不同的结构体系受力特点不同，如简支梁的跨中弯矩比同跨径的连续梁、拱式或刚架体系要大得多。利用这一特点，可通过改变原桥上部结构体系来改善结构受力、提高承载能力， 从而达到加固补强的目的。

一、桥梁加固方法

就梁式桥梁而言， 改变结构体系加固方法主要有以下三种：

（ 1） 在梁下增设钢桁架等加劲梁或叠合梁；

（ 2） 在简支梁下增设支架或桥墩；

（ 3） 简支变连续（ 即将简支梁与简支梁加以连接， 改变为连续梁结构）。

改变结构体系加固的各种方法均需在桥下操作、设置永久设施， 从而影响桥下净空，故制定加固方案时均须考虑对通航及排洪能力的影响。因简支变连续法最为常见， 故在此主要介绍这一方法。

二、力学要点

在图7-6-1 所示的简支变连续体系中，恒载及体系转换前的荷载（ 包括新浇筑的桥面混凝土铺装） 由简支梁体系承担。体系转换后的荷载（ 如人行道、栏杆等恒载） 及活载由连续梁体系承担。显然这些荷载在各跨跨内产生的正弯矩比简支梁时要小， 从而可提高承载能力。

因简支梁支承点未动， 故转换为连续梁时实际上是长短跨相间的。所谓短跨即是相邻梁端支承点之间的梁段， 如原为二跨简支梁， 可转换为二个长跨和一个短跨的连续梁（ 见图7-6-1a）。如原为三跨简支梁， 转换后成连续结构即为三个长跨和二个短跨结构组成（ 见图7-6-1b）。这类中间支承为双支承的连续梁比单支承有利。

因其长跨跨度不扩大， 可减小各跨跨内正截面弯矩， 同时可减小中间支承的负弯矩， 即相对于单支点具有削减负弯矩部分峰值的作用（ 见图7-6-2）。但会出现一个墩上的两个支座之一脱空现象，如此支点区段剪力会增大。

因桥面铺装混凝土参与结构受力，截面高度增加，提高了抗弯能力和抗弯刚度。同时，对于截面而言，为二阶段受力，即体系转换前的恒载（简支梁自重，新浇筑桥面铺装混凝土自重）均由桥面铺装混凝土不参与结构作用的简支裸梁承担，体系转换后增加的恒载（人行道、栏杆等恒载）及活载均由新浇桥面铺装与裸梁的组合截面及连续梁体系承担。此时如采用容许应力法（或应力限值法）确定承载能力和计算挠度及裂缝宽度时，应按上述体系转换及截面组成程序进行应力叠加计算。如采用极限状态法确定承载能力时，按体系转换程度计算外荷载产生的内力，并乘以相应荷载系数后的内力按代数和叠加。

三、施工要点

简支变连续的施工要点如下：
（ 1） 凿除原桥梁端上缘混凝土及桥面铺装， 布置新增的负弯矩钢筋。
（ 2） 将相邻梁端伸缩缝间隙中用膨胀混凝土填塞密实，以备支点负弯矩区段下缘受压。
（ 3） 按连续梁计算布置新铺桥面钢筋， 特别是墩顶上桥面的负弯矩配筋。
（ 4） 浇筑整体桥面混凝土并养生至设计强度。
（ 5）为了保证桥面铺装混凝土与原梁体共同参与结构作用，可采用如下措施：首先将梁顶凿毛， 在梁顶设置抗剪栓钉， 桥面铺装混凝土采用补偿混凝土， 可减少或不产生桥面混凝土收缩， 以减小新老混凝土之间的收缩内力。
以空心板简支梁为例， 简支变连续新增负弯矩钢筋及混凝土浇筑结构如图7-6-3 所示。

除简支变连续外， 在梁下增设支架或桥墩的方法用得也较多， 特别是临时加固（ 如超重车过桥）。这种加固法又称为八字支撑法（ 图7-6-4）和一字支撑法（ 图7-6-5）。这种方法实际上是在主梁跨内适当的位置设置临时支撑， 变单跨简支结构为三跨弹性支承连续梁。
支承点的位置及支承刚度（ 支架及桥墩尺寸、材料、支座形式等） 应进行详细计算， 以免在支点处产生过大负弯矩或减少跨中弯矩不足的情况出现。这一方法也可配合简支变连续使用。

四、改变结构体系加固实例

某桥为4×25m 预应力混凝土简支梁桥， 设计荷载为汽车-超20 级， 挂车-120， 桥面宽为净11.0+2×0.5m。上部结构主梁截面型式为等高度箱型截面，每孔由四片箱梁组成。主梁截面尺寸为： 梁高1.25m， 顶板宽3m， 底板宽1m。腹板为斜腹板， 厚度15cm， 在距支点1.6m 处逐渐加宽至25cm。横隔梁仅设在梁端处。
预应力混凝土主梁采用50 号混凝土。每片主梁均布置4 束5Φj15 预应力钢束和1 束6Φj15 预应力钢束。锚具采用OVM 型锚具及其配套设备， 锚垫板等预埋钢板采用低碳钢。

预应力管道用钢波纹圆、扁管成形。
由于交通量增加迅速， 致使桥梁承载能力不能满足交通量的需求， 交通安全受到严重影响。通过对原桥进行实桥检测， 发现主梁跨中区段的腹板上存在竖向裂缝， 缝宽0.15～0.3mm，梁底也存在沿钢筋方向的细小裂缝，均有继续发展的趋势。砼保护层碳化、剥落严重， 导致钢筋部分锈蚀。实测主梁混凝土强度为45 号。此外， 主梁在汽车荷载作用下最大挠度已超出容许变形20mm。桥梁伸缩缝或阻塞或破损， 引起跳车现象。

针对该桥现已查明的病害和存在的缺陷， 在计算分析的基础上提出对原桥进行改变结构体系加固。通过在墩顶两侧一定范围内的主梁上部布设局部预应力短束， 将原四跨简支梁改变为四跨一联的连续梁， 从而减小跨中正弯矩， 提高桥梁的承载能力。加固后， 不但减小了原结构所承受的内力， 加固效果显著， 而且提高了行车的舒适性， 同时对桥下净空及原桥外观均无影响。但是在加固中需设置负弯矩束， 加固过程中需要中断交通。

加固实施步骤见图7-6-6。

图7-6-6 一字支撑加固

(1) 凿除原桥面铺装和简支梁端部封锚混凝土， 拆除伸缩缝。先将第一、二跨及三、四跨间隙用膨胀混凝土填塞密实， 达到设计强度后， 布置并张拉负弯矩区预应力钢束并压注水泥浆。

(2) 浇筑第二、三跨连续段接头混凝土，达到设计强度后，布置并张拉负弯矩区预应力筋并压注水泥浆。

(3) 拆除相邻简支梁之间的支座，主梁支承在新设的永久支座上，完成体系转换，形成四跨连续梁；

(4) 重新安装伸缩缝， 浇筑整体桥面混凝土并养生至设计强度。