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来源：筑龙论坛
随着交通事业的发展，车辆行驶密度加大，荷载吨位不断增加等现实情况，超出了预期设计荷载等级，结果导致桥梁的的损坏。
还有就是一般桥梁设计寿命为50年左右，很多桥梁已经超过了设计寿命。
再有桥梁受到雨水的侵蚀、日晒等因素的影响，已建桥梁会不断损坏和老化，其承受力、刚度、延性和稳定性不断下降。
我们采用自动化监测实时的了解桥梁的状态，一旦发现桥梁存在大的安全隐患，接下来就应该及时对桥梁进行加固。
今天，52监测小编就给大家带来混凝土桥梁下部结构加固设计及案例
一、基础加固技术
墩台基础在使用过程中，由于车辆荷载的加重以及自然作用的影响，会引起基础产生沉降、墩台出现倾斜和过大裂缝。为此，根据墩台基础不同的损坏程度，不同的结构状况进行维修加固，以延长桥梁使用寿命。常见的加固方法有：
a.扩大基础加固法； b.钢筋混凝土套箍加固法； c.增补桩基加固法； d.人工地基加固法；
扩大基础加固法
增补桩基加固法
人工地基砂桩加固法
二、桥墩加固技术
桥墩在使用过程中会出现：
（1）水平、竖向和网状裂缝； （2）混凝土剥落、空洞和老化； （3）钢筋外露、锈蚀； （4）结构变形、移位移等。
因此，根据桥墩不同的损坏程度，不同的结构状况进行维修加固，以延长桥梁使用寿命。常见的加固方法有： a. 贴钢板加固法； b.钢筋混凝土套箍加固法； c.加桩（柱）加固法； d. 水泥灌浆加固法； e. 化学灌浆加固法。
用钢筋砼围带加固桥墩
加固实例－龙岗大桥
工程概况：
龙岗大桥位于广州市白云区Y013线上，中心桩号为K4+214，在当地龙岗村跨越流溪河。该桥建于1993年，是一座弯桥，全长185m，桥面宽度为16m（2m人行道+12m行车道+2m人行道）。
本桥上部结构为（5×15）m简支T梁 +（30+40+30）m普通钢筋砼双箱连续刚构梁；下部结构为薄壁墩，基础为钢筋砼承台和钻孔灌注桩；桥台为钢筋砼桥台，钻孔灌注桩基础。
主要病害：
桩基砼保护层严重剥落、 钢筋笼锈蚀严重。
1＃墩桩基病害
H2＃墩桩基出现砼剥落、露筋现象
4#墩桩基病害照片，断面严重削弱，钢筋锈蚀不见
加固方案设计及比选
设计方共提供8个加固方案，具体如下表，经过综合选比最终选择方案一。
加固方案设计图
加固方案计算分析
1、计算方案
针对修复方案一，做对比计算，计算一，原结构计算；计算二，原承台、桩基不参与 结构计算，换为新承台、桩基；计算三，原承台、桩基和新承台、桩基共同参与结构计算。
2、结构计算软件及计算内容
本次结构计算运用桥梁博士V3.03进行计算，对三个计算方案，分别进行全桥二维平面杆系建模，模型考虑了桩基刚度对结构计算的影响。
计算荷载内容包括：
结构恒载、砼收缩、砼徐变、汽车活载、温度力及基础沉降等。三个计算方案采用完全相同的荷载工况。
计算结果
A、计算（原桥梁计算）
B、计算（加固后）
三、桥台加固技术
根据桥台不同的损坏程度，不同的结构状况，常用的加固方法有： a.后台加孔减载或换填土加固法； b.后台增设拉杆、撑墙或挡土墙加固法； c.钢筋混凝土围带或钢箍加固法； d.锚定板加固法撑壁法加固埋置式桥台；
锚定板加固法
增建辅助挡墙加固法
撑壁法加固埋置式桥台
四、桥梁顶升加固技术
1、桥梁顶升技术的背景与意义
在国内，由于桥梁沉降、通航等级提高、下穿道路等级提高、路线改造等引起桥下净空不足时，在这种情况下，一般是采用正常的施工方法－拆除、重建。而旧桥的拆除耗时、费力，并面临施工期长、对原有交通影响大、成本高及危害环境等严重问题的困扰。
南安旧美林大桥的拆除
惠州西枝江大桥的拆除
桥梁顶升技术抬升旧桥仅需几个月，可以最大限度地减轻阻断交通所带来的交通压力，且对环境影响较小，最重要的是其投资较少，相对于建一座新桥经济划算，所以其优点是十分显著的。
南京长江大桥
图片说明：自1968年底通车以来，30多年以来一直是沟通中国大江南北最繁华的通道，最大日车流量曾达到创纪录的6.54万辆，为原设计通车能力的4.36倍。
这座在新中国建桥史上有着特殊意义的大桥的存废去留，成为各界人士关注的焦点。其中东南大学的李爱群教授提出采用大桥整体顶升的办法，在保留长江大桥的原貌基础上，从根本上解决桥下净空不足的问题。
以天津狮子林桥为例进行比较：我国第一座采用整体抬升技术改造的桥梁工程：狮子林桥主桥成功回梁就位，该桥被整体抬升1.27m。见下表：
天津狮子林桥加固方案比较
所以综上所述：寻求一种既快速可靠的，又可以最大限度减少施工的不良影响的旧桥改造新技术－桥梁顶升技术是十分有必要的，而且也是十分迫切的。
2、桥梁顶升技术的定义和优点
定义：桥梁顶升技术是指通过千斤顶及其他辅助设备，在保证桥梁结构安全的情况下，将其顶起升高至设计高度的一种新型的桥梁加固复位技术。
在桥梁顶升过程中，要求做到不损害桥梁原结构，使顶升后的桥梁结构和顶升前的结构同样稳定、安全、完整。
桥梁顶升技术主要有以下优点：
1.对交通影响较小、甚至可以不中断交通，有利于社会稳定； 2.对环境污染较小、对环保有利； 3.施工快速、比其他方法省钱； 4.该方法操作主动、安全、易于控制； 5.修复效果显著、经济性明显。
3、桥梁顶升复位系统组成
桥梁顶升复位系统大致由几部分组成：
1.千斤顶系统； 2.顶升限位系统； 3.顶升临时支撑系统； 4.顶升反力系统； 5.顶升监控系统。
3.1 千斤顶系统
3.2 顶升限位系统
3.3 顶升临时支撑系统
在桥梁顶升过程中，为了使顶升顺利完成，需在千斤顶液压缸周围布设临时钢支撑。
3.4 顶升反力系统
（1）顶升基础：尽量利用原有承台或盖梁作为顶升反力基础； （2）抱柱梁 （3）顶升分配梁 具体位置见上图所示
3.5 顶升监控系统
桥梁顶升过程是一个动态过程，随着盖梁的提升，盖梁的纵向偏差、立柱倾斜率、伸缩缝处的板梁间隙等会发生变化，为此要设置一整套监控系统保证桥梁的整体姿态。监控包括结构的平动、转动和倾斜。
计算机同步监控系统及顶升系统
同步控制系统流程如下所示：
4、国内外研究发展现状
桥梁的顶升技术在国外已经应用多年，大部分关键性原理和技术已经成熟，目前已有大量成功的范例。
①．2002年在美国，Balfour Betty建筑公司和ENERPAC（恩派克）公司利用液压控制同步顶升系统在不中断交通的情况下对美国最高的大桥——金门大桥进行了抗震改造。
②．法国米劳大桥是世界上最高的大桥。美国实用动力集团公司运用顶升技 术解决大桥总重36000吨的钢结构桥面平移就位难题。
顶升技术在国内的应用
上海大剧院6075吨钢屋架整体提升
东方航空公司双机位机库整体提升
北京首都机场机库网架屋面提升
上海证券大厦钢天桥整体提升
天津狮子林桥
天津狮子林桥改造工程运用同步顶升技术，使桥梁能满足VI级航道标准的要求，解决了桥梁通航净空不足的难题。该方案对旧桥净空改造效果明显有效。
加固实例－内环路广园西立交B线
工程概况：
广州市内环路广园西立交B线NB22b--NB28b轴桥梁上部结构为5X24+22m普通钢筋砼连续箱梁，该桥于1999年建成。
由于地铁五号线西草区间隧道盾构施工导致NB22b--NB28b联桥梁各墩产生了不同程度的沉降，箱梁的底板和腹板均产生较多裂缝（顶板无从观测），严重威胁到桥梁的使用安全。墩顶标高及沉降如下表所示：
加固设计：
根据检测单位相关检测报告结论及现场勘察情况对广园西立交NB22b－NB28b轴上部结构（钢筋砼连续箱梁)提出以下加固方案。
① 在NB24b-NB26b支座处架设临时支撑； ② 顶升NB25b墩，调整NB26b墩支座； ③ 粘贴碳纤维布（方案一）； ④ 箱梁腹板和底板处贴钢板（方案二）； ⑤ 裂缝采用壁可法进行封闭。 顶升复位设计示意图见下页。
断桩顶升复位设计示意图
断桩顶升复位设计示意图
加固设计计算分析：
设计过程中采用大型桥梁专用软件MIDAS对顶升各个阶段进行模拟计算分析。
计算思路：
以地铁施工监测各墩的相对沉降（地铁19号累计沉降量）计算入手，首先对原桥Nb26b北侧桥墩支座调整进行施工模拟计算，然后对地铁施工期间各墩相对沉降进行顶升施工模拟计算，以控制施工过程顶升情况。具体分析结果如下：
有限元计算模型
1、支承沉降后桥梁安全性评价
A、在恒载内力+支承强迫沉降位移后，结构的弯矩和剪力图如下所示
B、在恒载+限载（5t小汽车）+支承强迫沉降位移后，结构的弯矩和剪力包络图如下所示。
C、在恒载+汽-20+支承强迫沉降位移后，结构的弯矩和剪力包络图如下所示。
2、计算结论与建议
通过对各种方案的计算分析，可以得到以下结论：
（1）根据地铁19号累计沉降值和现场施工实际情况，当NB26b轴北侧墩梁底 顶升400kN时，梁体北侧脱离支座。理论计算得出NB26b轴北侧与南侧 的不均匀沉降差为59mm。
（2）各施工阶段支座反力表
（3）在NB24b、NB25b轴墩顶断开，结构内力调整重新分布，变化较大，施 工过程中应注意。
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