方便。另外，为了保证质量合格，相关工作人员工作必须认真负责、技能熟练，完善管理制度，并严格监督每个环节。