对原有桥梁进行加固补强、改造翻新，最大程度利用现有资源，保证其使用安全，延长其使用寿命是当今国际工程界关注的重大课题之一。目前我国已有一定数量的桥梁发生老化，危桥逐年增多，旧桥加固已成为桥梁设计、研究、管理部门的当务之急。

桥梁加固可以采用的形式是多样的：如加大截面加固法、体外预应力加固法、外部粘钢加固法和粘贴碳纤维加固法等都能达到同一目的，只是加固途径、加固效果不同[17]。如对裂缝的限制，体外预应力法是一种主动受力加固法，能将现有裂缝宽度缩小，并能将在运营状况下的裂缝宽度控制在规范以内；而外部粘钢或粘碳纤维加固是一种被动受力法，它能够约束裂缝扩展。这些方法都能达到加固目的，只是各有优缺点，在具体实施中应考虑到被加固桥梁的特点。

在旧桥加固改造工程中，尽管每座旧桥梁的情况各不相同，具有各自不同的特点，但也存在一定的共性。我们应遵循桥梁加固、改造工作的共性，既要借鉴《混凝土结构加固技术规范》（此规范为建筑行业规范，有的不适用于桥梁工程）18]，又要结合具体桥梁的特殊性，在实践中发挥积极性和作出创造
性，不断进取和探索，采用最先进技术和材料，在旧桥利用、加固、改造中，创造和总结出多种切实可行的方法，使旧桥继续发挥固有的使用功能，以保证公路交通畅通无阻。

桥梁加固常用的方法

桥梁加固常用的方法有以下八种：

 1、桥面补强层加固法

在梁顶上加铺一层钢筋混凝土层，一般先凿除旧桥面，使其与原有主梁形成整体，达到增大主梁有效高度和抗压截面强度，改善桥梁荷载横向分布能力，从而达到提高桥梁的承载能力的目的。

2、外包混凝土加固法

外包混凝土加固法又称增大截面加固法，它是通过增大构件的截面和配筋，以提高构件的强度、刚度、稳定性并减少裂缝宽度。对于梁桥、拱桥、刚架桥、墩台、基础等，在条件许可的情况下均可采用该方法加固。

外包混凝土将使原结构增加一部分恒载重量，因而在拟定外包混凝土尺寸时，应同时考虑外包构件以下的结构承载能力是否足够，这是外包混凝土方案是否成立的前提。

采用外包混凝土加固桥梁时，应满足以下的规定：

1）新浇混凝土的厚度不应小于 40mm，用喷射混凝土施工时不应小于50mm，采用混凝土补强的受压新浇混凝土的厚度不应小于 150mm，且原混凝土表面应凿成凹凸深度不小于 6mm 的粗糙面；
 2）配制混凝土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）结合面的连结钢筋面积不应小于结合面面积的 0.2%，否则应植筋加强；
 4）当采用钢筋补强时，纵向受力钢筋的直径不宜小于 16mm，封闭式箍筋直径不宜小于 10mm，U 形箍筋直径宜与原有箍筋直径相同；

5）当采用型钢和钢板补强时，应将其和原结构的钢筋进行连结，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；
 6）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 形的箍筋。

 3、钢板粘贴加固法

由于交通量的增加，主梁承载力不足，或纵向主筋出现严重的锈蚀，或梁板桥的主梁出现严重横向裂缝，此时，可用粘结剂及锚栓将钢板粘贴锚固在混凝土结构的受拉缘或薄弱部位，使其与结构形成整体，以钢板代替增设的补强钢筋，提高桥梁的承载能力与耐久性。

 本加固法的特点为：
（1）不需要破坏被加固的原结构的外形；
（2）施工工艺简单，施工质量易于控制；
（3）施工工期短，也较经济，是一种简便的加固方法；
 （4）不足之处是粘结剂的质量及耐久性是影响加固效果的主要因素。

4、喷锚混凝土加固法

首先是用植筋法将锚筋植入待补强部位的结构内，挂设补强钢筋网，然后再喷射一定厚度的混凝土，形成与原结构共同受力的组合结构。喷锚混凝土是借助喷射机械，利用压缩空气将新混凝土混合料，通过喷嘴高速喷射到已锚固好钢筋的受喷面上，凝结硬化后形成一种钢筋混凝土。

混凝土在高速喷射时，水泥浆与集料的反复连续撞击使混凝土密实，因而不需振捣，喷锚混凝土与旧混凝土的粘结强度为 0.7Mpa~2.8Mpa。

近年来，钢纤维混凝土的研究成功，为桥梁加固提供了更为方便和简捷的手段，它替代了传统的挂网喷射混凝土。掺入钢纤维后，除了混凝土的抗拉强度和主要由拉应力控制的抗弯、抗剪和抗扭等强度有明显的提高外，特别值得指出的是钢纤维混凝土的掺入大大提高了混凝土的韧性，将脆性的混凝土材料变为具有吸收变形能力的材料[19]。
 采用喷锚混凝土加固旧桥应遵循以下原则：

（1）恒载内力（包括新喷射的混凝土）应按原构件的截面进行计算，即将新喷混凝土的恒载作用于原构件上；
（2）活载内力则按加大后的组合截面计算内力，即新旧混凝土作为一个整体计算，对于新喷的不同标号混凝土和新增的补强钢筋均应先按等效性模量进行截面换算；
（3）正常使用极限状态仍按弹性理论进行内力或应力叠加计算；
（4）强度验算按照喷射截面占原截面的比率，考虑是否按组合截面进行有关验算；
 （5）进行加固设计前，应弄清旧桥的原始情况以及病害原因，对旧桥的基本承载能力作出评估；
 （6）采用的喷射混凝土与钢筋的强度等级，不应低于原结构的强度等级。

5、改变结构受力体系的加固法

这种加固、改造方法是通过改变桥梁结构受力体系，达到提高桥梁的承载能力的目的。它的基本原理是以减少控制截面的内力为目的进行加固。
 对于拱桥加固，可通过体系转换法将单纯拱的受力状态改变为拱梁组合体系受力状态，即将拱上建筑变为梁式结构，拱梁组合体系受力状态较单纯拱更为均匀[20]。另外，对于拱式拱上建筑的旧桥，改拱式为梁式拱上建筑，所带来的恒载重量减少量是非常显著的。最为典型的实例是浙江省湖州市 104 国道上“新港桥”和“锁苕桥”的加固改造，它是将原来的双曲拱改造为刚架拱，使承载能力由汽车－10 级和汽车－13
级均提高到汽车－20 级和挂车－100，经 10 余年的使用，情况良好，表明这一加固方法是可行的[21]。

改变结构体系加固常用的方法有：
（1）在简支梁下增设支架或桥墩；
（2）把简支梁和简支梁加以连接，即简支梁结构改变为连续梁结构；
 （3）在梁下增设钢桁架等加劲或叠合梁；
（4）在拱桥上增设钢梁等。

6、体外预应力加固法

体外预应力加固法主要用于梁式桥（包括简支梁、悬臂梁、连续体系梁桥等）正常使用极限状态超限的结构，通过对旧桥施加体外预应力，能够达到减少或消除裂缝，减小梁体下挠，改善结构各截面应力状态的目的。

体外预应力加固法的优点是：

（1）在自重增加很小的情况下可大幅度改善和调整原结构的受力状况，提高结构刚度、抗裂性；
（2）由于自重增加小，故对墩台及基础受力状况影响很小，可节省对墩台及基础的加固，节省加固投资；

（3）可在不限制通车营运的情况下进行加固施工，有较好的社会效益；
 （4）预应力加固后可使预应力永远保留，也可将预应力卸除，因此，本法既适用于通行重车时的临时加固，也可作为提高桥梁承载力的永久加固措施。

体外预应力加固旧桥的原理是通过在梁体外设钢质的拉杆或撑杆，并与被加固梁体锚固连接，然后施加预应力，强迫后加拉杆受力，从而改变原结构内力分布，并降低原结构应力水平，使结构承载力显著提高，且可减少结构变形，缩小裂缝宽度甚至闭合[22]。

广东省韶关市锦江大桥因施工质量等原因，造成 T 构上部箱梁下挠和开裂，经采取体外预应力加固等措施，使大桥恢复了工作性能，并满足使用要求[23]。该桥加固于 2001 年 11 月完成并试通车，于 2002 年 4 月对加固后的 T 构了静载试验，试验结果显示各项技术指标满足《大跨径混凝土桥梁的试验方法》规定，未有异常情况发生，工作性能较好，处于弹性工作状态，满足使用要求。另外，京山铁路沙河特大桥（全长 1435m 简支 T 梁）也采用了此种方法加固[24]，并取得了很好的效果。

7、减轻拱上自重加固法

减轻拱上自重也是一种调整拱上恒载分布的手段，尽管它们的目的都是为了恢复和提高原桥的承载能力，但它们的出发点和适用场合却是不相同的。调整拱上恒载分布是针对主拱圈变形过大，通过调整拱上恒载的办法来调整拱轴线与压力线；采用减轻拱上建筑的自重，则主要是针对某些双曲拱桥的基础承
载能力较低，通过这一措施降低对基础承载力的要求。

减轻拱上自重的方法有以下几种：

（1）降低桥面标高，减少以至完全取消拱上填料，或使用轻质拱上填料；
 （2）将腹拱的重力式横墙挖空，或改建为钢筋混凝土立柱；
 （3）用预制的钢筋混凝土 T 梁、微弯板或空心板等轻型桥面系取代笨重的腹拱体系；
 （4）采用钢筋混凝土刚架或桁架式拱上建筑。
例如：长春市双阳北山大桥就是采用此种方法加固的。

双阳北山大桥为 3-20m 双曲拱桥，1985 年建成通车，荷载标准为：汽车－20 级，挂车－100。由于改建龙家堡至双阳公路，拉料的重车通过此桥数量增多，将桥面压坏，加之施工期间弃养，致使桥面坑槽增多，汽车冲击力增大，两侧栏杆底座向外推移，最大处达 3cm 左右，部分腹拱开裂，最大裂缝达0.5cm左右。经现场勘察，主拱圈完好，拱波、拱肋无损，决定采用减轻拱上自重方法加固。

首先在主拱圈处于无支架状态下进行原拱上建筑的拆除工作。具体的拆除程序是先拆除栏杆和桥面铺装，挖除拱上填料（山皮石），对称地拆除两侧破损的腹拱拱圈，最后由跨中向拱脚依次拆除腹拱立柱和底座。修复腹拱，将拱上填料改为容重轻的灰土（粉煤灰掺土，比例为：粉煤灰：土＝7：3），压实
后做 10cm 现浇混凝土桥面铺装和 7cm 沥青混凝土铺装，使其成为整体，并在两侧做防撞墙。

整个加固费用仅为 32 万元，非常经济，并于 2004 年 6 月通车，至今使用效果很好。

 8、拱桥的拱圈和拱肋常用的几种加固方法

 为了提高拱桥的承载能力，往往采用增加拱圈厚度和刚度，加大拱肋截面、增设新拱肋等方法，下面介绍不同情况下的不同加固方法。 

（1） 砖石拱桥的拱圈内壁出现表层剥落、松散、老化等情况且不适应目前交通时，可采用在肋圈内壁挂钢丝网，并喷射水泥砂浆的加固法。
  （2）钢筋混凝土拱圈内壁浇筑加固法。拱桥拱圈内壁损坏严重时可采用此法，具体做法与上述方法相似。
   （3）原拱上增设钢筋混凝土拱圈加固法。此法是拱桥中较常用的加固法之一，它不仅加固了拱圈，且将原有开裂拱联结在一起，也利于桥面排水。

（4）拱桥钢板箍与螺栓锚固法。石拱桥可在拱圈的跨中和 1/4 处加设三道（或多道，视情况而定）钢板箍（钢板厚可用 6～8mm）或钢拉杆，用螺栓在拱底及拱侧钻孔锚固，并注意将锚固点设在拱圈厚度的
1/3 处，此法可提高拱桥的整体强度，达到较好的加固效果。
   （5）扩大双曲拱桥拱肋截面的加固法。此法是通过采用钢筋和混凝土外包加大原拱肋，从而达到扩大拱肋截面尺寸，增加拱肋断面的含筋率或变无筋拱肋为有筋拱肋，提高拱肋的抗弯刚度的一种加固方法。

（6）粘贴钢板或钢筋加固拱肋。为提高双曲拱桥拱肋强度，可在拱肋表面清理整洁后，用环氧类砂浆粘结钢板或钢筋的方法来提高拱肋的抗弯刚度。
 （7）增设拱肋加固法。在较大跨径的拱桥下新建一座跨径较小，矢度较大的肋拱，使肋拱的上弦与老拱桥连接在一起，新老桥台连接在一起。此法可用于大跨径、桥台水平位移大的有肋或无肋双曲拱桥的加固。
（8）增加横系梁加固法。当横向联系较弱时，可采用加大原拱肋间横向系梁截面，或新增横向系梁，以加强拱肋抗扭刚度和横向整体性。此法一般可与上述拱肋截面扩大加固法一起进行，能取得较好的加固效果。

以上介绍的常用加固方法为传统的混凝土结构加固方法，虽然有效，但均受到一定条件的限制，存在以下缺点：对结构的外观及使用空间均有一定的影响；施工时的湿作业和大型设备对环境和生产有一定影响；在有的方法中新旧两部分的连接对原结构有一定的损伤；加固材料易腐蚀或脱落；增加结构物的荷重等

碳纤维（Carbon Fiber）是纤维状的炭材料，具有高强度和高弹性模量的特点。

碳纤维聚合物（Carbon Fiber Reinforced Polymer，简称 CFRP）是以碳纤维为组分，以树脂为基体，通过一定的成型方法形成的单向排列的碳纤维的复合片材。它具有高轻质、抗腐蚀、耐老化、物理性能稳定等极其优越的品质[26]。

目前，我国在桥梁加固方面主要是研究应用粘贴 CFRP 片材（碳布）加固技术。

碳布根据纤维方向分为单向布和双向布两种，其中以应用单向布为主，其拉伸强度是等截面普通钢材的
10 倍或更高，弹性模量在（2.4～6.4）×105Mpa，是一种较理想的混凝土结构加固补强材料[27]，而常用的碳纤维聚合物的片材平方米只有几百克的重量。同时，根据自然和加速暴露试验表明，碳纤维聚合物的抗拉强度以及与混凝土粘结强度在相当于具有足够的耐候性，而且碳纤维聚合物的疲劳性能优于钢和混凝土材料。

碳纤维加固是 20 世纪 80 年代以来美、日等发达国家研发的应用在土木工程中的新型加固补强技术，已在建筑物、桥梁、特种结构等各种土木工程中得到广泛而成功的应用。我国从1997 年开始对碳纤维加固混凝土等结构进行研究，并已在一些工程中得到应用｛如：井岗山大桥旧桥（T 型刚构，孔径为48.13m+14×71m+48.13m）加固就是采用此种方法[28]｝，但相关技术标准、应用规范及施工指南在国内尚属空白。