浙江大学建 筑 工程学院
工程硕士课程作业
课程名称 基础工程
任课教师 柯翰
专业年级建筑与土木领域(土木方向) 13级
姓 名基础沉降对桥梁上部结构的影响及
加固措施-2汇总稿
成 绩
目录
1、桥梁基础沉降的危害及原因 ................................................................................. 4
1.1、桥梁基础沉降的危害 ................................................................................... 4
1.2、基础沉降的原因 ........................................................................................... 6
1.2.1不均匀沉降的成因分析 . ....................................................................... 6
2、桥梁结构加固意义 ................................................................................................. 7
3、国内外结构加固研究现状 ..................................................................................... 9
3.1 国内外桥梁研究问题 ..................................................................................... 9
3.2. 桥梁结构性能评估方法及加固设计原则 . ................................................... 11
3.2.1桥梁结构性能评估方法 . ..................................................................... 11
3.2.2桥梁结构加固设计原则及方案确定 . ................................................. 12
4、桥梁结构加固常见技术措施 ............................................................................... 14
4.1. 桥梁上部结构加固技术 . ............................................................................... 14
4.2. 桥梁下部结构加固技术 . ............................................................................... 17
4.3. 桥梁加固方法选用原则 . ............................................................................... 20
5、工程实例 ............................................................................................................... 21
5.1北京地铁10号线国贸站北风道59号桥基加固施工技术 ....................... 21
5.1.1. 工程概况.............................................................................................. 21
5.1.2. 总体加固方案...................................................................................... 22
5.1.3、施工技术要点 . .................................................................................. 23
5.1.4. 效果评价.............................................................................................. 25
5.2雅迴一桥加固 ................................................................................................ 25
5.2.1. 工程概况.............................................................................................. 25
5.2.2. 裂缝原因分析...................................................................................... 26
5.2.3. 加固措施.............................................................................................. 26
5.3杨湾大桥加固 ................................................................................................ 26
5.3.1. 工程概况.............................................................................................. 26
5.3.2. 裂缝成因分析...................................................................................... 27
5.3.3. 加固措施.............................................................................................. 28
6、总结 ....................................................................................................................... 30
摘要
随着交通事业的迅猛发展，现有桥梁性能的完整性在交通体系中的地位越加重要。大量带有结构缺陷病害的桥梁会严重制约经济的发展，危及人民群众生命安全、重建不仅周期长、投资大，巨大的人力财力投入也不符合我国现阶段基本国情。如何充分利用现有桥梁，对其进行有效的技术改造，将是今后相当长的一段时期内我国桥梁建设者面临的一个紧迫而特殊的任务。对桥梁加固技术的进一步研究，具有重大的经济价值和社会意义。本文主要工作如下:
(l)回顾了桥梁结构加固研究意义与国内外研究现状，总结了桥梁结构性能评估方法及加固设计原则，并对桥梁结构的一般病害成因作了分析，归纳了常用的桥梁结构加固技术方法。
(2)结合工程实例，分析了病害对结构功能的影响，针对工程特点确定了增补基础强度技术加固为主，同时配合增大截面法、桥面补强加固和粘钢补强法的加固方案。并对工程实例中各种加固方法的加固机理及其具体应用进行了研究分析。
考虑到各加固措施之间的关系及施工工艺对加固效果的影响，本文对加固施工工序及施工工艺进行了研究，对具体加固施工有指导意义。
随着国民经济和交通建设的蓬勃发展，公路运输在世界各国当前运输体系中占有极其重要的地位。公路运输量大幅度提高，行车密度及车辆载重不断增加，而桥梁作为公路的咽喉，其使用功能的好坏直接影响整条线路的畅通，其正常营运是确保交通安全的关键。然而桥梁结构由于自身存在使用周期内的自然老化、各种意想不到的自然灾害，设计过程中的历史局限或是施工过程中的初始缺陷，造成现有桥梁中的相当一部分己满足不了使用上的要求。其中，基础沉降对桥梁结构有着非常重要的影响，每年因为基础沉降造成的桥梁垮塌事件很多，基础沉降现在是桥梁结构中比较严重的危害之一。本文就基础沉降引起的桥梁结构类型及加固措施进行探讨。
1、桥梁基础沉降的危害及原因
1.1、桥梁基础沉降的危害
北京市某大型立交，建于1989年。2003年，地铁线从该立交的1号匝道桥的25号、26号墩之间及2号匝道桥的35号、36号墩下穿过。1号和2号匝道桥为连续梁桥，两桥上部结构形式相同，均为平面曲线钢筋混凝土连续箱梁，单箱单室，桥梁宽度为9．65m 。中线跨径18．325m+18m+18m+18．325m=54．65m ，中线平弯半径为43．625m ，梁高1-6m ，箱底宽4．25m 。下部结构为预制安装的Y 型墩，承台，钻孔灌注桩基础。设计荷载为汽车一20级，挂车一100，地震烈度为8度设防。1号、2号匝道桥桥梁结构形式见表
1。由于施工降水及开挖等原因，使得1号、2号匝道桥基础产生了不同程度的沉降。基础沉降造成了这两联桥梁底板腹板严重开裂。 2009年6月29曰凌晨2点34分，黑龙江省铁力市呼兰河大桥被哈尔滨方向开过来的一辆超重挂车压塌了桥体，该车和后面过来的车辆一起掉入桥下2m 深的水中。截至到30日下午四点钟，打捞工作已经基本上结束了，一共从发现事故的现场发现了8辆车，其中包括7辆大货车和1辆小型面包车。事故工造成2 1人落水，其中有4人已经死亡，落水人员全部打捞上岸。事后分析主要原因就是是3号墩台的基底局部被桥下水流冲刷导致脱空，承载能力不足，基础沉降以及基础位移。
【12】诱发原因是那辆出事挂车对桥梁的荷载作用。
1994年10月韩国汉城横跨汉江的圣水大桥因长期超负荷运营，中央垮塌50m ，造成犯人死亡。2001年3月，葡萄牙北部杜罗河上一座公路桥因年久失修经不住暴雨和洪水的袭击而坍塌，造成70余人落水失踪。2007年8月美国密西西比河上一座处于维修状态的桥梁在交通高峰间发生坍塌，多辆汽车坠入河中，造成4人死亡，多人受伤。国内也屡屡出现此类事故:1999年1月，设计、施工及管理都存在一定问题的重庆彩虹桥而发生整体垮塌，造成40人死亡，14人受伤，直接经济损失631万元。2004年6月，辽宁省盘锦市境内多年未经维护的田庄台大桥悬臂梁段突然断裂，造成挂孔整体脱落，三辆汽车落水。2007年8月湖南凤凰施工中的堤溪沱江大桥发生垮塌，造成14人死亡，22人受伤。
1.2、基础沉降的原因
1.2.1不均匀沉降的成因分析
从沉降的计算理论来分析其原因, 附加应力、地基压缩层厚度以及地基土的压缩模量, 是导致沉降的本质因素; 基底附加应力p 是引起地基土压缩、导致建筑沉降的外因。而对于工程的不均匀沉降, 引起基础不均匀沉降的原因可分为下列几类:
1) 地基土本身的不均匀性。地基土并不是单一的匀质材料, 但在设计中对其作了简化假定, 使其单一化理想化, 表达为土的容重C 、压缩模量E 、密实度p 等, 这样就使计算与实际有一定的误差。因此, 尽管设计时计算得很认真, 也并不能保证建筑物能够完全均匀沉降。
2) 施工中出现的问题。由于施工时地基处理的不好, 或因地质勘探不细, 没有发现地下的某些不良地质现象, 如暗洪、坑洞等, 因而未作处理或处理不善, 从而引起地基的不均匀沉降。
3) 建成后使用过程中的意外影响。由于地下水管的大量漏水引起地基局部下沉, 或因为临时的大量的地面堆载而引起局部下沉, 另外还有相邻新建筑产生的影响等。
4) 计算过程中的不正确因素的影响。主要是计算过程中, 沉降经验系数的取值及一些人为的计算方法选择的影响。
5) 地基面积安全储备的不同。在具体设计中, 对承受外荷载较大的部分, 设计者会给予精确计算, 而对外荷载较小的部分, 往往会采取估算方法, 并给予相对较大的富余量, 而这恰恰是不可取的。
6) 地基处理方法选取不当。地基处理方法多种多样, 每种处理方法都有各自适用的范围, 并且对不同的工程要求处理的效果也不相同。不同地区的地质条件千差万别, 同一地区的不同工程或者同一工程的不同部位地质条件也不尽相同, 因此有可能需要同时运用多种地基处理方法。但为了施工方便, 实际工程中有可能会使用同一方法处理不同软弱地基, 而这往往是造成差异沉降的隐蔽因素。
7) 桥梁结构设计不当。一般结构设计时, 都会验算地基承载力, 使其满足要求。但常常忽略地基承载力之内的地基差异变形, 当基础相邻部位的上部荷载差异较大, 又没采取相应的地基处理措施时, 往往都会产生差异沉降。
2、桥梁结构加固意义
据有关资料表明，美国现有桥梁总. 数约为60万座，其中1/3被美国联邦公路局(FHwA)划为不符合要求，其中12万座被列为具有结构缺陷(仅限于通行轻型车辆、关闭或需要立即修复才能开放) 。据美国家桥梁分类目录(NBI)统计，平均每年约有150一200座桥梁部分或完全倒塌，这些桥梁的平均寿命不足20年，单其修复费用每年就高达900亿美元。英国约有92000座桥梁是在1922年以前修建的，当时尚未引入荷载标准，导致约有1/4的桥梁不能满足现代化要求，如果采用重建则需要高达8亿3千万英镑的费用。而在法国和德国，有结构性缺损的桥梁比例更是达到了39%和37%。就我国而言，截至2006年底，据不完全统计，全国现有各类桥梁50万座，6成以上
桥梁主要分布在技术标准低、通行能力差的公路上，这些桥梁荷载标准大多为汽-13、拖-60或汽-15、挂-80，还有相当一部分桥梁的荷载标准仅为汽-10、履带-50。我国公路桥梁虽然大部分是建国以后修建的，桥龄一般在50年以内，但病害问题正在暴露。尽管从2001年起各地交通部门加大了对危桥的改造力度，但全国每年都在产生新的病害桥梁。
桥梁产生病害不及时维修，超负荷“带病工作”将导致灾难性的后果，危及人民生命安全。1994年10月韩国汉城横跨汉江的圣水大桥因长期超负荷运营，中央垮塌50m ，造成犯人死亡。2001年3月，葡萄牙北部杜罗河上一座公路桥因年久失修经不住暴雨和洪水的袭击而坍塌，造成70余人落水失踪。2007年8月美国密西西比河上一座处于维修状态的桥梁在交通高峰间发生坍塌，多辆汽车坠入河中，造成4人死亡，多人受伤。
国内也屡屡出现此类事故:1999年1月，设计、施工及管理都存在一定问题的重庆彩虹桥而发生整体垮塌，造成40人死亡，14人受伤，直接经济损失631万元。2004年6月，辽宁省盘锦市境内多年未经维护的田庄台大桥悬臂梁段突然断裂，造成挂孔整体脱落，三辆汽车落水。2007年8月湖南凤凰施工中的堤溪沱江大桥发生垮塌，造成14人死亡，22人受伤。
众所周知，桥梁建设投资大、周期长，重建不仅会造成有线路上将病害桥梁拆除重建既不现实，也不科学。有悖于经济建设的可持续发展战略。世界各国都按照充分利用和革新的原则，对存在病害的桥
梁采取适当的加固改造措施，以满足桥梁营运和延长其使用年限的需要。实践经验证明，只要采用合理可靠的桥梁加固措施，对恢复和提高桥梁的承载能力及通行能力，延长其使用寿命，是行之有效的。一般情况下，桥梁的加固费用约为新建桥梁费用的10%一20%，而且病害桥梁加固或改造措施可以在不中断桥上运输或通航的条件下实施。因此，如何充分利用现有桥梁，对其进行有效的技术改造，将是今后相当长的一段时期内我国桥梁建设面临的一个紧迫而特殊的任务。对桥梁加固技术的更深一步研究，具有重大的经济价值和社会意义。
3、国内外结构加固研究现状
3.1 国内外桥梁研究问题
对桥梁结构的加固研究，世界各国都给予了极大的关注。1981年4月由联合国“经济合作与发展组织(OECD)”主持召开了“关于道路桥梁维修管理国际会议”，会议提出如下六个方面的问题要求加以研究:
1) 如何正确评价现有桥梁的实际承载能力与安全度的问题;
2) 如何及早地检查发现桥梁产生的损坏及异常现象，正确地检定结构物的损坏度，从而采用合理的维修加固方法问题;
3) 桥梁损坏与维修加固的实际应用问题;
4) 桥梁维修加固技术，即应用维修加固新的技术与方法问题;
5) 桥梁设计与维修管理的关系，即如何把维修加固中发现的问
题，放到今后桥梁设计上进行考虑的问题;
6) 桥梁维修加固的未来展望，即维修加固方法将来会怎样发展，如何提出更合理的维修管理方法与策略的问题。
该机构还组织有关国家进一步开展这方面的研究工作。桥梁加固技术研究已成为世界各国面临的问题。1980年在巴黎和布鲁塞尔、1982年在华盛顿都曾召开关于旧桥加固问题的国际专题会议。很多国家对现有桥梁的安全性评价、检测及维修加固等方面提出了众多篇有价值的论文。
我国在桥梁加固技术方面最早的试验研究始于20世纪80年代末。在“六五”计划期间，对公路旧桥的检测、评价和加固方法进行广泛的研究和工程实践，并取得了良好的经济效益和社会效益。“七五”计划期间，交通部适时地将“旧桥检测、评价、加固技术的应用”列为1989一1990年科技进步“通达计划”项目，交通部科技情报所具体组织推广。此后数年间，通过一系列试验研究和旧桥加固改造工程的实践，我国桥梁的检测、评价和加固技术研究及应用得到迅速的发展，同时也积累了许多宝贵的经验。80年代我国颁布了由交通部第二公路勘察设计院完成的《公路旧桥承载能力鉴定试验方法》，是通过多年的实践形成了一定的加固技术成果。2000年12月，在厦门召开了“中国公路旧桥改造与维修技术研讨会”;2006年12月，中国公路学会桥梁和结构工程分会决定邀请业内具有设计、施工、技术管理经验的专家，举办“公路桥梁检测、评定与加固关键技术研讨会”;2007年3月，《公路桥梁加固技术规范》初稿协调会在西安召开，《公路桥梁加
固技术规范》是交通部2005年公路工程行业标准制修订计划项目，由中交第一公路勘察设计研究院负责主编。2007年8月，在大连召开了“桥梁检测、评定与改扩建、加固关键技术研讨会”，主要对近年来国内加固成功的桥梁进行了技术总结，对桥梁检测、评定与加固中的关键技术以及相关的新材料、新设备应用展开深入探讨。近年来，公路桥梁检测评定和加固技术研究已逐步得到重视，但系统完善地诊断病害、实施合理加固及加固后的桥梁评定仍显不足，桥梁检测、评定以及加固改造中的关键技术仍尚待充分有效的推广。
3.2. 桥梁结构性能评估方法及加固设计原则
桥梁加固前，要对桥梁结构的承载能力和使用性能及耐久性进行全面的评估，根据评估结果，对其进行加固设计。对存在病害的桥梁要进行科学合理的评估，正确分析病害原因找出结构缺陷，才能合理的运用理论分析，依据加固设计的原则，利用合适的加固技术进行桥梁的加固补强设计，这正是所谓的“对症下药”。
3.2.1桥梁结构性能评估方法
桥梁结构的承载能力和使用功能评估通常采用以下三个途径: 根据相关规范要求对照桥梁存在的缺陷及病害进行综合评定我国《公路桥涵养护规范》 (JTGHll一2004) 规定，桥梁的总体技术状况等级评定，宜采用考虑桥梁各部件权重的综合评定方法。这种方法首先根据各部位的缺损程度、缺
损对结构使用功能的影响程度和缺损发展变化情况等方面以累加评
分方法对各部件缺损情况作出等级评定，然后参照各部件权重和综合评定法，对全桥总体技术情况等级做
出评定。这种评定方法只能给出宏观的分析结果，但是对桥梁养护、管理和改造加固决策分析必不可少。
②根据现场荷载试验进行评估通过现场荷载试验，包括动载试验和静载试验可以直接确定结构的实际承载力和使用功能。对于缺失原始设计资料的旧桥，为确定其实际承载能力和使用功能，荷载试验必不可少。
③通过理论计算分析进行评估
在现场调查和病害检测分析的基础上，考虑结构病害、损伤的影响，按现行规范检算结构的承载能力和使用功能是目前我国采用的主要评估方法。荷载试验与理论计算相结合，可得出更为符合实际的评估结果。
3.2.2桥梁结构加固设计原则及方案确定
2004年交通部批准并颁布了《公路桥涵设计通用规范》 (JTGD60一2004) 和《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》 (JTGD62一2004) 。新规范是在桥涵设计的老规范的基础上修订而成。阐述了结构的可靠性是由结构的安全性、适用性、和耐久性决定的。在结构设计中，结构的安全性、适用性和耐久性是采用功能极限状态作为判别条件的。所谓功能极限状态就是指整个结构构件的一部分或全部超过某一特定状态就不能满足某一功能要求，此特定状
态就称为结构的极限状态。新规范是按概率极限状态设计法编写的。概率极限状态设计法分为两类:承载能力极限状态和正常使用极限状态设计法。其计算原则不仅是桥梁设计和计算的基本原则，也是对病害桥梁承载能力评定、加固和改造设计的基本原则和标准。
加固设计方案的确定，首先根据桥梁现有状况对加固改造的必要性和可能性做出分析判断，然后对各种加固设计方法的技术经济效益进行比较，选择合理的加固方案。首先要分清加固性质、明确加固目的。桥梁加固分为承载力加固(强度加固) 、使用功能加固、耐久性加固和抗震加固:
①承载力加固。承载力加固是确保结构安全工作的基础，是桥梁加固设计的核心。其内容包括正截面抗弯承载力和斜截面抗剪承载力两部分。
②使用功能加固。使用功能加固是确保桥梁正常工作的需要，主要对活载变形或振动过大的构件增加截面刚度，以此满足结构使用功能要求。
③耐久性加固。耐久性加固指对结构损伤部位进行修复和补强，以阻止结构性能继续恶化，消除损伤隐患，提高结构的耐久性，延长结构使用寿命。
④抗震加固。抗震加固指对遭受地震破坏的结构或结构节点进行加固补强，提高结构抗震能力。
4、桥梁结构加固常见技术措施
桥梁加固一般是通过对构件的补强和结构性能的改善来恢复或提高现有桥梁的承载能力，以延长使用年限，适应现代交通运输的要求。承载力加固按照加固构件不同，笔者认为可分为上部结构加固和基础加固。其中上部结构加固又可分为加大截面加固法、外部粘贴加固法、外部预应力加固法、改变结构体系加固法、增设纵梁加固法等。基础加固可分为基础扩大加固法、增补桩基加固法、人工地基加强法等。
4.1. 桥梁上部结构加固技术
桥梁上部结构的常用加固方法有以下几种
1) 加大截面加固法，也称为外包混凝土加固法，是用增大混凝土结构物的截面面积和配筋进行加固的一种方法。这种加固方法要求被加固的桥梁下部结构能够承受更多的自重，能够提供更高的承载力。通常情况下，以加厚桥面板或者加大主梁的梁肋宽度为主。该法施工工艺简单、适应性强，并具有成熟的设计和施工经验，适用于较小跨径的T 梁桥或者板桥的加固。采用此法加固后桥梁刚度明显提高，承载能力也取得较好的效果。但现场施工的湿作用时间长，对生产和生活有一定的影响，且加固后的建筑物净空有一定的减小。
2) 预应力加固法，是采用外加预应力的钢拉杆对结构进行加固的方法，预应力技术能大大缩短施工工期，能降低被加固构件的应力水平，不仅使加固效果好，而且还能较大幅度地提高结构整体承载力，
但加固后对原结构外观有一定影响。适用于要求提高承载力、刚度和抗裂性及加固后所占用空间小的桥梁。
3) 改变结构受力体系加固法，此法是改变桥梁结构受力体系，达到提高桥梁承载能力得目的。如:在简支梁下增设支架或桥墩，或把简支梁与简支梁纵向加以连接，由简支变连续梁，或在梁下增设钢析架等加劲或结合梁等，以减小梁内应力，达到提高梁的承载力的目的。改变结构体系的方法有多种，但往往都需要在桥下操作，或设置永久设施，因而减小桥下净空，或施工时会影响通航，所以必须考虑通航及桥梁排洪能力。但是，该法由于加固效果较好，目前也是常用来作解决临时通行超重车辆的一种加固措施。重车通过后，临时支撑可以随后拆除。
4) 粘贴FRP 加固法，是采用高强度或高弹性模量的纤维复合材料，用专门配置的粘贴树脂或浸渍树脂粘贴在桥梁混凝土构件表面，使之与原构件形成整体共同受力的加固方法。目前，结构工程中常用的FRP 材料有玻璃纤维、碳纤维(CFRP)和芳纶纤维 (AFRP)3种，其中以碳纤维增强复合材料(CFRP)应用更多。该方法的主要特点是:.高强高效，可设计性强，基本不改变原结构外观，不会对原结构造成损害; 运输、储存、施工更方便、快捷，容易保证施工质量而且后期维护费用低; 几乎不增加结构自重和截面尺寸，不改变净空高度，对原结构几乎不会造成新的损伤; 具有高的强度重量比和刚度重量比率、良好的耐腐蚀性、耐久性和抗疲劳性能、热膨胀系数低等特点; 根据受力分析可进行多层粘贴进行补强，其方向性也可以灵活控制〔8]
图。当被加固的桥梁结构处于特殊环境时，应根据具体情况选用其他防护材料。粘贴碳纤维布加固方法往往辅以裂缝灌浆、封闭等方法。该方法的缺点是弹性模量与强度比值过低; 环氧树脂在温度大于60oC 时会呈现软化现象，因此只能用于阴凉通风处的结构构件。
5) 喷混凝土加固法，该法是在原有结构上喷涂一层高品质的混凝土，以恢复对钢筋的保护，提高己剥离或变质的混凝土的强度，提供美观表面的功能，是目前常用的维修加固方法，但只能用于结构破坏非常轻微的桥梁构件中。
6) 置换混凝土加固法，该法的优点与加大截面法相近，且加固后不影响建筑的净空，但同样存在施工的湿作用时间长的缺点。适用于受压区混凝土强度偏低或有严重缺陷的梁、柱等混凝土承重构件的加固。
7) 有粘结外包型钢加固法，该法也称湿式外包钢加固法，特点是受力可靠，施工简便、现场工作量较小，但用钢量较大，且不宜在无防护的情况下用于60℃以上的高温场所。适用于使用上不允许显著增大原构件截面尺寸，但又要求大幅度提高其承载能力的混凝土结构加固。
8) 增设纵梁加固法，在墩台地基安全性能好，并具有足够承载能力的情况下，可采用增设承载力高和刚度大的新纵梁，新梁与旧梁相连接，共同受力。由于荷载在新增纵梁后的桥梁结构中重新分布，使原有梁中所受荷载得以减小，由此使加固后的桥梁承载能力和刚度得到提高。
4.2. 桥梁下部结构加固技术
桥梁下部结构的常用加固方法有以下几种:
1) 扩大基础加固法，即扩大桥梁基础底面积。此法适用于基础承载力不足或埋深太浅，而墩台又是砖石或混凝土刚性实体式基础时的情况。扩大基础底面积应由地基强度检算确定。当地基强度满足要求而缺陷仅仅表现为不均匀沉降变形过大时，采用扩大基础底面积的加固，主要由地基变形计算加以选定。
一、墩台扩大基础加固的施工顺序如下：
（1）在加宽的范围内打板桩围堰，如墩台基础土壤不好时，应作必要的加固。
（2）对围堰内土壤，挖至必要的深度（注意墩台的安全）。
（3）在堰内把水抽干。
（4）按照设计要求，在原墩台侧面凿孔并置入锚固钢筋。
（5）立模，浇筑混凝土并养生至设计强度。
二、加固施工方案：
扩大墩台基础加固主要注意新老基础应结合牢固，以防止发生裂缝，并且能使加固后的扩大基础能与原结构共同受力。其具体措施如下：
（1）将旧墩基础混凝土侧面凿毛，然后再注入新加部分的混凝土；
（2）若原墩台身为浆砌片石砌体，则可将原墩身对应于新加部分的一面拆除表层的一部分石块，然后再砌新砌体，使新旧砌体犬牙交错，互相咬码；
（3）有条件可制作一个强劲的钢筋混凝土箍把新旧两部分统一箍紧。在其新旧结合处附近局部加设加强钢筋，以保证该处不会产生缝裂。
（4）对于拱桥，可在桥台两侧加设钢筋混凝土实体耳墙，并将耳墙与原桥台用钢销联结起来，从而达到增大桥台基础面积，提高桥台承载力的目的。加固后耳墙与原桥台联结在一起，因此，即增加了竖向承压面积，又由于耳墙的自重而增加了抗水平推力的摩阻力。
2) 增补桩基加固法，即在桩式基础的周围补加钻孔桩，或打入钢筋混凝土预制桩，扩大原承台，以此提供基础的承载力，增强基础的稳定性，主要用于当桥梁墩台基底下有软卧层，或墩台基础未下至坚硬层时，墩台发生沉陷以及桩的深度不足，或由于水流冲刷等原因使桩发生倾斜的情况。
增补桩基的加固方法适用于以下情形：
①当桥梁采用桩基础，改造拓宽项目，通过增加桩的数量，扩大承台面积，提高基础承载力；
②桥梁墩台基底下有软弱层，墩台发生深陷，而桩的深度不足； ③由于风蚀、水蚀或冲刷等原因使桩基外露或发生倾斜时。
对单排架桩式桥墩采用打桩（或钻孔灌注桩）加固法，如原有桩距较大（在4～5倍桩径时），可在桩间插桩，如原有桩距较小且通航净跨允许缩小时，可在原排架两侧增加桩数，成为三排式的墩柱。 当桥台垂直承载力不足时，一般可在台前增加一排桩并浇筑盖梁，以分担上部结构传来的压力。打桩（或钻孔桩）时可利用原有桥面做脚手架，在桥面上开洞插桩。增浇的盖梁可单独受力，也可联结在一起，使旧盖梁、旧桩及新桩一起受力。
在对一些结构良好的老桥采用增补桩基实施下部结构的加固时，往往受桥下净空影响，不能满足常规机械的进入，可利用老桥的上部结构自重，以手动大吨位千斤顶，将预制桩无振动无噪音地嵌入土中。压入桩的承台与施工反梁合二为一，既有为静压施工传递上部恒载的反梁，又为加固的桥墩提供一个新老桩基共同受力的承台。
3) 钢筋混凝土套箍或护套加固法。当桥梁墩台由于基础埋置深度不够，或因施工质量控制不严等原因，导致墩台开裂破损时，有时会出现贯通裂缝，可采用钢筋混凝土围带或钢箍进行加固。加固时一般在墩身上、中、下分设三道围带，其间距应大致相当于桥墩侧面的宽度。
4) 桥台新建辅助挡土墙加固法。由于桥台台背水平土压力过大，引起桥台倾斜，应设法采取平衡桥台壁的土压力处理，在台背之后加建一挡土墙，以抵抗过大的压力。
5) 墩台拓宽方法。利用旧桥基础，靠墩台盖梁挑出悬臂加宽部分，以便安装加宽的上部结构。此种情况为只加宽墩台上部的盖梁，墩台
身和基础则不需予以加固。采用此法加宽墩台时，旧桥墩台基础必须完好、稳定，且需经过承载力验算后才能采用。否则，应在老桥的墩台旁，另新浇筑拓宽部分的墩台及基础。
4.3. 桥梁加固方法选用原则
桥梁加固的方法有多种，对于具体的工程如何选用，应依照以下的原则：
l) 采用加固方案之前，须先考虑耗费少、功效快，不中断交通、技术上可行，有较好耐久性等方面的要求。
2) 补强加固是通过加大或修复桥梁构件来提高局部或整座桥梁承载能力的措施。因此桥梁加固工作一般以不更改原结构形式为原则，在兼顾经济性的前提下，只有在较复杂的情况下，才可考虑更改结构形式。如果采用补强加固的方式仍不能达到交通运输要求，则必须考虑进行重建桥梁的部分或全部。
3) 选择桥梁加固方式时，必须考虑旧桥现状、承载能力减弱的程度以及日后交通量，最好参考己经成功完成补强加固的桥梁的施工。
4) 采用扩大或者增加桥梁构件断面的方法进行加固前，应考虑增加部分与原有部件的结合效果。
5、工程实例
5.1北京地铁10号线国贸站北风道59号桥基加固施工技术
5.1.1. 工程概况
北京地铁10号线国贸站位于东三环中路与建国门外大街的交叉路口处, 既有国贸桥的北侧, 车站主体与东三环中路走向一致, 车站主体及北侧风道均采用洞桩法施工。大北窑桥(东西向) 、国贸桥(南北向) 和地面交通, 构成地上3层交通系统。该工点处, 地上交通繁忙, 交通疏解的空间有限; 道路下市政管线众多, 对管线进行临时拆、改、移的场地局促; 桥梁竣工资料不齐, 虽然历经数次排查, 既有 桥梁基础的状况仍然存在盲点。
国贸桥59号桥梁基础的加固工程邻近10号线国贸站西北风道, 由于既有的59号桥梁基础采用端承短桩(桩长不足915m, 桩直径115m, 距离导洞外边缘不到213m) , 全桩完全暴露在新建国贸站西北风道的开挖影响线以内(桩底高于导洞底板仅211m) 。在进行桥梁基础加固以前, 小导洞已经施工完成, 监控量测显示: 59 号承台的累计沉降量已达7193 mm, 同一盖梁下桥梁基础差异沉降量已达3167mm, 越过差异沉降控制的警戒数值3 mm, 逼近极限指标5 mm 。西北竖井、西北风道、风道导洞、59号桥基的相对位置关系如图1所示。
5.1.2. 总体加固方案
针对工程特点, 设计方和施工单位共同提出以下5项工程措施进行桥梁基础加固和保护。
1) 在既有4根桥桩基础上, 增加4根深桩, 同时扩大承台, 由于新桩的加入调动了深部地层的抗力, 通过承台使新旧桩共同工作。
2) 采取注浆措施对桩体所在地层进行加固, 提高地层刚度, 减缓
既有基础的进一步沉降和偏转, 使新桩的沉降过程尽快完成。
3) 在后续施工中通过各种有效措施, 提高地铁结构的刚度, 减小后续沉降的发生。
4) 采取桥梁上部支顶的方案作为保障方案, 使抢险预案使用前移, 主动采取措施, 保证桥梁的绝对安全。
5) 调整邻近的东北风道的施工次序, 重视地层的“时间- 空间效应”, 减小同一盖梁下基础的差异沉降。
5.1.3、施工技术要点
3.1深桩施工、扩大承台. 经方案论证, 深桩深度2610 m, 避免采用湿法作业, 减少水对地层的不良作用, 采用人工挖孔成桩; 然后采用一次大面积植筋技术, 减少承台的暴露时间; 最终采用一次浇筑防收缩混凝土, 实现大体积承台的施工。施工中的施工要点如下:
1) 保证深桩的垂直度, 杜绝超欠挖。
2) 严格施作护壁, 减少流沙对地层造成的应力损失。
3) 施工组织严密, 连贯施工, 避免地层暴露。
4) 配合地层降水, 保证降水液面的动态调整, 将降水导致的桩周
负摩阻降到最低。
5) 严格清底, 避免虚渣的存在, 减少新桩的沉降。
6) 严格连贯执行植筋的工艺流程, 即/定位) 钻孔) 清孔) 干燥) 验收) 注胶) 植筋) 固化。
7) 严格检查所有钢筋的位置、连接, 对于植筋的固化过程严格控制时间。
8) 既有承台面进行凿毛, 并清刷干净, 涂界面剂。
9) 混凝土浇筑选择在夜间车少的条件下进行, 减少桥梁上部荷载产生的振动对混凝土的早期养护影响。
3.2 注浆技术对地层注浆中严格执行以下技术要点。
1) 在长桩验底后, 为提高桩底的端承能力, 在桩端打设钢花管, 对桩端地层进行注浆, 该措施能保证减少新桩的沉降量, 尽快实现新旧桩共同工作。
2) 在长桩桩身混凝土达到设计强度后, 采用桩周后压浆技术, 提高新桩的侧摩擦阻力、桩端阻力, 相应的在钢筋笼的加工过程中, 需要焊接固定注浆管的卡环, 桩底部分的钢筋笼与注浆管间的连接则通过焊接固定, 长度则深入钢筋笼底部300 mm。
3) 小导洞内注浆加固, 保证既有短桩的桩端地层密实, 并改善其地层刚度。注浆时保证纵向上两侧向中间打设, 横断面上由下向上打设, 保证地层应力的增加。
4) 通过比选水泥- 水玻璃浆液、超细水泥浆液、水泥浆液等多种材料, 结合地层地质条件, 考虑可注性与快凝性, 决定采用掺有磨细
粉煤灰、木质素的水泥浆液。其24 h结石抗压强度≮1MPa; 7天结石抗压强度≮5MPa 。
5) 注浆控制采用注浆压力与注浆量双重控制。
5.1.4. 效果评价
西北风道过短桩地段在实施以上方案后, 最终的不均匀沉降控制在4167 mm(见图3) 。实践证明采取的施工措施稳妥可靠、全面有效
。
5.2雅迴一桥加固
5.2.1. 工程概况
雅回一桥位于平阳县境内G104京福线，桥梁建成于1999年8月，桥梁中心桩号为K1975+566，本桥全长13m ，共1跨，桥梁纵向布置为：1 6m ，桥梁横向布置为：0.75m(护栏)+4m(非机动车道)+15.5m(行车道)+4m(非机动车道) 0.75m(护栏) 。
桥梁上部结构采用普通钢筋混凝土空心板梁，下部结构采用U 型桥台，扩
大基础，桥面铺装采用水泥混凝土。桥梁设计荷载等级为汽-20级。
桥台主要病害为0、1#台帽竖向裂缝12条，总长6.75m ，最大宽度1.0cm ，8条超规范限值（0.3mm ），Dmax=3cm；0、1#桥台台身前墙砌缝脱落、开裂5条，D max =4.5cm，桥台右侧墙横向开裂2条，D max =3cm。
5.2.2. 裂缝原因分析
病害原因分析：桥台台帽竖向裂缝与台身砌缝开裂是由于桥台基础不均匀沉降所致。
5.2.3. 加固措施
养护加固措施：
1、对台帽竖缝，宽度小于0.15mm 的裂缝进行表面封闭处理，宽度大于0.15mm 的裂缝注浆处理，对于超过规范限值的裂缝，除注浆处理外，应加强定期观测，必要时采用粘贴钢板或碳纤维布加固。
2、鉴于桥台开裂较严重，采用扩大原有基础加固方法加固基础。
5.3杨湾大桥加固
5.3.1. 工程概况
杨湾大桥位于长兴县境内104国道京福线上，桥梁总体为南北向，中心桩号K1330+304，桥梁全长338m ，桥跨布置为：4×25+（35+60+35）+4×25m ，桥面宽度2×（4.0m 人行道+3.5m辅车道
+1.5m绿化带+12m主车道+0.5m防撞护栏），该桥于2009年建成通车。
上部结构：引桥为预应力钢筋混凝土现浇箱梁，主桥为预应力变截面箱梁。
下部结构：引桥为柱式墩、台，钻孔灌注桩基础，主桥为重力式墩，扩大基础。
主桥主墩竖向裂缝出现在墩身中间联系墙部位，墙顶和侧面都有，部分裂缝已经贯穿至对面，竖向裂缝共10条，计46.5m ，其中超限裂缝6条，计40m ，Dmax=2.47mm
5.3.2. 裂缝成因分析
1）主桥主墩桩基平面布置不合理，上部结构荷载通过支座传递到墩身和基础时，横桥向主墩边桩竖向力大于中桩，边桩的竖向位移略大于中桩，主墩承台会因边桩和中桩的竖向位移差而发生竖向弯曲变形，导致墩身联系墙顶面横桥向受拉，当边桩和中桩的竖向位移差超过一定限值，裂缝就会首先从墩身联系墙顶面产生，然后向联系墙侧面延伸，形成倒U 形裂缝。右下图是边桩竖向位移比中桩大1mm 情况下，墩身联系墙的应力示意图，墩身联系墙的裂缝宽度为0.44mm 。
2）混凝土本身的收缩徐变和使用过程中车辆荷载对墩身的冲击，裂缝宽度会进一步加大。
5.3.3. 加固措施
对于针对主桥主墩竖向裂缝，加固的方法有很多种：
方案一：在墩身联系墙顶面和侧面粘贴碳纤维布；
方案二：在墩身联系墙顶面和侧面粘贴钢板；
方案三：在墩身加钢套箍；
方案四：在墩身张拉横桥向预应力筋。
方案一和方案二都是被动式加固方案，对已经产生的裂缝没有用，只有当墩身竖向裂缝进一步开裂时才能发挥作用；方案三和方案
四都是主动式加固方案，通过在墩身张拉横桥向力，可以适当减小裂缝宽度，对于防止裂缝的开展也比方案一和方案二有效，但方案四需要在墩身植筋，对主墩有一定破坏，而方案三基本不会破坏原主墩，考虑到对主墩原结构尽量保护，本次加固采用方案三在墩身加钢套箍作为推荐方案。
6、总结
目前国内外对桥梁的检查与加固维修的方法与技术研究较多，对相关理论基础的研究却相对较少。王光远院士曾指出，当前力学工作者与结构工作者的精力主要集中于研究结构分析、设计和施工的理论和方法(其目的是提高结构设计和施工的质量) ，而对于结构系统的方案论证以及服役后的评估和维修理论则研究较少，这是力学界与结构工程界研究的一个薄弱环节。
可以预见，从基本理论角度对既有桥梁加固方案进行研究，是今后桥梁研究工作中的一个重要方向。
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浙江大学建 筑 工程学院
工程硕士课程作业
课程名称 基础工程
任课教师 柯翰
专业年级建筑与土木领域(土木方向) 13级
姓 名基础沉降对桥梁上部结构的影响及
加固措施-2汇总稿
成 绩
目录
1、桥梁基础沉降的危害及原因 ................................................................................. 4
1.1、桥梁基础沉降的危害 ................................................................................... 4
1.2、基础沉降的原因 ........................................................................................... 6
1.2.1不均匀沉降的成因分析 . ....................................................................... 6
2、桥梁结构加固意义 ................................................................................................. 7
3、国内外结构加固研究现状 ..................................................................................... 9
3.1 国内外桥梁研究问题 ..................................................................................... 9
3.2. 桥梁结构性能评估方法及加固设计原则 . ................................................... 11
3.2.1桥梁结构性能评估方法 . ..................................................................... 11
3.2.2桥梁结构加固设计原则及方案确定 . ................................................. 12
4、桥梁结构加固常见技术措施 ............................................................................... 14
4.1. 桥梁上部结构加固技术 . ............................................................................... 14
4.2. 桥梁下部结构加固技术 . ............................................................................... 17
4.3. 桥梁加固方法选用原则 . ............................................................................... 20
5、工程实例 ............................................................................................................... 21
5.1北京地铁10号线国贸站北风道59号桥基加固施工技术 ....................... 21
5.1.1. 工程概况.............................................................................................. 21
5.1.2. 总体加固方案...................................................................................... 22
5.1.3、施工技术要点 . .................................................................................. 23
5.1.4. 效果评价.............................................................................................. 25
5.2雅迴一桥加固 ................................................................................................ 25
5.2.1. 工程概况.............................................................................................. 25
5.2.2. 裂缝原因分析...................................................................................... 26
5.2.3. 加固措施.............................................................................................. 26
5.3杨湾大桥加固 ................................................................................................ 26
5.3.1. 工程概况.............................................................................................. 26
5.3.2. 裂缝成因分析...................................................................................... 27
5.3.3. 加固措施.............................................................................................. 28
6、总结 ....................................................................................................................... 30
摘要
随着交通事业的迅猛发展，现有桥梁性能的完整性在交通体系中的地位越加重要。大量带有结构缺陷病害的桥梁会严重制约经济的发展，危及人民群众生命安全、重建不仅周期长、投资大，巨大的人力财力投入也不符合我国现阶段基本国情。如何充分利用现有桥梁，对其进行有效的技术改造，将是今后相当长的一段时期内我国桥梁建设者面临的一个紧迫而特殊的任务。对桥梁加固技术的进一步研究，具有重大的经济价值和社会意义。本文主要工作如下:
(l)回顾了桥梁结构加固研究意义与国内外研究现状，总结了桥梁结构性能评估方法及加固设计原则，并对桥梁结构的一般病害成因作了分析，归纳了常用的桥梁结构加固技术方法。
(2)结合工程实例，分析了病害对结构功能的影响，针对工程特点确定了增补基础强度技术加固为主，同时配合增大截面法、桥面补强加固和粘钢补强法的加固方案。并对工程实例中各种加固方法的加固机理及其具体应用进行了研究分析。
考虑到各加固措施之间的关系及施工工艺对加固效果的影响，本文对加固施工工序及施工工艺进行了研究，对具体加固施工有指导意义。
随着国民经济和交通建设的蓬勃发展，公路运输在世界各国当前运输体系中占有极其重要的地位。公路运输量大幅度提高，行车密度及车辆载重不断增加，而桥梁作为公路的咽喉，其使用功能的好坏直接影响整条线路的畅通，其正常营运是确保交通安全的关键。然而桥梁结构由于自身存在使用周期内的自然老化、各种意想不到的自然灾害，设计过程中的历史局限或是施工过程中的初始缺陷，造成现有桥梁中的相当一部分己满足不了使用上的要求。其中，基础沉降对桥梁结构有着非常重要的影响，每年因为基础沉降造成的桥梁垮塌事件很多，基础沉降现在是桥梁结构中比较严重的危害之一。本文就基础沉降引起的桥梁结构类型及加固措施进行探讨。
1、桥梁基础沉降的危害及原因
1.1、桥梁基础沉降的危害
北京市某大型立交，建于1989年。2003年，地铁线从该立交的1号匝道桥的25号、26号墩之间及2号匝道桥的35号、36号墩下穿过。1号和2号匝道桥为连续梁桥，两桥上部结构形式相同，均为平面曲线钢筋混凝土连续箱梁，单箱单室，桥梁宽度为9．65m 。中线跨径18．325m+18m+18m+18．325m=54．65m ，中线平弯半径为43．625m ，梁高1-6m ，箱底宽4．25m 。下部结构为预制安装的Y 型墩，承台，钻孔灌注桩基础。设计荷载为汽车一20级，挂车一100，地震烈度为8度设防。1号、2号匝道桥桥梁结构形式见表
1。由于施工降水及开挖等原因，使得1号、2号匝道桥基础产生了不同程度的沉降。基础沉降造成了这两联桥梁底板腹板严重开裂。 2009年6月29曰凌晨2点34分，黑龙江省铁力市呼兰河大桥被哈尔滨方向开过来的一辆超重挂车压塌了桥体，该车和后面过来的车辆一起掉入桥下2m 深的水中。截至到30日下午四点钟，打捞工作已经基本上结束了，一共从发现事故的现场发现了8辆车，其中包括7辆大货车和1辆小型面包车。事故工造成2 1人落水，其中有4人已经死亡，落水人员全部打捞上岸。事后分析主要原因就是是3号墩台的基底局部被桥下水流冲刷导致脱空，承载能力不足，基础沉降以及基础位移。
【12】诱发原因是那辆出事挂车对桥梁的荷载作用。
1994年10月韩国汉城横跨汉江的圣水大桥因长期超负荷运营，中央垮塌50m ，造成犯人死亡。2001年3月，葡萄牙北部杜罗河上一座公路桥因年久失修经不住暴雨和洪水的袭击而坍塌，造成70余人落水失踪。2007年8月美国密西西比河上一座处于维修状态的桥梁在交通高峰间发生坍塌，多辆汽车坠入河中，造成4人死亡，多人受伤。国内也屡屡出现此类事故:1999年1月，设计、施工及管理都存在一定问题的重庆彩虹桥而发生整体垮塌，造成40人死亡，14人受伤，直接经济损失631万元。2004年6月，辽宁省盘锦市境内多年未经维护的田庄台大桥悬臂梁段突然断裂，造成挂孔整体脱落，三辆汽车落水。2007年8月湖南凤凰施工中的堤溪沱江大桥发生垮塌，造成14人死亡，22人受伤。
1.2、基础沉降的原因
1.2.1不均匀沉降的成因分析
从沉降的计算理论来分析其原因, 附加应力、地基压缩层厚度以及地基土的压缩模量, 是导致沉降的本质因素; 基底附加应力p 是引起地基土压缩、导致建筑沉降的外因。而对于工程的不均匀沉降, 引起基础不均匀沉降的原因可分为下列几类:
1) 地基土本身的不均匀性。地基土并不是单一的匀质材料, 但在设计中对其作了简化假定, 使其单一化理想化, 表达为土的容重C 、压缩模量E 、密实度p 等, 这样就使计算与实际有一定的误差。因此, 尽管设计时计算得很认真, 也并不能保证建筑物能够完全均匀沉降。
2) 施工中出现的问题。由于施工时地基处理的不好, 或因地质勘探不细, 没有发现地下的某些不良地质现象, 如暗洪、坑洞等, 因而未作处理或处理不善, 从而引起地基的不均匀沉降。
3) 建成后使用过程中的意外影响。由于地下水管的大量漏水引起地基局部下沉, 或因为临时的大量的地面堆载而引起局部下沉, 另外还有相邻新建筑产生的影响等。
4) 计算过程中的不正确因素的影响。主要是计算过程中, 沉降经验系数的取值及一些人为的计算方法选择的影响。
5) 地基面积安全储备的不同。在具体设计中, 对承受外荷载较大的部分, 设计者会给予精确计算, 而对外荷载较小的部分, 往往会采取估算方法, 并给予相对较大的富余量, 而这恰恰是不可取的。
6) 地基处理方法选取不当。地基处理方法多种多样, 每种处理方法都有各自适用的范围, 并且对不同的工程要求处理的效果也不相同。不同地区的地质条件千差万别, 同一地区的不同工程或者同一工程的不同部位地质条件也不尽相同, 因此有可能需要同时运用多种地基处理方法。但为了施工方便, 实际工程中有可能会使用同一方法处理不同软弱地基, 而这往往是造成差异沉降的隐蔽因素。
7) 桥梁结构设计不当。一般结构设计时, 都会验算地基承载力, 使其满足要求。但常常忽略地基承载力之内的地基差异变形, 当基础相邻部位的上部荷载差异较大, 又没采取相应的地基处理措施时, 往往都会产生差异沉降。
2、桥梁结构加固意义
据有关资料表明，美国现有桥梁总. 数约为60万座，其中1/3被美国联邦公路局(FHwA)划为不符合要求，其中12万座被列为具有结构缺陷(仅限于通行轻型车辆、关闭或需要立即修复才能开放) 。据美国家桥梁分类目录(NBI)统计，平均每年约有150一200座桥梁部分或完全倒塌，这些桥梁的平均寿命不足20年，单其修复费用每年就高达900亿美元。英国约有92000座桥梁是在1922年以前修建的，当时尚未引入荷载标准，导致约有1/4的桥梁不能满足现代化要求，如果采用重建则需要高达8亿3千万英镑的费用。而在法国和德国，有结构性缺损的桥梁比例更是达到了39%和37%。就我国而言，截至2006年底，据不完全统计，全国现有各类桥梁50万座，6成以上
桥梁主要分布在技术标准低、通行能力差的公路上，这些桥梁荷载标准大多为汽-13、拖-60或汽-15、挂-80，还有相当一部分桥梁的荷载标准仅为汽-10、履带-50。我国公路桥梁虽然大部分是建国以后修建的，桥龄一般在50年以内，但病害问题正在暴露。尽管从2001年起各地交通部门加大了对危桥的改造力度，但全国每年都在产生新的病害桥梁。
桥梁产生病害不及时维修，超负荷“带病工作”将导致灾难性的后果，危及人民生命安全。1994年10月韩国汉城横跨汉江的圣水大桥因长期超负荷运营，中央垮塌50m ，造成犯人死亡。2001年3月，葡萄牙北部杜罗河上一座公路桥因年久失修经不住暴雨和洪水的袭击而坍塌，造成70余人落水失踪。2007年8月美国密西西比河上一座处于维修状态的桥梁在交通高峰间发生坍塌，多辆汽车坠入河中，造成4人死亡，多人受伤。
国内也屡屡出现此类事故:1999年1月，设计、施工及管理都存在一定问题的重庆彩虹桥而发生整体垮塌，造成40人死亡，14人受伤，直接经济损失631万元。2004年6月，辽宁省盘锦市境内多年未经维护的田庄台大桥悬臂梁段突然断裂，造成挂孔整体脱落，三辆汽车落水。2007年8月湖南凤凰施工中的堤溪沱江大桥发生垮塌，造成14人死亡，22人受伤。
众所周知，桥梁建设投资大、周期长，重建不仅会造成有线路上将病害桥梁拆除重建既不现实，也不科学。有悖于经济建设的可持续发展战略。世界各国都按照充分利用和革新的原则，对存在病害的桥
梁采取适当的加固改造措施，以满足桥梁营运和延长其使用年限的需要。实践经验证明，只要采用合理可靠的桥梁加固措施，对恢复和提高桥梁的承载能力及通行能力，延长其使用寿命，是行之有效的。一般情况下，桥梁的加固费用约为新建桥梁费用的10%一20%，而且病害桥梁加固或改造措施可以在不中断桥上运输或通航的条件下实施。因此，如何充分利用现有桥梁，对其进行有效的技术改造，将是今后相当长的一段时期内我国桥梁建设面临的一个紧迫而特殊的任务。对桥梁加固技术的更深一步研究，具有重大的经济价值和社会意义。
3、国内外结构加固研究现状
3.1 国内外桥梁研究问题
对桥梁结构的加固研究，世界各国都给予了极大的关注。1981年4月由联合国“经济合作与发展组织(OECD)”主持召开了“关于道路桥梁维修管理国际会议”，会议提出如下六个方面的问题要求加以研究:
1) 如何正确评价现有桥梁的实际承载能力与安全度的问题;
2) 如何及早地检查发现桥梁产生的损坏及异常现象，正确地检定结构物的损坏度，从而采用合理的维修加固方法问题;
3) 桥梁损坏与维修加固的实际应用问题;
4) 桥梁维修加固技术，即应用维修加固新的技术与方法问题;
5) 桥梁设计与维修管理的关系，即如何把维修加固中发现的问
题，放到今后桥梁设计上进行考虑的问题;
6) 桥梁维修加固的未来展望，即维修加固方法将来会怎样发展，如何提出更合理的维修管理方法与策略的问题。
该机构还组织有关国家进一步开展这方面的研究工作。桥梁加固技术研究已成为世界各国面临的问题。1980年在巴黎和布鲁塞尔、1982年在华盛顿都曾召开关于旧桥加固问题的国际专题会议。很多国家对现有桥梁的安全性评价、检测及维修加固等方面提出了众多篇有价值的论文。
我国在桥梁加固技术方面最早的试验研究始于20世纪80年代末。在“六五”计划期间，对公路旧桥的检测、评价和加固方法进行广泛的研究和工程实践，并取得了良好的经济效益和社会效益。“七五”计划期间，交通部适时地将“旧桥检测、评价、加固技术的应用”列为1989一1990年科技进步“通达计划”项目，交通部科技情报所具体组织推广。此后数年间，通过一系列试验研究和旧桥加固改造工程的实践，我国桥梁的检测、评价和加固技术研究及应用得到迅速的发展，同时也积累了许多宝贵的经验。80年代我国颁布了由交通部第二公路勘察设计院完成的《公路旧桥承载能力鉴定试验方法》，是通过多年的实践形成了一定的加固技术成果。2000年12月，在厦门召开了“中国公路旧桥改造与维修技术研讨会”;2006年12月，中国公路学会桥梁和结构工程分会决定邀请业内具有设计、施工、技术管理经验的专家，举办“公路桥梁检测、评定与加固关键技术研讨会”;2007年3月，《公路桥梁加固技术规范》初稿协调会在西安召开，《公路桥梁加
固技术规范》是交通部2005年公路工程行业标准制修订计划项目，由中交第一公路勘察设计研究院负责主编。2007年8月，在大连召开了“桥梁检测、评定与改扩建、加固关键技术研讨会”，主要对近年来国内加固成功的桥梁进行了技术总结，对桥梁检测、评定与加固中的关键技术以及相关的新材料、新设备应用展开深入探讨。近年来，公路桥梁检测评定和加固技术研究已逐步得到重视，但系统完善地诊断病害、实施合理加固及加固后的桥梁评定仍显不足，桥梁检测、评定以及加固改造中的关键技术仍尚待充分有效的推广。
3.2. 桥梁结构性能评估方法及加固设计原则
桥梁加固前，要对桥梁结构的承载能力和使用性能及耐久性进行全面的评估，根据评估结果，对其进行加固设计。对存在病害的桥梁要进行科学合理的评估，正确分析病害原因找出结构缺陷，才能合理的运用理论分析，依据加固设计的原则，利用合适的加固技术进行桥梁的加固补强设计，这正是所谓的“对症下药”。
3.2.1桥梁结构性能评估方法
桥梁结构的承载能力和使用功能评估通常采用以下三个途径: 根据相关规范要求对照桥梁存在的缺陷及病害进行综合评定我国《公路桥涵养护规范》 (JTGHll一2004) 规定，桥梁的总体技术状况等级评定，宜采用考虑桥梁各部件权重的综合评定方法。这种方法首先根据各部位的缺损程度、缺
损对结构使用功能的影响程度和缺损发展变化情况等方面以累加评
分方法对各部件缺损情况作出等级评定，然后参照各部件权重和综合评定法，对全桥总体技术情况等级做
出评定。这种评定方法只能给出宏观的分析结果，但是对桥梁养护、管理和改造加固决策分析必不可少。
②根据现场荷载试验进行评估通过现场荷载试验，包括动载试验和静载试验可以直接确定结构的实际承载力和使用功能。对于缺失原始设计资料的旧桥，为确定其实际承载能力和使用功能，荷载试验必不可少。
③通过理论计算分析进行评估
在现场调查和病害检测分析的基础上，考虑结构病害、损伤的影响，按现行规范检算结构的承载能力和使用功能是目前我国采用的主要评估方法。荷载试验与理论计算相结合，可得出更为符合实际的评估结果。
3.2.2桥梁结构加固设计原则及方案确定
2004年交通部批准并颁布了《公路桥涵设计通用规范》 (JTGD60一2004) 和《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》 (JTGD62一2004) 。新规范是在桥涵设计的老规范的基础上修订而成。阐述了结构的可靠性是由结构的安全性、适用性、和耐久性决定的。在结构设计中，结构的安全性、适用性和耐久性是采用功能极限状态作为判别条件的。所谓功能极限状态就是指整个结构构件的一部分或全部超过某一特定状态就不能满足某一功能要求，此特定状
态就称为结构的极限状态。新规范是按概率极限状态设计法编写的。概率极限状态设计法分为两类:承载能力极限状态和正常使用极限状态设计法。其计算原则不仅是桥梁设计和计算的基本原则，也是对病害桥梁承载能力评定、加固和改造设计的基本原则和标准。
加固设计方案的确定，首先根据桥梁现有状况对加固改造的必要性和可能性做出分析判断，然后对各种加固设计方法的技术经济效益进行比较，选择合理的加固方案。首先要分清加固性质、明确加固目的。桥梁加固分为承载力加固(强度加固) 、使用功能加固、耐久性加固和抗震加固:
①承载力加固。承载力加固是确保结构安全工作的基础，是桥梁加固设计的核心。其内容包括正截面抗弯承载力和斜截面抗剪承载力两部分。
②使用功能加固。使用功能加固是确保桥梁正常工作的需要，主要对活载变形或振动过大的构件增加截面刚度，以此满足结构使用功能要求。
③耐久性加固。耐久性加固指对结构损伤部位进行修复和补强，以阻止结构性能继续恶化，消除损伤隐患，提高结构的耐久性，延长结构使用寿命。
④抗震加固。抗震加固指对遭受地震破坏的结构或结构节点进行加固补强，提高结构抗震能力。
4、桥梁结构加固常见技术措施
桥梁加固一般是通过对构件的补强和结构性能的改善来恢复或提高现有桥梁的承载能力，以延长使用年限，适应现代交通运输的要求。承载力加固按照加固构件不同，笔者认为可分为上部结构加固和基础加固。其中上部结构加固又可分为加大截面加固法、外部粘贴加固法、外部预应力加固法、改变结构体系加固法、增设纵梁加固法等。基础加固可分为基础扩大加固法、增补桩基加固法、人工地基加强法等。
4.1. 桥梁上部结构加固技术
桥梁上部结构的常用加固方法有以下几种
1) 加大截面加固法，也称为外包混凝土加固法，是用增大混凝土结构物的截面面积和配筋进行加固的一种方法。这种加固方法要求被加固的桥梁下部结构能够承受更多的自重，能够提供更高的承载力。通常情况下，以加厚桥面板或者加大主梁的梁肋宽度为主。该法施工工艺简单、适应性强，并具有成熟的设计和施工经验，适用于较小跨径的T 梁桥或者板桥的加固。采用此法加固后桥梁刚度明显提高，承载能力也取得较好的效果。但现场施工的湿作用时间长，对生产和生活有一定的影响，且加固后的建筑物净空有一定的减小。
2) 预应力加固法，是采用外加预应力的钢拉杆对结构进行加固的方法，预应力技术能大大缩短施工工期，能降低被加固构件的应力水平，不仅使加固效果好，而且还能较大幅度地提高结构整体承载力，
但加固后对原结构外观有一定影响。适用于要求提高承载力、刚度和抗裂性及加固后所占用空间小的桥梁。
3) 改变结构受力体系加固法，此法是改变桥梁结构受力体系，达到提高桥梁承载能力得目的。如:在简支梁下增设支架或桥墩，或把简支梁与简支梁纵向加以连接，由简支变连续梁，或在梁下增设钢析架等加劲或结合梁等，以减小梁内应力，达到提高梁的承载力的目的。改变结构体系的方法有多种，但往往都需要在桥下操作，或设置永久设施，因而减小桥下净空，或施工时会影响通航，所以必须考虑通航及桥梁排洪能力。但是，该法由于加固效果较好，目前也是常用来作解决临时通行超重车辆的一种加固措施。重车通过后，临时支撑可以随后拆除。
4) 粘贴FRP 加固法，是采用高强度或高弹性模量的纤维复合材料，用专门配置的粘贴树脂或浸渍树脂粘贴在桥梁混凝土构件表面，使之与原构件形成整体共同受力的加固方法。目前，结构工程中常用的FRP 材料有玻璃纤维、碳纤维(CFRP)和芳纶纤维 (AFRP)3种，其中以碳纤维增强复合材料(CFRP)应用更多。该方法的主要特点是:.高强高效，可设计性强，基本不改变原结构外观，不会对原结构造成损害; 运输、储存、施工更方便、快捷，容易保证施工质量而且后期维护费用低; 几乎不增加结构自重和截面尺寸，不改变净空高度，对原结构几乎不会造成新的损伤; 具有高的强度重量比和刚度重量比率、良好的耐腐蚀性、耐久性和抗疲劳性能、热膨胀系数低等特点; 根据受力分析可进行多层粘贴进行补强，其方向性也可以灵活控制〔8]
图。当被加固的桥梁结构处于特殊环境时，应根据具体情况选用其他防护材料。粘贴碳纤维布加固方法往往辅以裂缝灌浆、封闭等方法。该方法的缺点是弹性模量与强度比值过低; 环氧树脂在温度大于60oC 时会呈现软化现象，因此只能用于阴凉通风处的结构构件。
5) 喷混凝土加固法，该法是在原有结构上喷涂一层高品质的混凝土，以恢复对钢筋的保护，提高己剥离或变质的混凝土的强度，提供美观表面的功能，是目前常用的维修加固方法，但只能用于结构破坏非常轻微的桥梁构件中。
6) 置换混凝土加固法，该法的优点与加大截面法相近，且加固后不影响建筑的净空，但同样存在施工的湿作用时间长的缺点。适用于受压区混凝土强度偏低或有严重缺陷的梁、柱等混凝土承重构件的加固。
7) 有粘结外包型钢加固法，该法也称湿式外包钢加固法，特点是受力可靠，施工简便、现场工作量较小，但用钢量较大，且不宜在无防护的情况下用于60℃以上的高温场所。适用于使用上不允许显著增大原构件截面尺寸，但又要求大幅度提高其承载能力的混凝土结构加固。
8) 增设纵梁加固法，在墩台地基安全性能好，并具有足够承载能力的情况下，可采用增设承载力高和刚度大的新纵梁，新梁与旧梁相连接，共同受力。由于荷载在新增纵梁后的桥梁结构中重新分布，使原有梁中所受荷载得以减小，由此使加固后的桥梁承载能力和刚度得到提高。
4.2. 桥梁下部结构加固技术
桥梁下部结构的常用加固方法有以下几种:
1) 扩大基础加固法，即扩大桥梁基础底面积。此法适用于基础承载力不足或埋深太浅，而墩台又是砖石或混凝土刚性实体式基础时的情况。扩大基础底面积应由地基强度检算确定。当地基强度满足要求而缺陷仅仅表现为不均匀沉降变形过大时，采用扩大基础底面积的加固，主要由地基变形计算加以选定。
一、墩台扩大基础加固的施工顺序如下：
（1）在加宽的范围内打板桩围堰，如墩台基础土壤不好时，应作必要的加固。
（2）对围堰内土壤，挖至必要的深度（注意墩台的安全）。
（3）在堰内把水抽干。
（4）按照设计要求，在原墩台侧面凿孔并置入锚固钢筋。
（5）立模，浇筑混凝土并养生至设计强度。
二、加固施工方案：
扩大墩台基础加固主要注意新老基础应结合牢固，以防止发生裂缝，并且能使加固后的扩大基础能与原结构共同受力。其具体措施如下：
（1）将旧墩基础混凝土侧面凿毛，然后再注入新加部分的混凝土；
（2）若原墩台身为浆砌片石砌体，则可将原墩身对应于新加部分的一面拆除表层的一部分石块，然后再砌新砌体，使新旧砌体犬牙交错，互相咬码；
（3）有条件可制作一个强劲的钢筋混凝土箍把新旧两部分统一箍紧。在其新旧结合处附近局部加设加强钢筋，以保证该处不会产生缝裂。
（4）对于拱桥，可在桥台两侧加设钢筋混凝土实体耳墙，并将耳墙与原桥台用钢销联结起来，从而达到增大桥台基础面积，提高桥台承载力的目的。加固后耳墙与原桥台联结在一起，因此，即增加了竖向承压面积，又由于耳墙的自重而增加了抗水平推力的摩阻力。
2) 增补桩基加固法，即在桩式基础的周围补加钻孔桩，或打入钢筋混凝土预制桩，扩大原承台，以此提供基础的承载力，增强基础的稳定性，主要用于当桥梁墩台基底下有软卧层，或墩台基础未下至坚硬层时，墩台发生沉陷以及桩的深度不足，或由于水流冲刷等原因使桩发生倾斜的情况。
增补桩基的加固方法适用于以下情形：
①当桥梁采用桩基础，改造拓宽项目，通过增加桩的数量，扩大承台面积，提高基础承载力；
②桥梁墩台基底下有软弱层，墩台发生深陷，而桩的深度不足； ③由于风蚀、水蚀或冲刷等原因使桩基外露或发生倾斜时。
对单排架桩式桥墩采用打桩（或钻孔灌注桩）加固法，如原有桩距较大（在4～5倍桩径时），可在桩间插桩，如原有桩距较小且通航净跨允许缩小时，可在原排架两侧增加桩数，成为三排式的墩柱。 当桥台垂直承载力不足时，一般可在台前增加一排桩并浇筑盖梁，以分担上部结构传来的压力。打桩（或钻孔桩）时可利用原有桥面做脚手架，在桥面上开洞插桩。增浇的盖梁可单独受力，也可联结在一起，使旧盖梁、旧桩及新桩一起受力。
在对一些结构良好的老桥采用增补桩基实施下部结构的加固时，往往受桥下净空影响，不能满足常规机械的进入，可利用老桥的上部结构自重，以手动大吨位千斤顶，将预制桩无振动无噪音地嵌入土中。压入桩的承台与施工反梁合二为一，既有为静压施工传递上部恒载的反梁，又为加固的桥墩提供一个新老桩基共同受力的承台。
3) 钢筋混凝土套箍或护套加固法。当桥梁墩台由于基础埋置深度不够，或因施工质量控制不严等原因，导致墩台开裂破损时，有时会出现贯通裂缝，可采用钢筋混凝土围带或钢箍进行加固。加固时一般在墩身上、中、下分设三道围带，其间距应大致相当于桥墩侧面的宽度。
4) 桥台新建辅助挡土墙加固法。由于桥台台背水平土压力过大，引起桥台倾斜，应设法采取平衡桥台壁的土压力处理，在台背之后加建一挡土墙，以抵抗过大的压力。
5) 墩台拓宽方法。利用旧桥基础，靠墩台盖梁挑出悬臂加宽部分，以便安装加宽的上部结构。此种情况为只加宽墩台上部的盖梁，墩台
身和基础则不需予以加固。采用此法加宽墩台时，旧桥墩台基础必须完好、稳定，且需经过承载力验算后才能采用。否则，应在老桥的墩台旁，另新浇筑拓宽部分的墩台及基础。
4.3. 桥梁加固方法选用原则
桥梁加固的方法有多种，对于具体的工程如何选用，应依照以下的原则：
l) 采用加固方案之前，须先考虑耗费少、功效快，不中断交通、技术上可行，有较好耐久性等方面的要求。
2) 补强加固是通过加大或修复桥梁构件来提高局部或整座桥梁承载能力的措施。因此桥梁加固工作一般以不更改原结构形式为原则，在兼顾经济性的前提下，只有在较复杂的情况下，才可考虑更改结构形式。如果采用补强加固的方式仍不能达到交通运输要求，则必须考虑进行重建桥梁的部分或全部。
3) 选择桥梁加固方式时，必须考虑旧桥现状、承载能力减弱的程度以及日后交通量，最好参考己经成功完成补强加固的桥梁的施工。
4) 采用扩大或者增加桥梁构件断面的方法进行加固前，应考虑增加部分与原有部件的结合效果。
5、工程实例
5.1北京地铁10号线国贸站北风道59号桥基加固施工技术
5.1.1. 工程概况
北京地铁10号线国贸站位于东三环中路与建国门外大街的交叉路口处, 既有国贸桥的北侧, 车站主体与东三环中路走向一致, 车站主体及北侧风道均采用洞桩法施工。大北窑桥(东西向) 、国贸桥(南北向) 和地面交通, 构成地上3层交通系统。该工点处, 地上交通繁忙, 交通疏解的空间有限; 道路下市政管线众多, 对管线进行临时拆、改、移的场地局促; 桥梁竣工资料不齐, 虽然历经数次排查, 既有 桥梁基础的状况仍然存在盲点。
国贸桥59号桥梁基础的加固工程邻近10号线国贸站西北风道, 由于既有的59号桥梁基础采用端承短桩(桩长不足915m, 桩直径115m, 距离导洞外边缘不到213m) , 全桩完全暴露在新建国贸站西北风道的开挖影响线以内(桩底高于导洞底板仅211m) 。在进行桥梁基础加固以前, 小导洞已经施工完成, 监控量测显示: 59 号承台的累计沉降量已达7193 mm, 同一盖梁下桥梁基础差异沉降量已达3167mm, 越过差异沉降控制的警戒数值3 mm, 逼近极限指标5 mm 。西北竖井、西北风道、风道导洞、59号桥基的相对位置关系如图1所示。
5.1.2. 总体加固方案
针对工程特点, 设计方和施工单位共同提出以下5项工程措施进行桥梁基础加固和保护。
1) 在既有4根桥桩基础上, 增加4根深桩, 同时扩大承台, 由于新桩的加入调动了深部地层的抗力, 通过承台使新旧桩共同工作。
2) 采取注浆措施对桩体所在地层进行加固, 提高地层刚度, 减缓
既有基础的进一步沉降和偏转, 使新桩的沉降过程尽快完成。
3) 在后续施工中通过各种有效措施, 提高地铁结构的刚度, 减小后续沉降的发生。
4) 采取桥梁上部支顶的方案作为保障方案, 使抢险预案使用前移, 主动采取措施, 保证桥梁的绝对安全。
5) 调整邻近的东北风道的施工次序, 重视地层的“时间- 空间效应”, 减小同一盖梁下基础的差异沉降。
5.1.3、施工技术要点
3.1深桩施工、扩大承台. 经方案论证, 深桩深度2610 m, 避免采用湿法作业, 减少水对地层的不良作用, 采用人工挖孔成桩; 然后采用一次大面积植筋技术, 减少承台的暴露时间; 最终采用一次浇筑防收缩混凝土, 实现大体积承台的施工。施工中的施工要点如下:
1) 保证深桩的垂直度, 杜绝超欠挖。
2) 严格施作护壁, 减少流沙对地层造成的应力损失。
3) 施工组织严密, 连贯施工, 避免地层暴露。
4) 配合地层降水, 保证降水液面的动态调整, 将降水导致的桩周
负摩阻降到最低。
5) 严格清底, 避免虚渣的存在, 减少新桩的沉降。
6) 严格连贯执行植筋的工艺流程, 即/定位) 钻孔) 清孔) 干燥) 验收) 注胶) 植筋) 固化。
7) 严格检查所有钢筋的位置、连接, 对于植筋的固化过程严格控制时间。
8) 既有承台面进行凿毛, 并清刷干净, 涂界面剂。
9) 混凝土浇筑选择在夜间车少的条件下进行, 减少桥梁上部荷载产生的振动对混凝土的早期养护影响。
3.2 注浆技术对地层注浆中严格执行以下技术要点。
1) 在长桩验底后, 为提高桩底的端承能力, 在桩端打设钢花管, 对桩端地层进行注浆, 该措施能保证减少新桩的沉降量, 尽快实现新旧桩共同工作。
2) 在长桩桩身混凝土达到设计强度后, 采用桩周后压浆技术, 提高新桩的侧摩擦阻力、桩端阻力, 相应的在钢筋笼的加工过程中, 需要焊接固定注浆管的卡环, 桩底部分的钢筋笼与注浆管间的连接则通过焊接固定, 长度则深入钢筋笼底部300 mm。
3) 小导洞内注浆加固, 保证既有短桩的桩端地层密实, 并改善其地层刚度。注浆时保证纵向上两侧向中间打设, 横断面上由下向上打设, 保证地层应力的增加。
4) 通过比选水泥- 水玻璃浆液、超细水泥浆液、水泥浆液等多种材料, 结合地层地质条件, 考虑可注性与快凝性, 决定采用掺有磨细
粉煤灰、木质素的水泥浆液。其24 h结石抗压强度≮1MPa; 7天结石抗压强度≮5MPa 。
5) 注浆控制采用注浆压力与注浆量双重控制。
5.1.4. 效果评价
西北风道过短桩地段在实施以上方案后, 最终的不均匀沉降控制在4167 mm(见图3) 。实践证明采取的施工措施稳妥可靠、全面有效
。
5.2雅迴一桥加固
5.2.1. 工程概况
雅回一桥位于平阳县境内G104京福线，桥梁建成于1999年8月，桥梁中心桩号为K1975+566，本桥全长13m ，共1跨，桥梁纵向布置为：1 6m ，桥梁横向布置为：0.75m(护栏)+4m(非机动车道)+15.5m(行车道)+4m(非机动车道) 0.75m(护栏) 。
桥梁上部结构采用普通钢筋混凝土空心板梁，下部结构采用U 型桥台，扩
大基础，桥面铺装采用水泥混凝土。桥梁设计荷载等级为汽-20级。
桥台主要病害为0、1#台帽竖向裂缝12条，总长6.75m ，最大宽度1.0cm ，8条超规范限值（0.3mm ），Dmax=3cm；0、1#桥台台身前墙砌缝脱落、开裂5条，D max =4.5cm，桥台右侧墙横向开裂2条，D max =3cm。
5.2.2. 裂缝原因分析
病害原因分析：桥台台帽竖向裂缝与台身砌缝开裂是由于桥台基础不均匀沉降所致。
5.2.3. 加固措施
养护加固措施：
1、对台帽竖缝，宽度小于0.15mm 的裂缝进行表面封闭处理，宽度大于0.15mm 的裂缝注浆处理，对于超过规范限值的裂缝，除注浆处理外，应加强定期观测，必要时采用粘贴钢板或碳纤维布加固。
2、鉴于桥台开裂较严重，采用扩大原有基础加固方法加固基础。
5.3杨湾大桥加固
5.3.1. 工程概况
杨湾大桥位于长兴县境内104国道京福线上，桥梁总体为南北向，中心桩号K1330+304，桥梁全长338m ，桥跨布置为：4×25+（35+60+35）+4×25m ，桥面宽度2×（4.0m 人行道+3.5m辅车道
+1.5m绿化带+12m主车道+0.5m防撞护栏），该桥于2009年建成通车。
上部结构：引桥为预应力钢筋混凝土现浇箱梁，主桥为预应力变截面箱梁。
下部结构：引桥为柱式墩、台，钻孔灌注桩基础，主桥为重力式墩，扩大基础。
主桥主墩竖向裂缝出现在墩身中间联系墙部位，墙顶和侧面都有，部分裂缝已经贯穿至对面，竖向裂缝共10条，计46.5m ，其中超限裂缝6条，计40m ，Dmax=2.47mm
5.3.2. 裂缝成因分析
1）主桥主墩桩基平面布置不合理，上部结构荷载通过支座传递到墩身和基础时，横桥向主墩边桩竖向力大于中桩，边桩的竖向位移略大于中桩，主墩承台会因边桩和中桩的竖向位移差而发生竖向弯曲变形，导致墩身联系墙顶面横桥向受拉，当边桩和中桩的竖向位移差超过一定限值，裂缝就会首先从墩身联系墙顶面产生，然后向联系墙侧面延伸，形成倒U 形裂缝。右下图是边桩竖向位移比中桩大1mm 情况下，墩身联系墙的应力示意图，墩身联系墙的裂缝宽度为0.44mm 。
2）混凝土本身的收缩徐变和使用过程中车辆荷载对墩身的冲击，裂缝宽度会进一步加大。
5.3.3. 加固措施
对于针对主桥主墩竖向裂缝，加固的方法有很多种：
方案一：在墩身联系墙顶面和侧面粘贴碳纤维布；
方案二：在墩身联系墙顶面和侧面粘贴钢板；
方案三：在墩身加钢套箍；
方案四：在墩身张拉横桥向预应力筋。
方案一和方案二都是被动式加固方案，对已经产生的裂缝没有用，只有当墩身竖向裂缝进一步开裂时才能发挥作用；方案三和方案
四都是主动式加固方案，通过在墩身张拉横桥向力，可以适当减小裂缝宽度，对于防止裂缝的开展也比方案一和方案二有效，但方案四需要在墩身植筋，对主墩有一定破坏，而方案三基本不会破坏原主墩，考虑到对主墩原结构尽量保护，本次加固采用方案三在墩身加钢套箍作为推荐方案。
6、总结
目前国内外对桥梁的检查与加固维修的方法与技术研究较多，对相关理论基础的研究却相对较少。王光远院士曾指出，当前力学工作者与结构工作者的精力主要集中于研究结构分析、设计和施工的理论和方法(其目的是提高结构设计和施工的质量) ，而对于结构系统的方案论证以及服役后的评估和维修理论则研究较少，这是力学界与结构工程界研究的一个薄弱环节。
可以预见，从基本理论角度对既有桥梁加固方案进行研究，是今后桥梁研究工作中的一个重要方向。
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