不同的結(jié)構(gòu)體系受力特點不同，如簡支梁的跨中彎矩比同跨徑的連續(xù)梁、拱式或剛架體系要大得多。利用這一特點，可通過改變原橋上部結(jié)構(gòu)體系來改善結(jié)構(gòu)受力、提高承載能力， 從而達到加固補強的目的。

一、橋梁加固方法

就梁式橋梁而言， 改變結(jié)構(gòu)體系加固方法主要有以下三種：

（ 1） 在梁下增設(shè)鋼桁架等加勁梁或疊合梁；

（ 2） 在簡支梁下增設(shè)支架或橋墩；

（ 3） 簡支變連續(xù)（ 即將簡支梁與簡支梁加以連接， 改變?yōu)檫B續(xù)梁結(jié)構(gòu)）。

改變結(jié)構(gòu)體系加固的各種方法均需在橋下操作、設(shè)置永久設(shè)施， 從而影響橋下凈空，故制定加固方案時均須考慮對通航及排洪能力的影響。因簡支變連續(xù)法最為常見， 故在此主要介紹這一方法。

二、力學(xué)要點

在圖7-6-1 所示的簡支變連續(xù)體系中，恒載及體系轉(zhuǎn)換前的荷載（ 包括新澆筑的橋面混凝土鋪裝） 由簡支梁體系承擔。體系轉(zhuǎn)換后的荷載（ 如人行道、欄桿等恒載） 及活載由連續(xù)梁體系承擔。顯然這些荷載在各跨跨內(nèi)產(chǎn)生的正彎矩比簡支梁時要小， 從而可提高承載能力。

因簡支梁支承點未動， 故轉(zhuǎn)換為連續(xù)梁時實際上是長短跨相間的。所謂短跨即是相鄰梁端支承點之間的梁段， 如原為二跨簡支梁， 可轉(zhuǎn)換為二個長跨和一個短跨的連續(xù)梁（ 見圖7-6-1a）。如原為三跨簡支梁， 轉(zhuǎn)換后成連續(xù)結(jié)構(gòu)即為三個長跨和二個短跨結(jié)構(gòu)組成（ 見圖7-6-1b）。這類中間支承為雙支承的連續(xù)梁比單支承有利。

因其長跨跨度不擴大， 可減小各跨跨內(nèi)正截面彎矩， 同時可減小中間支承的負彎矩， 即相對于單支點具有削減負彎矩部分峰值的作用（ 見圖7-6-2）。但會出現(xiàn)一個墩上的兩個支座之一脫空現(xiàn)象，如此支點區(qū)段剪力會增大。

因橋面鋪裝混凝土參與結(jié)構(gòu)受力，截面高度增加，提高了抗彎能力和抗彎剛度。同時，對于截面而言，為二階段受力，即體系轉(zhuǎn)換前的恒載（簡支梁自重，新澆筑橋面鋪裝混凝土自重）均由橋面鋪裝混凝土不參與結(jié)構(gòu)作用的簡支裸梁承擔，體系轉(zhuǎn)換后增加的恒載（人行道、欄桿等恒載）及活載均由新澆橋面鋪裝與裸梁的組合截面及連續(xù)梁體系承擔。此時如采用容許應(yīng)力法（或應(yīng)力限值法）確定承載能力和計算撓度及裂縫寬度時，應(yīng)按上述體系轉(zhuǎn)換及截面組成程序進行應(yīng)力疊加計算。如采用極限狀態(tài)法確定承載能力時，按體系轉(zhuǎn)換程度計算外荷載產(chǎn)生的內(nèi)力，并乘以相應(yīng)荷載系數(shù)后的內(nèi)力按代數(shù)和疊加。

三、施工要點

簡支變連續(xù)的施工要點如下：
（ 1） 鑿除原橋梁端上緣混凝土及橋面鋪裝， 布置新增的負彎矩鋼筋。
（ 2） 將相鄰梁端伸縮縫間隙中用膨脹混凝土填塞密實，以備支點負彎矩區(qū)段下緣受壓。
（ 3） 按連續(xù)梁計算布置新鋪橋面鋼筋， 特別是墩頂上橋面的負彎矩配筋。
（ 4） 澆筑整體橋面混凝土并養(yǎng)生至設(shè)計強度。
（ 5）為了保證橋面鋪裝混凝土與原梁體共同參與結(jié)構(gòu)作用，可采用如下措施：首先將梁頂鑿毛， 在梁頂設(shè)置抗剪栓釘， 橋面鋪裝混凝土采用補償混凝土， 可減少或不產(chǎn)生橋面混凝土收縮， 以減小新老混凝土之間的收縮內(nèi)力。
以空心板簡支梁為例， 簡支變連續(xù)新增負彎矩鋼筋及混凝土澆筑結(jié)構(gòu)如圖7-6-3 所示。

除簡支變連續(xù)外， 在梁下增設(shè)支架或橋墩的方法用得也較多， 特別是臨時加固（ 如超重車過橋）。這種加固法又稱為八字支撐法（ 圖7-6-4）和一字支撐法（ 圖7-6-5）。這種方法實際上是在主梁跨內(nèi)適當?shù)奈恢迷O(shè)置臨時支撐， 變單跨簡支結(jié)構(gòu)為三跨彈性支承連續(xù)梁。
支承點的位置及支承剛度（ 支架及橋墩尺寸、材料、支座形式等） 應(yīng)進行詳細計算， 以免在支點處產(chǎn)生過大負彎矩或減少跨中彎矩不足的情況出現(xiàn)。這一方法也可配合簡支變連續(xù)使用。

四、改變結(jié)構(gòu)體系加固實例

某橋為4×25m 預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁橋， 設(shè)計荷載為汽車-超20 級， 掛車-120， 橋面寬為凈11.0+2×0.5m。上部結(jié)構(gòu)主梁截面型式為等高度箱型截面，每孔由四片箱梁組成。主梁截面尺寸為： 梁高1.25m， 頂板寬3m， 底板寬1m。腹板為斜腹板， 厚度15cm， 在距支點1.6m 處逐漸加寬至25cm。橫隔梁僅設(shè)在梁端處。
預(yù)應(yīng)力混凝土主梁采用50 號混凝土。每片主梁均布置4 束5Φj15 預(yù)應(yīng)力鋼束和1 束6Φj15 預(yù)應(yīng)力鋼束。錨具采用OVM 型錨具及其配套設(shè)備， 錨墊板等預(yù)埋鋼板采用低碳鋼。

預(yù)應(yīng)力管道用鋼波紋圓、扁管成形。
由于交通量增加迅速， 致使橋梁承載能力不能滿足交通量的需求， 交通安全受到嚴重影響。通過對原橋進行實橋檢測， 發(fā)現(xiàn)主梁跨中區(qū)段的腹板上存在豎向裂縫， 縫寬0.15～0.3mm，梁底也存在沿鋼筋方向的細小裂縫，均有繼續(xù)發(fā)展的趨勢。砼保護層碳化、剝落嚴重， 導(dǎo)致鋼筋部分銹蝕。實測主梁混凝土強度為45 號。此外， 主梁在汽車荷載作用下最大撓度已超出容許變形20mm。橋梁伸縮縫或阻塞或破損， 引起跳車現(xiàn)象。

針對該橋現(xiàn)已查明的病害和存在的缺陷， 在計算分析的基礎(chǔ)上提出對原橋進行改變結(jié)構(gòu)體系加固。通過在墩頂兩側(cè)一定范圍內(nèi)的主梁上部布設(shè)局部預(yù)應(yīng)力短束， 將原四跨簡支梁改變?yōu)樗目缫宦?lián)的連續(xù)梁， 從而減小跨中正彎矩， 提高橋梁的承載能力。加固后， 不但減小了原結(jié)構(gòu)所承受的內(nèi)力， 加固效果顯著， 而且提高了行車的舒適性， 同時對橋下凈空及原橋外觀均無影響。但是在加固中需設(shè)置負彎矩束， 加固過程中需要中斷交通。

加固實施步驟見圖7-6-6。

圖7-6-6 一字支撐加固

(1) 鑿除原橋面鋪裝和簡支梁端部封錨混凝土， 拆除伸縮縫。先將第一、二跨及三、四跨間隙用膨脹混凝土填塞密實， 達到設(shè)計強度后， 布置并張拉負彎矩區(qū)預(yù)應(yīng)力鋼束并壓注水泥漿。

(2) 澆筑第二、三跨連續(xù)段接頭混凝土，達到設(shè)計強度后，布置并張拉負彎矩區(qū)預(yù)應(yīng)力筋并壓注水泥漿。

(3) 拆除相鄰簡支梁之間的支座，主梁支承在新設(shè)的永久支座上，完成體系轉(zhuǎn)換，形成四跨連續(xù)梁；

(4) 重新安裝伸縮縫， 澆筑整體橋面混凝土并養(yǎng)生至設(shè)計強度。