增大截面法在桥梁加固中的应用

增大截面法在桥梁加固中的应用
摘要：增大截面就是增大构件的截面尺寸，因为截面加大之后构件的承受能力
也会相应提高，增大截面法具有适应面较广、经济适用的特点、加固效果较为明
显的特点，因此经常被运用到桥梁加固中去。

本文将从桥梁建设的组成和特点，
重点介绍增大截面法的，详细阐述其中的设计规定、计算方法、施工要求等。

提
高增大截面法在施工过程中的科学保障，从而对我国同种类的施工方法的广泛应
用提供借鉴和参考的作用。

关键词：增大截面法；桥梁加固；科学性
引言：
我国经济发展带动工业产业、科技产业的多方面发展。

交通运输中贸易货物量增加，货
车数量大幅度增多（超载问题突出）；售车网站层出不穷（人人车、毛豆网），私家车数量
也骤增。

这些都是对桥梁、道路荷载能力的一种挑战。

部分桥梁由于前期建造方案不合理，
施工技术不佳、管理技术不规范容易出现桥梁裂缝、混凝土剥落、钢筋外漏等问题。

针对这
些常见桥梁问题的补救方法和措施，对桥梁病害进行重新加固和维修任务，以及后期新出大
型桥梁的工程方案的规划，满足时下我国交通运输的需求，增大截面法都有着较大的经济价
值和社会经济效益。

一、桥梁工程现状及桥梁病害形成原因
我国桥梁受修建年代的制约和影响在建设中难免出现荷载设计标准量较低、设备条件落后、施工材料质量较差等问题，这些问题的存在降低了桥梁的荷载量也会对人们的交通安全
埋下较为严重的隐患问题。

（一）主拱圈裂缝
主拱圈中拱肋和拱波结合部在拱脚和拱顶处产生U型裂缝是桥梁病害中较为普遍的现象，这是由于主拱圈向下的拉力较大超出了拱肋和拱波结合面的拉应力承受能力，所以在拱顶产
生裂缝。

（二）拱肋裂缝
拱肋裂缝的主要方式是纵向裂缝和径向裂缝。

拱肋的截面较小在轴向压力过大时，横向变形产生的拉应力超过桥梁建筑材料的极限承受能
力时就会沿着拱肋轴部产生裂缝，钢筋锈蚀和拱脚剪力过大也会出现拱肋的膨胀裂缝和剪切
裂缝。

径向裂缝通常是发生在拱肋附近弯曲较大的部分，这种弯曲式的裂缝通常都是从拱肋最大的
截面附近从受压力区域的边缘开始出现横向裂缝，从而逐步向桥梁的中间发展，裂缝之间可
以见到短向再次裂缝。

（三）钢筋锈蚀裂缝
沿钢筋长度方向产生的顺筋裂缝是由于混凝土中钢筋发生锈蚀之后产生许多锈蚀物体，
体积会相较于之前膨胀2~4倍，这样会对连接钢筋的混凝土产生较为强烈的膨胀应力，当这
种应力大于混凝土本身的极限拉应力时，就会产生裂缝，这种裂缝就成为了锈钢裂缝。

（四）混凝土网裂
混凝土浇筑时由于搅拌、稳定时间太长，水分蒸发量太多，造成混凝土的坍塌落度明显
降低，这时混凝土就会出现不规则的网状裂痕。

在桥梁浇筑成型之后对混凝土进行养护的阶段，没有保证浇水量和天气问题方面因素未考虑就进行施工，容易让混凝土表面迅速干燥，
形成塑形收缩从而在表面产生深度较为浅显的不规则网裂现象。

二、增大截面法的基本内容
增大截面法从其受力方面出发，综合考虑桥梁受压和受弯构件的强度、稳定、拉应力等
多种因素，适当增加截面面积和所需钢筋数量，保证混凝土与钢筋之间的有效粘合，从整体
上改变结构的性能，提升桥梁的荷载量。

按照增大截面法的施工方式来区分有：现浇混凝土的方法、锚喷混凝土的方法和填芯混凝土
的方法。

设计计算方法较为简单，理论也比较清晰能够增加拱肋的截面惯性，这些方法的在
桥梁加固汇总的效果较为明显。

（一）现浇混凝土的方法
现浇混凝土的是采用预先将建筑桥梁所需钢板材料拟定出来的方案，对混凝土进行搅拌
和浇筑，钢筋网进行事先绑扎，浇筑在模板内的混凝土可以用搅动器或其它标准性建筑工程
方法进行固定，在进行桥梁修补过程中应该注意将新老混凝土紧密结合保证它们之间的一体性，模板在混凝土强度达到要求之后再进行拆除拆除时应注意棱角不能损坏，之后再进行后
续的桥梁养护工作。

（二）锚喷混凝土的方法
桥梁建设中的锚喷混凝土加固桥梁的方法是近年来在旧有桥梁加固中较为新型的加固方法，通过高速喷射机械对混凝土和钢筋原材料的紧密粘连形成钢筋混凝土、锚杆和原结构的
组合型结构。

这种方法可以使建筑材料具有更高的承受荷载能力。

锚喷混凝土加固方法在施工过程中为了将喷射混凝土与原桥梁中的混凝土更好的结合在一起，应该将拱波进行凿毛和清理；其次是钻好锚杆孔，进行锚杆安装加强新旧混凝土粘合面的抗
剪力，减少混凝土因为收缩问题导致额裂缝，锚杆在固定之后不能进行随意敲击，在安装过
程中应该注意间距在30~40厘米左右。

（三）填芯混凝土的方法
在桥梁的拱圈中，拱波和拱肋形成的开口截面在进行加固时应该将混凝土填充在拱波的
内腔当中，事先按照图纸制作好锚筋，把孔桩内的垃圾杂物、积水、堆积尘土进行事先清洁，在把锚筋放置其中。

此时新旧构件所处的应力状态应该保持相近，能够进行协同工作，增加
桥面的一体性，修补原桥梁中拱波所产生的裂缝，从而增加桥面的承受能力。

采用增大截面加固的方法提高构件的强度、稳定性可以提高混凝土的结合和协同作用，与其
它桥梁加固方法相比具有显著的优势，以上方法通过详细的研究足以证明该方法在桥梁工程
中的普遍应用，论证了增大截面法具有很强的经济实用性的特点。

三、增大截面加固法计算的原则和方法
（一）计算原则
增大截面的加固方法在桥梁建设中，分为对构件的增大截面受拉区域和增大截面的受压
区域。

在增大截面受拉区域时按照《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》
（JTGD62-2004）和《公路桥梁加固设计规范》（JTG/TJ22-2008）的标准来进行计算分析假定加固后混凝土受弯构件截面假定，根据规范采用正截面和斜截面的计算公式方法，将其中的
涉及到的折减系数进行区分，充分考虑桥梁建筑构件的受力特征，考虑好混凝土拉力强度对
整体承受能力的支持作用。

（二）计算方法
在计算过程中可采用容许应力去定好桥梁截面在承受压力和建立中的偏心受压构件，考
虑受轴向力、截面面积、截面抵抗矩等问题。

通过增大截面的方法对桥梁主拱圈进行加固，
减低在同等荷载力的作用下所产生的应力值，规范中给出的计算公式较为繁杂，可以借助电
算程序工具，找出一种近似的方法。

在新设计图中的截面部分，将工具中结算出来施工所需
的钢筋面积加大一些，保证斜截面的剪度，从而能达到提高构件刚度的目的。

另外一种方法是极限状态设计的计算方法。

在参考设计规范的基础上。

将桥梁结构中的承载
能力状态和正常使用状态可行界限状态称为“极限状态”。

构件达到最大的承受能力不能再进
行变形处理的状态是依据承载能力的极限状态，对这种结构的拉应力和符合作用下产生的裂
缝宽度进行计算，其中要综合考虑钢筋的截面面积、可行的新旧截面高度问题。

也需要进行
电算程序的辅助，最大程度的避免失误问题。

（三）构造的规定
在进行构件改造过程中应注意钢筋之间的捆扎或热轧，钢筋受力热轧时，应考虑梁、柱
受力钢筋直径。

梁的新增纵向长度可以靠锚，所以要将锚按照规定固定起来，才能充分发挥
出钢筋的作用。

四、基本桥梁工程概况
在进行桥梁增大截面加固时期首先应拟定一个加固方案、按照要求计算出旧桥横梁的长度、梁柱高度等拱上建筑的受力部位和荷载量，这样完成需要加固项目的计算。

对主拱圈周
围部分进行工程前的处理之后再进行加固，以满足目前对建筑的荷载能力的要求。

按照标准的施工步骤将桥梁进行清理和去毛，搭建好支架并布置好脚手架之后等待桥面干燥，
用模板将其进行固定使之有一定的强度。

而后再进行浇筑钢筋混凝土。

增大桥面的主拱圈之后，桥梁的荷载量也会相应的增加，构件的抗拉力增加能使桥梁完成现阶段的承载要求。

五、结语
本文通过对桥梁构件中的增大截面的加固方法进行分析和确定计算方法得出，这种方法能有效的提升桥梁的应力和保证桥梁在正常使用中的下挠程度，在进行主拱部分加固之后效果更为明显。

希望本文的研究和分析结果能为读者在以后类似的桥梁建筑工程中起到借鉴的作用，以促进行业之间的共同学习和发展。

参考文献：
[1]邓晓多, 汪亮. 增大截面法在火损桥梁加固中的应用[J]. 现代交通技术, 2016, 13(6):67-71.
[2]卢小伟. 增大截面法在珠海大桥加固工程中的应用[J]. 山西建筑, 2015, 41(20):155-157.
[3]卢伟, 马涛, 柏龙武. 加大截面法在某油品码头钢联桥加固改造中的应用[J]. 水运管理, 2014, 36(6):33-34.
[4]邹颜昭, 曹锋. 桥梁加固中增大梁截面加固法的应用[J]. 城市建设理论研究:电子版, 2012(11).。