体外预应力加固法
一、体外预应力加固法基本概念
钢筋混凝土梁式桥通常包括简支梁(T型梁、少筋微弯板组合梁、π形梁及板梁等)、悬臂梁和连续梁等。当其存在结构缺陷，尤其是承载力不足或需要提高荷载等级，即需要对桥梁主要受力结构进行加固时，可在梁体外部(梁底与梁两侧)设置钢筋或钢丝束，并施加预应力，以改善桥梁的受力状况，达到提高桥梁承载能力的目的。
体外预应力是针对体内预应力而言的，即把预应力筋布置在主体结构之外。当体外预应力索应用于混凝土结构时就被称为体外预应力混凝土结构。体外预应力技术用于桥梁加固称为体外预应力加固。从力学特征上说，体外预应力索与周围结构主体在同一截面上的变形是不协调的。
体外预应力索加固结构的实质，是以粗钢筋、钢绞线或高强钢丝等钢材作为施力工具，对桥梁上部结构施加体外预应力，以预加力产生的反弯矩部分抵消外荷载产生的内力，从而达到改善旧桥使用性能并提高其极限承载能力的目的。
体外预应力加固法具有加固、卸荷、改变结构内力的三重效果，适用于中小跨径的梁式桥；对于较大跨径的桥梁，采用本方法加固时，宜同时配合其他加固方法进行综合加固，以达到较好的加固效果。
工程实践表明，用体外预应力索加固桥梁具有如下优点:
（1）能够较大幅度地提高旧桥承载能力。加固后所能达到的荷载等级与原桥设计标准及安全储备有关，一般情况下可将原桥承载力提高30%--40%。
（2）体外预应力索加固技术所需设备简单，人力投入少，施工工期短，经济效益明显。
（3）在加固过程中，可以实现不中断交通或短时限制交通。
（4）对原桥损伤较小，可以做到不影响桥下净空，且不增加路面高程。
常用的体外预应力加固技术包括体外预应力钢丝束加固法和下撑式预应力拉杆(粗钢筋)加固法。
（5）体外预应力加固法与梁底增焊（或粘贴）钢筋（或钢板）的加固方法相比，不需清凿混凝土保护层，且损伤梁体程度小，加固时不影响或少影响交通，能恢复或提高桥梁的荷载等级，经济效果较明显。
但对于梁体外的预应力筋和有关构件，应采取切实有效的防护措施，否则在温度、腐蚀等外界条件作用下，容易造成预应力筋断裂，从而使加固工作失败。
二、体外预应力加固法原理
常用的体外预应力加固技术包括体外预应力钢丝束加固法和下撑式预应力拉杆（粗钢筋）加固法。
（一）外部预应力钢丝束加固法
采用外部预应力钢丝束(钢绞线)加固梁式上部结构，一般沿梁肋侧面按某种曲线线形(常用的有抛物线形等)设置预应力钢丝束，通过张拉预应力筋实现体外预应力。为保证曲线线形并固定钢束位置，在梁底每隔一定间距离(50——100c m)设置一个定位箍圈(由梁底向上兜)，或者在梁肋侧面埋设定位销。钢
丝束的两端头则穿过梁端翼缘板上的斜孔伸至梁顶锚固（如图1）。
为了防止钢丝束锈蚀，预应力钢丝束应放在保护导管内，或者待张拉后在钢丝束周围用混凝土包裹。采用预应力钢丝束加固时，由于设置并张拉钢丝束常增加梁端上缘的压应力，从而导致梁端上缘混凝土因抗压强度不足而开裂。因此，有时应采取同时适当加厚桥面板的做法，以加强受压翼缘。
（二）下撑式预应力拉杆（粗钢筋）加固法
按加固对象不同，该方法分为预应力拉杆加固及预应力撑杆加固。其中预应力拉杆加固法主要用于受弯构件，而预应力撑杆加固法适用于提高轴心受压以及偏心受压钢筋混泥土柱的承载能力，例如排架桩式桥墩、桥台以及拱桥的柱式腹拱墩等。
1、预应力拉杆加固
根据加固目的及被加固结构受力要求的不同，预应力拉杆加固又分为水平式[或称直线式，见图2]、下撑式[或称折线式，见图3]及混合式等拉杆布置方式。对于梁，水平式拉杆适用于正截面受弯承载能力不足的加固，同时可减小梁的挠度，缩小原结构的裂缝宽度。下撑式拉杆适用于斜截面受剪承载力及正截面受弯承载力均不足以及连续梁的加固，同时可减小梁的挠度，缩小原结构的裂缝宽度。混合式拉杆一般用两根水平拉杆、两根下撑式拉杆，适用于正截面受弯承载力严重不足而斜截面受剪承载力略微不足的加固，同时亦可减小受弯构件的挠度，缩小原构件的裂缝宽度。对于桁架，水平式拉杆主要用于下弦杆受拉承载力不足的加固;下撑式拉杆适用于跨中下弦杆及端腹杆受拉承载力不足的加固;混合式拉杆适用于下弦杆承载力较端腹杆承载力更严重不足的加固。对于框架、刚架、连续梁等，主要采用与结构弯矩图相应的连续折线式拉杆加固方案。
2、预应力撑杆加固
按被加固柱受力要求不同，预应力撑杆加固又分为双侧撑杆加固及单侧撑杆加固。双侧撑杆适用于轴心受压即小偏心受压柱加固，单侧撑杆适用于受压区配筋量不足或混凝土强度过低的弯矩不变号的大偏心受压柱的加固。
若对简支梁采用下撑式拉杆体外预应力加固，即可视为改简支梁为上承式桁架梁。桁架的上弦即为原结构主梁，下弦是水平拉杆，腹杆时斜拉杆，把与滑块接触的垫块视为竖杆，单垫块为单柱式，双垫块为双柱式。斜杆的上端锚固位置有两种:一种锚于梁端的顶部;另一种锚于靠近端横梁处的梁胁顶部，斜杆的下端与滑块连接。滑块依赖拉杆收紧后产生的上托力和滑移时的摩擦力与上弦连接。对斜杆的张拉不是直接施加拉力，而是随着水平拉杆张拉力增加，下端滑块产生相应的移动使它的长度增大。当水平拉杆张拉力达到设计量后，将它的两端锚固，加固工作即告完成。
在斜杆顶端和梁底垫块上作用力的水平分力共同对梁体施加偏心轴向压力，上述作用力的竖向分力所形成的力偶对梁端施加负弯矩及竖向负剪力。这些预加力可以抵消或超过恒载作用力。在车辆通过时这些体外拉杆是上部结构的组成部分并与原有梁体共同受力，形成超静定体系。各拉杆的张拉力将自动增加，进一步起到加强作用。
三、体外预应力加固法施工方法
桥梁体外预应力加固施工中，由于各种加固体系的构造形式不同，其施工方法也不尽相同，但其工艺流程是有共性的。根据国内桥梁体外预应力加固的工程实践归纳出桥梁体外预应力加固施工的工艺流程（图4）如下。
1、外部预应力钢丝束补强加固
①钻孔。在梁端顶面先凿出锚固槽，再沿梁肋两侧方向按设计斜度钻孔。
②安装锚固板。锚固板一般用厚15mm的钢板制成，在钢丝束位置上钻出穿丝孔，用环氧砂浆将锚固板固定在锚固槽内。
③安装定位销或定位箍圈。u形定位箍圈常用φ12 -φ16钢筋焊制，顶端设有穿钢丝束用的套环。钢丝束(钢绞线)由一端锚固板穿入经过各定位箍圈，再从另一端锚固板穿出并收紧后，用轧丝锚头固定。
④张拉。在钢丝束一端用张拉千斤顶或绞车张拉钢丝束，待达到设计张拉值后即进行锚固，再浇筑封头混凝土。
⑤防护处理。钢丝束涂上红丹和防锈漆，外面再罩以砂浆或混凝土保护层，或者用套管封闭钢丝束。
2、下撑式预应力拉杆（粗钢筋）加固
(1)水平（横向收紧）预应力补强拉杆加固法
对于钢筋混凝土或预应力混凝土的T或工字梁桥，可采用在梁断面的受拉面，即在梁底下加预应力水平拉杆的嫁衣补强方法进行加固，加固结构（如图5）。
图5 水平的预应力补强拉杆加固法
从图5中可以看到，当拉杆安装并通过紧销钢栓实施横向拉力后，钢拉杆内江产生较大纵向拉力，于是，梁受拉区就受到拉杆顶压应力的作用，梁中受拉应力也就相应减小。从加固原理上看，这种步枪加固法可提高梁构件正截面抗弯承载能力，但不能提高支座附近斜截面抗剪承载能力。
在水平预应力补强拉杆加固法中，作为拉杆的粗钢筋分两层布置在梁肋底面两侧，在靠近梁端适当位置向上弯起，与固定在梁端的钢制U形锚固板焊接。粗钢筋弯起处用短柱支撑，纵向每隔一定间距设一道撑棍和锁紧螺栓。通过收紧器将拉杆横向收紧而使拉杆受拉，控制张拉力，梁体产生预压应力。
水平（横向收紧）预应力补强拉杆加固法具体施工工艺流程如下：
①粘贴锚固钢板。将梁端混凝土保护层凿除，使主筋外露，清除碎渣、浮浆后用环氧砂浆粘贴U形锚固钢板。
②焊接拉杆粗钢筋。先将粗钢筋的弯起段按设计角度焊在锚固板上，然后用夹杆焊将粗钢筋的水平段与弯起段焊在一起。
③安装张拉装置。先放好弯起点垫块撑棍，再安设中间撑棍及锁紧螺栓，紧贴锁紧螺栓处安放收紧器。
④预张拉。预张拉的目的在于检查拉杆的焊接质量。预张拉力按设计张拉力的0%--80%控制，预张拉力保持12h后卸除。
⑤张拉。旋紧收紧器，使两侧拉杆向中间收拢，按设计收紧量对称地分次收紧。达到设计收紧量后再收紧1--2mm，然后拧紧锁紧螺栓，并用双螺帽锁住，最后卸除收紧器。各段拉杆横向收紧的距离，按根据设计预应力值计算出的拉杆总变形值确定，并通过几何关系计算出具体的数值。
⑥防护处理。拉杆粗钢筋及U形锚固板均需涂以防护涂料以防锈蚀。
（2)水平（纵向张拉）预应力补强加固法
当采用纵向张拉法补强加固时，拉杆钢筋仍沿梁底布置，两端向上弯起。它与横向收紧张拉方法的不同之处在于，拉杆两端弯起段通常由翼缘板上的斜孔伸至桥面，拉杆端部设有丝扣，用轧丝锚具锚固于梁顶的锚固槽内。
纵向张拉法对拉杆钢筋施加预应力，可以用旋紧螺帽、端部用张拉千斤顶张拉、拉杆中间设置法兰螺丝收紧丝扣及电热法张拉等手段完成。纵向张拉补强加固的施工工艺流程为:
①开锚固槽。凿开梁端桥面铺装，在梁端顶部按设计斜度凿出锚固槽。
②钻孔。在锚固槽内沿梁腹板侧壁方向按设计斜度钻两个平行的孔洞。
③粘贴垫板。粘贴梁端锚固垫板和梁底的短柱支座垫板。
④安装拉杆钢筋。拉杆分水平段及弯起的锚固段两部分，各拉杆的松紧
度应调整一致
⑤张拉。每片梁上的几根拉杆应保持均衡张拉。
⑥封锚。用防水砂浆或环氧砂浆填入锚固槽封锚
⑦防护处理。
(3)撑式预应力补强拉杆加固法
将水平补强拉杆在接近支座处向上弯起，锚固于梁板支座的上部，弯起点处增设船里构造，再施加预拉应力。这种加固装置即为下撑式预应力补强拉杆的加固方法。
在桥下净空许可的条件下，可采用如图6所示的下撑式补强拉杆加固梁式钢架混凝土梁的方法。
这种加固法的预应力补强拉杆用钢材做成，拉杆弯起点设立柱，立柱用钢筋混凝土或混凝土做成。立柱一般设在四分之一跨径的地方，以使预应力加固的斜拉杆与水平线的角度为30-50度。
预应力加固件的斜拉杆，装在被加固的梁腹板左右两侧支座上方的梁端。在钢筋混凝土梁上凿开一个安装垫座的位置，割去一部分梁的钢筋箍和竖钢箍，将用角钢或槽钢做成的支承垫座安防在凿好的洞内，并与斜拉杆撑垂直角。斜拉杆的一端插入支承垫座内用螺帽扣紧，另一端在立柱下面用一对节点板和水平拉杆结合。装好之后，用花篮螺丝把加劲的水平拉杆拧紧。为减少对桥下净空的影响，预应力补强拉杆也可布置在主梁腹部的两侧（中性轴以下），如图7
在下撑式预应力拉杆加固施工中，必须注意到由于横向各片主梁的共同作用使各片主梁的受力相互影响这一特点，当张拉后一片主梁时，前一片已张拉主梁的拉杆中的预应力值将减小。因此，需要对各片主梁进行反复补充张拉，以调整各主梁的预应力度，使各片主梁均达到设计值。
准确地控制拉杆的预应力值，是保证下撑式预应力拉杆补强加固效果的关键。预应力值的控制方法有以下几种:
①拉杆上贴应变片，测量拉杆的应变;
②直接由张拉千斤顶压力表读数;
③用测力扳手测定螺帽旋转力，或控制螺帽转数;
④测量构件的上挠度。
由于下撑式预应力补强拉杆布置较为合理，拉杆中施加预应力后，通过拉杆弯起点的支托构件传力，与梁结构产生作用力，起到卸载的作用。这种加固方法的优点是可对受弯构件垂直截面上的抗弯强度和斜截面上的抗剪强度同时起到补强作用。此法加固效果显著，可将原结构的承载能力增大一倍。
（4）组合式预应力补强拉杆加固法
组合式预应力补强拉杆加固法既布置水平补强拉杆，又布置有下撑式补强拉杆，这种加固方式称为组合式预应力加固方法。
组合式预应力补强拉杆的加固方法，既具有下撑式预应力补强拉杆，同时提高抗弯、抗剪强度的优点，又可在必要时将通常安设的两根拉杆增加到四根(两根水平拉杆)，从而可更大幅度地提高承载能力。
上述三种预应力补强拉杆加固法的采用，可根据具体情况进行选择。从补强的内力种类来看，当梁板跨中受弯强度不足，而斜截面上抗剪强度足够时，可采用水平预应力拉杆及其他两种拉杆。当梁板支座附近斜截面抗剪强度不足时，则采用下撑式和组合式预应力拉杆。从要求补强加固后承载力能提高较大时，宜采用组合式补强拉杆。此外，三种拉杆的选择均须考虑施工的方便与可能。
无论采用哪一种方式对拉杆施加预应力，下撑式预应力拉杆均外露在结构外表，拉杆的锈蚀、梁下支撑的位移等都会影响到补强效果;特别是采用横向收紧张拉法施工时，撑棍的变形、锁紧螺栓在行车振动作用下可能发生的松动等，都会使拉杆中的预应力值发生损失，从而降低补强效果。为此，除了严格控制各工艺过程的施工质量外，要认真做好防护处理，并需进行定期检查，加强维修。
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体外预应力结构设计研究 发表时间：2015-10-13T14:22:15.400Z 来源：《基层建设》2015年17期作者：刘永生[导读] 为了满足现阶段桥梁等工作的需要，在具体的工作中，用于加固体外预应力结构以及补充预应力不足使用等都是非常必要的。 摘要：在后张预应力体系中，体外预应力是一个较为重要的分支，它不同于其他传统的后张预应力结构，体外预应力结构通常在混凝土截面的外部将施加预应力。它与传统的预应力体系相比，存在较多的优点，比如设置后自重增加少，承载力增加多。为了满足现阶段桥梁等工作的需要，在具体的工作中，用于加固体外预应力结构以及补充预应力不足使用等都是非常必要的。本文就将对体外预应力的相关问题进行分析探讨。 关键词：体外预应力；优缺点；构造；施工 1、体外预应力加固应用的优缺点 从现有的情况来看，体外预应力加固的力一法得到了广泛的使用，综合来看，这种方法还是利大于弊的。首先，此种加固方法的应用范围比较广泛，不仅仅适用于一般的建筑和桥梁，同时对轨枕、电杆等一系列工程的加固，也有非常积极的作用。随着时间的推移，加固的质量也得到了一定的提升，因此成为了现阶段多数工程的首选方法。体外预应力的加固方法，具有很多的优点:其自重小，操作简单。目前的加固工程在工作量方面较大，因此需要这种操作简单、加固效果好的技术来提高工作效率。其次，这种加固技术不会影响日常的交通和一些其他工作，能够从根木上节省成木。其加固的效果值得肯定，在抗震以及减少构建挠度方面，都有显著的效果。而缺点较少，主要是对预应力钢筋的腐蚀和防火处理要求比较高。 2、张拉控制应力及构造要求 2.1、张拉控制应力取值 在多数情况下，加固梁的受拉钢筋应力比较高，因此在加固结构的工作完成之后，预应力筋与梁中原受拉钢筋的应力差要较一般预应力混凝土梁中两种钢筋的应力差小得多。值得注意的是，为了避免己经完成的工作出现相关的问题，需要在具体的工作中进行细致、严格的检查工作，做到在工作中及时的发现、解决问题。张拉控制应力取值就是一项非常重要的工作，如果取值过低，不仅会对己经完成的工作造成较大的负面影响。但是，如果在取值的时候过高，就会导致相应的施工工作在具体的进行中不相配套，最终对加固工程的质量产生影响。 2.2、构造要求 在应用体外预应力的方法加固混凝土梁结构的时候，绝对不能随意的去加固，需要根据实际的情况以及未来的投入应用去加固，严格遵守相应的规则：第一，预应力筋通常比较适合采用钢筋或者钢绞线束来进行施工。采用这种方法，不仅可以节省施工时间，同时可以在客观上提高施工的质量。第二，直线预应力筋或者下撑式预应力的水平段与被加固梁底而间净距离应该小于100mm，经过一定的测试和研究，如果能够将净距离控制在30mm~60mm之间，能够得到一个较好的加固效果。张拉结束以后，不能直接进行下一步工作，而是要对外露的加固钢筋进行防锈处理防锈环节的处理，会直接影响到建筑的外观以及加固的效果。现今常用的防锈处理方法一般有喷涂水泥砂浆法和涂刷防锈漆法。 3、体外预应力施工重点 3.1、放样定位 3.1.1、对于滑块垫板的放样要注意沿着梁底在锚固中的中心，向跨中的方向进行垫块中心位置。对于跨中的位置进行细致的量取，并且将量出的参数标记在梁底。同时，利用垫板平面尺寸来将垫块绘制在梁底面位置上，绘制图案必须要标示上相应的螺栓孔洞位置，在垫块内部进行放样的过程中，可以不对梁挠度影响因素进行计算，。 3.1.2、上锚固点的放样定位 当斜筋上存在的锚固点是处在梁顶位置、梁端面的情况下，可以沿着纵桥的位置来向相应的锚固点实际距离桥梁端的位置加以测量。规划出的锚固点位置是处在梁端的情况下，应当要尽可能的取一个到梁顶面，梁底位置是处在完全垂直的距离状态下，之后再沿着横桥位置，来对于称量位置进行锚固点横向距离取点，从而精确的标示出相应锚固点在理论上所应当存在的位置。此外，由于公路桥梁中的梁顶板位置、腹板位置都有大量钢筋存在，尤其是相关公路桥梁的重点位置的受力钢筋，那么在进行锚固点放样的过程中，就应当要针对锚固点进行相应的调整，防止破坏钢筋结构，禁止切断钢筋的情况发生。 3.2、上锚固点的相关设置 在锚固点本身是处在桥梁的桥梁顶面、梁顶的情况下，就应当要要针对后续施工的斜筋穿出位置进行精心的设计，尤其是要在桥梁的面板顶面、梁顶面上进行穿洞，设置两个适合斜筋角度的斜孔洞。首先要在具体的工作中把桥面铺装层凿去，然后将梁顶面混凝土保护层凿去，注意在这过程中要将将锚固垫板处的相关混凝土进行细致的开凿工作，最后注意将凿岩机的钻杆放入凿孔架的槽内，使钻头中心对准理论锚固。 3.3、预应力筋的安装和张拉 在安装预应力筋的具体工作开展前，要注意检查相关的锚具是否能正常工作。在具体的工作中首先将斜筋与水平滑块固定在一起，然后再将其传入相关的水平筋。在这过程中为了防止在张拉锚固时拧紧螺母困难，上紧两水平筋的螺母，同时应保证水平筋的中心与滑块锚孔的对中。 4、体外预应力加固方法及施工工艺 4.1、钢绞线的布置 无粘结钢绞线成对布置在梁的两侧，钢绞线的形心至梁侧的距离一般为10mm左右。钢绞线的布置与一般的施工布置有很大的区别，不仅要在自身的技术上努力，同时还要结合一些特殊的环境和要求，否则很难达到一个理想的效果。现阶段的加固方法得到了很大的革新，不仅杜绝了原有的问题，同时提高了钢绞线的性能。笔者认为，钢绞线的形状必须与不足的弯矩图形相对应，否则会对总体的加固效果产生影响。另一方面，钢绞线的使用数量必须把握好，一般情况是采用两根钢绞线就能够满足要求，如果情况特殊，可以适当的增加一些。为了不影响使用净高，可以把钢绞线在跨中的支承点设在梁底以上的位置。
路桥施工中体外预应力加固技术 发表时间：2016-03-10T15:29:05.280Z 来源：《基层建设》2015年22期供稿作者：温义顺 [导读] 广东盛安建设工程有限公司在本篇论文中，选取的实例是红棉路线路中的调整路段，作为城市中交通的主干运行。 温义顺 广东盛安建设工程有限公司 摘要：预应力的主要效果是使得建筑的坚固程度得以最大的保障。工作的原理是对结构或者是构件部分的力量的解除，这个过程追求永久性的加固，从而对公路和桥梁的坚固程度有很大的支撑力度，使得整个工程的安全有所保障。 1、工程概况 在本篇论文中，选取的实例是红棉路线路中的调整路段，作为城市中交通的主干运行。公路的建设方面，当地政府以重资支持，不但在桥梁、道路灯交通方面有所成就，而且在排水和电力等生活方面也有所建树。这些举措使得城市的发展得到了一个更加稳定和谐的环境。同时，最为得到重视的是混凝土工程的实施，并在以下文字中表明了自身的总结。 2、预应力技术的实践应用 在对工程进行施工时会，预应力技术的应用是必须的，通常是运用张拉作用的理论，在夹紧须应力筋的锚具上用做功的方式将其完成。而在实际的应用中，预应力施工的具体操作有两种方式，分别是外部和内部的施工手段，而两者之间又是具有显著区别的。前者中主要利用的是机械设施操作，以外部施力中的反力作用为主加以调整，从而完全把握混凝土结构施力的效果，不断满足建设中对施工的需求；后者虽然也是使用的机械设备，但是操作中使用的理论是筋的张拉，以此途径最终达到事先对其标准。 这里对于内部预应力有更详尽的叙述。区别于外部施力，内部施力的办法并不唯一。除了可以使用机械设备达到效果，预应力的施工还可以通过电热法来实现，与此较为相似的是白张法，是可以达到目的的另外一种途径。在一系列的预应力施工过程中，可以施以巨大拉力的大型工具得到了最广泛的应用，例如千斤顶之类的，不仅是由于机械设备在预应力工程中的强大能力，更是由于对此类工程实施的有效促进。当然，这些机械设备的使用并不是一概而论的，在操作中要依据具体情况来决定，一方面分清施工的顺序，另一方面则是据此施以具体的工艺技术。 3、桥梁加固 在工程建设中，对桥梁的加固是十分必要的，为了使得其承载方面的能力和耐持久度的性能可以有大幅度的提高，通常会不断补充加固桥梁中的部分结构物。随着我国经济的不断发展，道路的使用也更加频繁，由此造成一定的损耗，因此在加固方面加注了更多的投资，最经常使用的方法有上部和下部的结构补强加固两种。而前者又有更加具体的分类，主要是依据是否将结构受力体系加以变动。如果变换一下角度，主动和被动则是多被应用在补强材料的情况下。 3.1桥梁主动加固原理 这一措施主要应用在受拉区，以直接增设补强材料的方式进行，运用这一方式进行操作的工程有很多，比如对钢筋的补焊以及对钢板盒和高强复合纤维材料的粘贴等。自理论上来说，完全在被动加固的范畴，但是在实际的设计措施中，需要顾虑到两个特点，分别是带载加固和受力阶段性。 3.2桥梁被动加固原理 桥梁经过后加补强材料容易产生“应变滞后”的现象，为了避免这类现象的发生，并且极大程度的对材料的可利用度，则需要对其加以预应力，同时推动加固补强的进行。预应力的加固自作用原理上来说是集聚主动性的。 就我国现今的情况而言，预应力得以使用的范围主要有以下几种体系，包括体外预应力、高强复合纤维预应力、有粘结预应力三种。 4、体外预应力加固常用方法 4.1横向收紧张拉法 在施工过程中，会出现一些明显的问题，比如钢筋混凝土间的缝非常小的情况，这个时候存在于两端的张力会非常显著，为了减弱甚至避免这种张力，在工程中通常采取横向收紧张拉法来进行操作，这一操作方法也适用于同样情况的预应力混凝土梁。这种方式的操作是通过对梁的下缘对称梁中线的安装预应力筋来实现的，实施的位置是梁端，但要保持一定的距离，首先要弯起，之后则是以支点锚作为途径将其固定。为了使得支点的作用得到充分的发挥，需要将预应力筋在水平范围内分段支撑。为了使得预应力得出更好的结果，需要将分段中的中点部分确定，采用拉紧螺栓的方式将对称筋不断收紧，促进钢板部分的与压力以及预应力筋产出的负弯矩作用在梁上，只是通常情况下弯曲的程度很小，所以这种方式通常被应用在对小梁中正弯矩的减弱上，而对于对端顶剪力的降低上则是基本没有效果的。 4.2纵向张拉法 这一方式主要是依附于预应用力筋的轴线而得以实施的。在进行具体操作时，需要在梁底的位置安装预应力筋，弯起处则需要安装在梁的两个端点，其在腹板和顶板都是可以良好将锚进行固定的位置，为了有效降低梁在顶端处的剪力，可以在梁的底部和顶部实施纵向张拉的方式。由此可见，对于张拉实行，在位置的选择上是比较宽松的，顶底部都可以，而且除了可以水平方向，亦可以斜线方向，不过要注意，进行此类张拉根据具体的构造来决定。 4.3竖向顶撑张拉法 一般情况下，打造为U性的钢锚固板被安置在梁中位置的最底层，同时通过将拉杆在端点的固定，并且安装好张紧夹具，从而在此进行拉杆作用。在预应力的一系列技术中，钢丝束加固法得到了很大的认可，这是由其自身效果所决定的，在对其进行设置的过程中，要沿着梁肋的特定曲线来确定形态，同时放置定位的圆圈将其箍紧，以达到完好保证曲线和限定钢束位置的目的。 5、预应力加固体系中对高强复合纤维的有效利用 根据我国现今的实际情况，纤维在我国工程中得到了大范围的使用，其中最为受到追捧的是高强复合纤维的芳纶和碳纤，经过长期的研究和实践经验总结，在对此应有的技术方面也有一定的先进性，依据此，本文认为碳纤维预应力加固更应该得到推崇和使用。 5.1问题提出 在工程的加固方面不止一种，有很多可行的方式，但是在社会上得到反响而且得到广泛应用的则是直接纤维加固法，这种方式的应用
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1 目的 用于指导体外预应力施工作业，控制施工质量、环境影响及操作人员职业安全健康。 2 适用范围 适用于本公司工程施工中体外预应力作业。 3 相关文件 3.1《桥梁施工技术规范》 3.2《管理手册》、《程序文件》 4 施工工艺流程 钢绞线下料钢绞线清洗穿布钢绞线（齿板浇筑完成）联接器安装预应力张拉（齿板砼强度达到85%以上时）边跨钢绞线穿布边跨预应力张拉。 5 主要施工方案 5.1 钢绞线下料 采用砂轮切割机进行钢绞线下料，严禁采用气割或电弧熔割，钢绞线工作长度取值为80cm。钢绞线下料完成后，根据工作长度及延伸量，剥除钢绞线外层PE套，并将油脂清洗干净。 5.2 边跨P锚锁头挤压 P锚主要由锚板、锁头、约束环、螺旋筋组成，钢绞线下料后将钢绞线一端利用与锁头配套的挤压机挤压锁头，挤压过程中作好挤压记录。 5.3 钢绞线编号、穿束 钢筋绑扎完成后，即开始进行钢绞线穿束，钢绞线采用人工单根穿束。钢绞线在穿束前每根进行编号，使钢绞线在两端锚具的同一对应孔位，避免相互缠绕。钢绞线由P 锚锚板孔穿入，波纹管、约束环、螺旋筋按厂家要求布设，另在钢绞线穿束、锚板安装固定后，锚板与螺旋筋间增加部分井字架钢筋。 5.4 钢绞线张拉 新增砼养护强度超过设计强度的85%，即可进行预应力张拉，钢绞线采用整束、分级张拉。不采用超张拉，边跨钢束采用一端张拉，中跨钢束采用两端张拉。钢绞线在张拉前用单束千斤顶进行牵引拉直，然后上夹片锚固，锚固后在同一横向断面每根钢绞线作标志，以量测延伸量及检查钢绞线是否滑丝。 张拉的操作步骤为：1)、初张拉P0（20%P），持荷5分钟，量测标志位置L1，2)、张拉至P1（50%P），持荷5分钟，量测标志位置L2，3)、千斤顶回油，量测标志位置L3，4)、再张拉至P1，量测标志位置L4，5)、张拉至设计张拉力P，持荷5分钟，量测标志 103
8 无粘结钢绞线体外预应力加固法（征求意见稿） 8.1 设计规定 8.1.1 本方法适用于对钢筋混凝土受弯、受拉和偏心受拉构件的加固，不适用于素混凝土构件的加固。 8.1.2 被加固的混凝土结构构件，其现场实测混凝土强度等级不得低于C10。 8.1.3 采用本方法加固的混凝土结构，其长期使用的环境温度不应高于60℃。 8.1.4 当被加固构件的表面有防火要求时，应按现行国家标准《建筑防火设计规范》GBJ 16规定的耐火等级及耐火极限要求，对加固材料进行防护。 8.1.5 在预应力钢绞线端部锚具的支承垫板不小于100×100mm的情况下，当端部锚固区的砼强度不低于C15时，端部锚固区混凝土的局部承压强度可不作验算。 8.2 无粘结钢绞线体外预应力加固钢筋混凝土梁 8.2.1 当采用无粘结钢绞线体外预应力对梁进行加固时，应按下列规定计算： 1 梁的正截面强度按偏心受压构件进行计算； 2 在作构件强度计算时，应先确定构件达到极限状态时钢绞线的应力值；该应力值等于钢绞线的有效预应力值加钢绞线在构件达到极限状态时的应力增量值。计算中，可假定达到极限状态时钢绞线的应力即为施加预应力时的张拉控制应力，即假定钢绞线的应力增量值与预应力损失值相等。 当采用一端张拉，而连续跨的跨数超过二跨；或当采用两端张拉，而连续跨的跨数超过四跨时，距张拉端二跨以上的梁，其由摩擦力引起的预应力损失有可能大于钢绞线的应力增量。此时可采用以下二种方法加以弥补：方法一：在跨中设置拉紧螺栓，采用手工横向张拉的方法补足预应力损失值； 方法二：将钢绞线的张拉预应力提高至0.75fptk，计算时仍按0.70fptk取值。
浅谈预应力加固技术及竖向预应力保证措施 发表时间：2012-12-14T16:29:08.950Z 来源：《赤子》2012年第19期供稿作者：刘小雨 [导读] 现代预应力技术推动了土木工程的快速发展，同时也为桥梁加固提载提供了一种主动的、有效的技术和方法。 刘小雨（西安建筑科技大学土木工程学院，陕西西安 710075） 摘要：现代预应力技术推动了土木工程的快速发展，同时也为桥梁加固提载提供了一种主动的、有效的技术和方法。随着预应力技术的发展，新的预应力施工工艺和材料的出现，使得这一技术和方法在桥梁加固领域的应用前景非常广泛。从质量和安全方面考虑，竖向预应力钢筋有效应力的保证措施值得我们探索和研究。 关键词：桥梁工程；预应力；技术；加固；有效应力；保证措施 1 概述 预应力是指在构件（或）结构中预先施加应力，预应力技术则是指预应力的锚固方式锚固与张拉体系（简称张拉体系），包括结构的设计计算、预应力的施加与锚固、预应力材料等方面。 在现代预应力技术的发展过程中，随着预应力筋及预应力张拉锚固体系性能的不断提高，预应力施工艺也在不断完善和创新。因此，预应力技术的应用已使得预应力混凝土结构成为当前世界上最重要、最有发展前途的结构之一。 2 预应力加固技术 预应力加固技术类似于分阶段后张预应力的施工方法，即在原结构使用后，部分施加预应力或不施加预应力，在荷载增大后，施加相应的预应力，只不过这部分预应力筋放在结构外罢了。 从另一角度来说，预应力加固法就是在原结构上增加中间弹性支座，以减小原结构内力。 预应力加固法是一种主动加固法，它能通过合适的预应力值来改善原结构的应力变形状态，增加结构构件的承载能力。特别是近年来，随着体外预应力技术的发展，预应力加固技术的理论、工艺更趋完善，使用范围更为广阔。 3 常见的体外预应力加固方法及施工工艺 当桥下净空许可时，可采用在梁下设置粗钢筋体系进行补强，也可将粗钢筋锚固在从梁端数起的第二道横隔板上，改变支撑点的位置和调整拉杆中的拉力以满足承载力的要求。 （1）横向收紧张拉法 作为拉杆的粗钢筋分两层布置在梁肋底面两侧，在靠近梁端适当位置上弯起，与固定在梁端的钢制U形锚固板焊接。通过收紧器将拉杆横向收缩收紧而使拉杆受力，从而在梁体中产生预压应力。 （2）纵向张拉法 拉杆两端弯起段穿过翼缘板上的斜孔伸至桥面，拉杆端部设有丝扣，用轧丝锚锚固于梁顶的锚固槽内，端部用张拉千斤顶张拉，拉杆中间设置法兰螺丝收紧扣及电热张拉等手段完成。 （3）组合式预应力补强拉杆加固法 这是既布置水平补强拉杆，也布置有下撑式补强拉杆的组合式体外预应力加固方法。 4 我国预应力材料的发展 随着预应力技术的发展和实践经验的积累，预应力筋已开发出多种高强度的品种，配套形成一系列制作、张拉、锚固、保护与防腐蚀工艺，在此基础上开发形成了多种预应力工法和专利技术。 在我国预应力工程中，预应力筋按材料类型可分为： （1）钢丝； （2）钢绞线； （3）钢筋； （4）非金属预应力筋。 根据预应力筋深加工工艺或施工方法的不同，预应力筋又可分为：有粘结、缓粘结、无粘结和体外预应力筋。 5 体外预应力加固的力学特点 预应力加固方法实际上是使被加固结构成为一个带柔性拉杆的超静定结构，与其它预应力结构或其它加固方法不同的是：加固前桥梁所受荷载由恒载和活载组成，预应力筋的张拉控制值是在上部结构的恒载作用下读取的，即带载加固。 因此在计算预应力筋荷载作用下的应力增量时，应仅考虑活载的作用。根据上述受力特点，可将预应力加固桥梁结构分为施加预应力与活载作用两个阶段进行受力分析。 6 提高有效预应力的措施 为抵消连续梁桥所产生的部分住拉应力，有效地消除裂缝，应在箱梁腹板设置竖向预应力筋。但是，由于损失较大，实际的永存预应力低于预期值，因此并不能完全防止腹板开裂。该问题的产生有多方面的原因，根据研究，采取综合措施，可以保证竖向预应力效果。 （1）超张拉。 在竖向刚进的设计施工中考虑超张拉工艺，以提高永存预应力，为了避免发生屈服破坏应注意控制最大应力。 （2）二次张拉。 采用二次张拉可以改善预应力损失，减少钢筋松弛和补偿混凝土压缩与收缩徐变引起的预应力损失，预防施工中漏拉少拉的作用。 （3）把握好张拉时机。 主要克服腹板竖向压应力分布不均的缺点，消除“应力空白区”。 （4）做到四轴同心。 施工中尽量使千斤顶、拉杆、预应力筋和垫板的中心保持在同一直线上，以减少锚固回缩量。 7 保证有效预应力的改进设计
公路梁桥体外预应力加固设计方法 艾军史丽远 苏州科技学院苏州 21５0１1 摘要：体外预应力技术是加固既有桥梁、提高桥梁现有承载能力切实可行的有效措施。提出体外预应力加固钢筋混凝土简支梁桥的设计计算方法和加固体系的检算方法。 关键词：体外预应力;加固；设计；承载能力 目前，国道、省道公路网已基本形成，交通运输业日益繁荣。据公路管理部门大量调查结果分析,现有公路桥梁存在两大方面的问题.一方面，相当一部分桥梁服务期限已有2０年～30年,梁体已出现混凝土破损、剥落、钢筋锈蚀、产生裂缝的现象,桥梁承载能力受到影响。另一方面,由于现在交通量增多,车辆载重增大，部分桥梁承载力明显不足,急需采用加固措施提高其承载力以适应交通需要。加固旧桥将是桥梁工程界一个非常迫切的任务。 体外预应力是一种有效的桥梁加固方法，具有操作简单、对原结构损伤小、不影响交通、节省投资的优点［1］［2］,能显著提高结构承载力和抗裂度，有效改善结构的应力状态。结合实例验证本论文提出的体外束加固计算方法的正确性及加固效果. １体外预应力筋的设计内容 1.1 体外束的线形布置 体外束的线形有多种形式,为了满足旧桥加固后承载力的需要，一般采用折线形，梁的跨中部分体外束布置在腹板下缘处，满足正截面抗弯强度要求；在约离支座1/３Ｌ～1／4L
处体外束向上弯起，并锚固在梁两端，满足梁的抗剪强度要求。体外束材料一般由无粘结钢绞线、粗钢筋与槽钢组合而成。 1。2 体外束的预应力损失计算 体外束加固旧桥时，其构造与有粘结预应力混凝土梁不同。因此，体外束的预应力各项损失计算与有粘结预应力混凝土梁有较大差异。在桥梁加固施工中，由于张拉力的读数是在梁体发生弹性压缩的情况下测取的，故分批张拉引起的混凝土弹性压缩损失σs4为零,在活载作用下，引起体外束中的拉力增量时，均以考虑了梁体的变形协调及体系的内力平衡,故活载拉力增量也不会引起预应力钢筋中的混凝土弹性压缩损失。对于全桥整体工作的梁来说，后张拉的各片梁会引起先张拉各片梁变形,产生预应力损失。 因旧桥混凝土的收缩、徐变在长期使用中已基本完成，该项损失较小,可近似取为零。 由以上分析可知，体外预应力筋的预应力损失比有粘结预应力混凝土梁预应力筋要小。所以体外束的张拉控制应力应适当降低,以避免体外束长期处于高应力状态下工作，改善加固体系结构的受力状态，建议其张拉控制应力值比公路桥规中规定的限值降低10%左右。 1。3 体外束面积的确定 体外束面积通常根据梁的控制截面的抗弯强度确定。具体方法：①检算旧桥的承载力或通过桥梁静、动载试验评定旧桥的承载力；②确定加固后梁所要达到的承载能力，并计算加固前后梁的承载力的差值;③根据此差值,按结构设计原理初步估算体外束的面积；5按一般原则，确定转向块和锚固端的位置,并进行全梁承载力校核；⑤按正常使用状态验算各项指标［3],直至满足各项要求为止.
浅析体外预应力加固设计 摘要：对体外预应力加固中体外预应力索、锚固系统、转向装置三个方面在设计时应注意的一些问题进行了分析，并阐述作为主动加固的体外预应力加固技术的特点。 abstract： some issues should pay attention to in designing the external prestressed cable， anchor system， steering device of external prestressed reinforcement are analyzed and the characteristics of external prestressed reinforcement as active reinforcement are described. 关键词：旧桥加固；体外预应力；体外预应力索；锚固系统；转向装置；设计 key words： reinforcement of old bridge；external prestressed；external prestressed cable；anchoring system；steering device；design 中图分类号：tu74 文献标识码：a 文章编号：1006-4311（2013）07-0088-02 0 引言 桥梁一般是公路中重要的咽喉工程，桥断路不通，随着时间的推移，新建的桥梁终究会成为旧桥。公路桥梁长期在自然环境（大气腐蚀、温度、湿度变化）和使用环境（荷载的增加，使用频率加快、材料与结构疲劳）的作用下，逐渐会产生损坏且不可逆。如果将所有旧危桥拆除重建，既不现实，也不科学。适当地对旧桥进行
体外预应力加固法 一、体外预应力加固法基本概念 钢筋混凝土梁式桥通常包括简支梁(T型梁、少筋微弯板组合梁、π形梁及板梁等)、悬臂梁和连续梁等。当其存在结构缺陷，尤其是承载力不足或需要提高荷载等级，即需要对桥梁主要受力结构进行加固时，可在梁体外部(梁底与梁两侧)设置钢筋或钢丝束，并施加预应力，以改善桥梁的受力状况，达到提高桥梁承载能力的目的。 体外预应力是针对体内预应力而言的，即把预应力筋布置在主体结构之外。当体外预应力索应用于混凝土结构时就被称为体外预应力混凝土结构。体外预应力技术用于桥梁加固称为体外预应力加固。从力学特征上说，体外预应力索与周围结构主体在同一截面上的变形是不协调的。 体外预应力索加固结构的实质，是以粗钢筋、钢绞线或高强钢丝等钢材作为施力工具，对桥梁上部结构施加体外预应力，以预加力产生的反弯矩部分抵消外荷载产生的内力，从而达到改善旧桥使用性能并提高其极限承载能力的目的。 体外预应力加固法具有加固、卸荷、改变结构内力的三重效果，适用于中小跨径的梁式桥；对于较大跨径的桥梁，采用本方法加固时，宜同时配合其他加固方法进行综合加固，以达到较好的加固效果。 工程实践表明，用体外预应力索加固桥梁具有如下优点: （1）能够较大幅度地提高旧桥承载能力。加固后所能达到的荷载等级与原桥设计标准及安全储备有关，一般情况下可将原桥承载力提高30%--40%。 （2）体外预应力索加固技术所需设备简单，人力投入少，施工工期短，经济效益明显。 （3）在加固过程中，可以实现不中断交通或短时限制交通。 （4）对原桥损伤较小，可以做到不影响桥下净空，且不增加路面高程。 常用的体外预应力加固技术包括体外预应力钢丝束加固法和下撑式预应力拉杆(粗钢筋)加固法。 （5）体外预应力加固法与梁底增焊（或粘贴）钢筋（或钢板）的加固方法相比，不需清凿混凝土保护层，且损伤梁体程度小，加固时不影响或少影响交通，能恢复或提高桥梁的荷载等级，经济效果较明显。 但对于梁体外的预应力筋和有关构件，应采取切实有效的防护措施，否则在温度、腐蚀等外界条件作用下，容易造成预应力筋断裂，从而使加固工作失败。 二、体外预应力加固法原理 常用的体外预应力加固技术包括体外预应力钢丝束加固法和下撑式预应力拉杆（粗钢筋）加固法。 （一）外部预应力钢丝束加固法 采用外部预应力钢丝束(钢绞线)加固梁式上部结构，一般沿梁肋侧面按某种曲线线形(常用的有抛物线形等)设置预应力钢丝束，通过张拉预应力筋实现体外预应力。为保证曲线线形并固定钢束位置，在梁底每隔一定间距离(50——100c m)设置一个定位箍圈(由梁底向上兜)，或者在梁肋侧面埋设定位销。钢
桥梁体外预应力加固技术 1体外预应力技术介绍 1.1概述 随着我国路网及交通运输业的快速发展，发现大量的桥梁经过一段时间的营运后，梁体出现裂缝、下扰等不同程度的病害，造成桥梁承载力明显下降，必须进行桥梁加固，提高桥梁承载力才能满足日益增大的交通量的需要。旧桥加固成为一项迫在眉睫的新时期建设任务。 体外预应力体系是后预应力体系的重要的分支之一,是指将布置于承载结构主体之外的预应力筋施加预应力所形成的预应力结构体系。桥梁体外预应力加固技术是一种主动的加固技术，通过预应力材料对桥梁结构受拉区施加预应力，消除部分荷载产生的不利力，提供结构的承载力。体外预应力成为桥梁加固中最有效的加固技术之一，具有良好广泛的应用前景。 1.2体外预应力的特点 1.2.1体外预应力的优点 1、锚固构件尺寸小，自重增加少，但可有效的大幅提高承载能力。 2、简化预应力筋曲线，预应力筋仅在锚固处和转向处与结构相连，减小摩阻损失，提高预应力使用效率。 3、对原结构损伤小，不影响桥下净空。 4、预应力布置灵活，可以根据桥梁病害进行全桥加固也可以进行局部加固。 5、与混凝土无粘结，由荷载产生的应力变化分散在预应力筋全长上，应力变化值小，对结构受力有利。 6、索力根据情况可以进行调整，预应力索可以更换，便于使用期间进行维护。
1.2.2体外预应力的缺点 1、体外索布置在截面外，防腐、保护相对较困难，易受外界影响。 2、锚固及转向区域容易产生应力集中，局部应力大，锚固施工要求高。 3、体外索拉力较小，不能充分发挥体外索强度高的优点，对锚具及夹片的要求很高。 4、体外预应力筋的变形和混凝土的变形不一致，容易造成预应力损失。 1.3体外预应力的组成 体外预应力系统由锚固块、转向块、体外索、锚具、减振装置等主要5部分组成。 1.3.1锚具 体外预应力体系仅靠锚固端传力，因此体外预应力锚固体系的可靠性和安全性比一般体预应力锚固体系要高，需使用专用的体外索锚具和夹片。体外预应力的锚具的外观尺寸较普通锚具更大，且还增加了一些辅助配件，如密封装置、防松装置、防护装置等。 1.3.2体外索 体外索主要有光面钢绞线、无粘结钢绞线、平行钢丝、成品索等类型。体外索较多采用无粘结钢绞线，环氧喷涂带PE的单根钢绞线具有良好的耐腐蚀性能，不需要再进行防护，具有很好的适用性。 1.3.3锚固块及转向块 体外预应力体系仅靠锚固块及转向块传力，锚固块和转向块必须和原结构有效连接，传递应力，锚固块及转向块一般采用钢筋混凝土结构和钢结构。 钢筋混凝土结构锚固块采用在原桥结构上钻、种植钢筋、浇筑混凝土成型。
收稿日期：2011－11-28 作者简介：刘航（1971-），男，湖南醴陵人，教授级高级工程师，副总工程师，e-mail ：liuhang71@https://www.doczj.com/doc/5514003820.html,. 建筑技术Architecture Technology 第43卷第1期2012年1月 Vol．43No．1Jan．2012 后张预应力技术除在各类新建建筑、构筑物以及桥梁结构中广泛应用外，在结构加固改造领域也有着广阔的应用前景。本文结合一些工程实例，介绍了后张预应力加固技术的相关研究及其在结构加固改造工程中的应用。 1后张预应力技术应用 （1）采用后张体外预应力筋加固钢筋混凝土结构 最为常见，如对于承载能力或刚度不足的混凝土受弯构件，包括框架梁、楼板等采用后张预应力筋加固，以提高其刚度及承载能力；再如对于受压承载力不足的轴心受压柱、偏心受压柱采用预应力撑杆加固，对于混凝土桁架结构中承载力不足的轴心受拉构件和偏心受拉构件等采用预应力拉杆加固等。 （2）后张预应力技术还可用于钢结构和钢与混凝土组合结构的加固。通过对钢结构和钢与混凝土组合结构施加预应力，产生与外荷载反向的变形和内力，一方面可提高钢结构以及钢与混凝土组合结构的正常使用性能，另一方面也可显著提高结构的承载能力。 （3）后张预应力技术还开始用于砖砌体结构的抗震加固。自20世纪90年代开始，新西兰、澳大利亚、欧洲等国家和地区开展了将后张预应力技术用于砖砌体结构抗震加固的研究。结果表明，采用后张预应力技术加固砖砌体结构可以显著提高砖砌体结构的延性和耗能能力，使砖砌体结构抗震能力大幅度提高。 2 后张预应力加固混凝土受弯构件常用布置及节点做法 2.1 预应力筋常用束形布置 对于因承载力不足而采用后张预应力进行加固的 混凝土受弯构件，宜采用接近于其弯矩图布置的折线预应力筋进行加固；对于简支梁，也可采用布置于受拉区的直线预应力筋进行加固。图1~3为几种常用的加固预应力筋布置形式。 后张体外预应力加固技术及其工程应用 刘 航1，高会宗2，杨学中1，吴文奇1 （1.北京市建筑工程研究院有限责任公司，100039，北京；2.中广国际建筑设计研究院，100045，北京） 摘 要：对后张体外预应力技术在结构加固工程中的应用进行了较为全面的分析。探讨了后张预应力加固 钢筋混凝土受弯构件的设计计算方法，提出了预应力筋的常用束形布置和节点做法，并结合某工程实例分析了预应力加固框架梁的有关施工方法。后张预应力技术目前在国际上还被用于砖砌体结构的抗震加固，对其原理和效果也进行了简要的介绍。 关键词：体外预应力；后张法；加固；受弯构件；砌体结构中图分类号：TU 746.3；TU 757 文献标识码：B 文章编号：1000－4726（2012）01－0049-04 EXTERNAL POST-TENSIONING TECHNIQUES AND APPLICATIONS FOR STRUCTURES RETROFITTING LIU Hang 1，GAO Hui-zong 2，YANG Xue-zhong 1，WU Wen-qi 1 （1.Beijing Building Construction Research Institute Co.,Ltd.,100039,Beijing,China; 2.Architectural Design &Research Institute of CRTV,100045,Beijing,China ） Abstract:The external post -tensioning techniques used for structures retrofitting are analyzed comprehensively.The design and calculating methods of RC flexural members strengthened with external tendons are discussed.Meanwhile,the general profiles of external tendons and the joint detail are also presented.Moreover,the construction techniques of using post -tensioning to strengthening frame beams are introduced.Post-tensioning is also used as seismic retrofitting techniques for masonry structures in foreign countries and the related principles and methods are also introduced briefly. Key words:external prestressing;post-tensioned;retrofitting; flexural members;masonry structure ·49 ·
体外预应力施工工艺 1．测量放样 先根据设计文件，将箱外控制点引入箱内每个横隔板处，经内业平差计算后，确定导线点的三维坐标数据，作为施工测量依据。 放样采用全站仪极坐标法放样与校核。 1.1 转向支架、减振支架钢基座测量控制 由于箱内梗肋可能存在施工误差，且两侧腹板高度不一致，施工时先对箱内尺寸进行复核。根据情况，报监理、设计等部门同意后，对基座位置、转向支架及减振支架部分杆件长度进行相应调整，以保证安装位置准确和安装质量。 钢基座钻孔植筋前，在腹板内侧两边墙上准确地标出各转向支架、减振支架平面位置，弹上十字线进行控制。 安装钢基座时用水准仪控制标高。同时复核箱内同一横断面上四个钢基座的相对位置和对角线尺寸。 转向器和预应力束穿过的节点板及减振器的杆件，待支架周边构件安装定位后，再钻孔安装。转向器和减振器以箱内纵向中心线为基线进行平面定位，水准测量确定高度。 1.2 锚固块安装测量控制 施工前先复核原构件尺寸，并根据实际情况调整锚固块位置，以保证预应力束位置准确。然后在箱内梗肋处测量放出各个锚固块底板的位置，用十字线进行定位，对锚固块准确定位。 所有测量标志设置牢固可靠，且不受施工影响，在施工期间加强对测量控制点的保护，并定期复验各控制点，发现问题及时补测补设。 2．转向支架、减振支架制造及安装 2.1 转向支架和减振支架的构件加工制作 （1）钢材 钢材进场后，须有出厂质量证明书，并按标准进行抽查复验，钢材的化学成份及机械性能符合标准。 原材料进厂后堆放整齐，避免潮湿，腐蚀，实行专料专用，并做好涂刷标记。（2）钢材涂刷材料及工艺
对钢结构和构件表面进行喷砂处理，直至露出金属光泽，不得存在旧漆膜、锈、油污及杂质。在工厂内对构件采用单层底漆涂装，底漆为高摩尔比水性无机硅酸锌（IC531），涂刷3道（干膜总厚度100um）。现场安装完毕后再进行检查，补充涂装焊缝、损伤和遗漏部位，完成二次防腐处理。 按图纸规定的涂装材料、工艺及性能进行支架构件的涂装工作。 涂装前仔细确认涂料的种类、名称、质量及施工位置，并按要求对油漆的粘度、附着力、干燥时间等主要性能指标进行抽样检验。 钢材节段边缘（接头两侧各50mm宽）留出焊缝位置不喷漆，以免影响焊接质量。 喷涂前仔细检查储料罐、输料管道及喷枪是否干净、适用：检查高压空气压力、管道喷嘴是否符合工艺要求，高压空气中是否有其他油物和水。 喷涂面漆前，对支架构件的表面进行处理，保持清洁干燥，无灰尘、油脂、锈斑、污垢其他污染，清洁度一直保持到喷涂过程结束。 涂装时要求现场空气相对湿度小于85％；钢材表面温度大于露点3℃以上；环境温度大于5℃，小于40℃以下。 涂装质量控制标准： ①除锈处理符合相应的等级标准：处理后的表面除锈等级达到Sa2.5级；表面粗糙度为40～70um（不超过100um）；表面清洁度为Class2级以上。 ②喷漆要求平整、均匀，漆膜无气泡、皱纹，无严重流挂、脱落、针孔、裂纹、漏涂等缺陷，面漆颜色与比色卡相一致。 ③涂装时，涂层遍数和漆膜厚度符合图纸要求，及时测定湿膜厚度，保证干膜厚度。 ④每涂完一层后，检查干膜厚度，出厂前检查总厚度。 （3）支架构件制造 施工前先熟悉图纸。使用的量器具应严格定期校正，以保证构件尺寸的准确。构件尺寸的计量基准温度为20℃，所有构件尺寸均为基准温度条件下的尺寸。工地用尺在施工使用前与工厂用尺相互校对。 支架构件制造过程中，采取有效措施保证板件及单元件具有足够刚度，防止吊装过程中产生变形。
第一章工程概况 一、概述 1、工程概况 武汉长江二桥上部结构设计为钢筋砼连续箱梁和钢筋砼连续刚构，桥梁分上、下游直腹式单箱独立的结构形式，桥面总宽为26.4m。连续梁梁高为3m，为等高截面，连续刚构为变高度，其中9#墩、14#墩墩顶处梁高10m，8#、15#墩顶处梁高7.4m，连续刚构跨中梁高3.5m。梁体顶板，腹板，底板纵向束采用12–7Φ5预应力钢绞线，梁体顶板横向束采用24Φ5预应力钢丝束，0#～3#节段范围采用冷拉Ⅳ级Φ25竖向预应力粗钢筋。梁体砼为C50级。 本次长江二桥维修范围包括：正桥部分汉口侧0#～7#墩共420米（7×60ml～3#连续箱梁）、汉口侧7#墩～10#墩共338米（83m＋130m＋125m连续刚构），武昌侧13#墩～16#墩共338米（125m＋130m＋83m连续刚构），以及武昌侧引桥16#墩～19#墩共226米（65m ＋126m＋65m连续箱梁）。全桥维修范围共长1352米，可分为四大部分。 2、现场施工条件 根据武汉长江二桥设计图纸、现场勘察，桥梁上、下游分立，进出口仅在0#、16#墩设有，箱内净宽仅6米左右，净高从2.5m～8.5m左右不等，加之箱内设有通长的电缆线，作业空间比较小，进出十分不便。另外，箱内底板设有锯齿块、墩顶设有横隔墙，场内运输受到很大影响。箱外侧，部分位于岸边，目前8#–14#墩之间均位于水中，但汛期水位上涨后，4#–15#墩均有可能位于水中。 汉口侧施工便道可以借助汉口江滩进到7#墩附近，武昌侧可以从临江大道进到15#墩附近，17#墩处于临江大道路边。武昌侧引桥17#–18#墩跨度越临江大道和武昌火车北站编组区。 3、主要工程数量 （1）维修加固工程量： 刚绞线：202.8t共44束：转向器：536个转向支架钢材：211.813t 减震支架钢材：25.545t 锚固块钢材：184.8t 减震器248个 （2）临时设施： 临时房屋面积：2000平米变压器：1台 第二章施工工艺 一、控制测量 1、建立施工测量控制网 先根据设计文件，将箱外控制点引入箱内每横隔板处，经微机内业平差计算后，提交相关资料报监理工程师审核，确定导线点的三维坐标数据，作为施工测量依据。 遇特殊地段或施工要求，由布设次级导线加密，以满足放样区域内能有效控制。 2、测量标志保护及测量数据复验 所有测量标志设置牢固可靠，且不受施工影响，在施工期间加强对测量控制点的保护，并定期复验各控制点，发现问题及时补测补设。 3、施工放样 放样方法为采用全站仪极坐标法放样与校核，一般采用普通经纬仪，直线路段用穿线法，曲线地段用切线支距法或偏角法放样与校核：高程用水准仪测设。 二、施工测量 转向架、减振支架和锚固块杆件放样加工之前，须现场复核箱内原结构在转向支架、减振支架和锚固块断面处各个尺寸和平面位置。根据实际情况进行适当调整，以保证安装位置准确及其安装质量。
箱梁体外预应力加固效果的分析 摘要本文通过对某座钢筋混凝土连续箱梁桥上部结构采用体外预应力加固前、后两种状态下的内力及承载力状况进行分析，着重体现体外预应力加固的显著效果，根据分析提出箱梁体外预应力加固设计及施工时需要注意的问题及相关处理措施，为同类桥梁加固设计提供借鉴经验。 关键词箱梁体外预应力加固 0、引言 目前，国内一些重要高速公路交通运输日益繁忙，经过多年运营，在交通量不断增加和超载车辆的作用下，部分桥梁出现了较为明显的结构性病害，有必要进行处治加固。文中以深圳梅观高速公路改扩建工程中某座钢筋混凝土连续箱梁桥为例，着重研究在采用体外预应力加固前、后箱梁结构内力及承载力的变化情况，说明体外预应力加固效果的可行性及实用性。 1、桥梁概况 该桥上部结构为（20+30+20）m的现浇钢筋混凝土连续箱梁，箱梁梁高1.7m，单箱双室断面，顶板宽度为12.0m，底板宽度为7.6m，悬臂长度为2.0m，箱梁腹板厚度为30～50cm，箱梁跨中截面顶板厚度25cm、底板厚度20cm。原桥设计荷载为汽－超20，挂－120。 经过多年运营，各跨底板在桥跨1/4～3/4范围内均有横桥向裂缝产生，缝宽基本介于0.05～0.20mm之间，最大缝宽达0.32mm，缝长基本介于0.20～2.00m 之间，裂缝间距介于0.10～0.80m之间，部分裂缝延伸至腹板；另外，腹板除与底板连通的裂缝外，还有大量竖向裂缝，裂缝宽度基本介于0.05～0.20mm之间，最大缝宽达0.45mm，缝长介于腹板高度的1/3～2/3之间，少量裂缝竖向贯通腹板。 2、桥梁上部结构主要病害成因分析 本桥上部为钢筋混凝土箱梁结构，主跨跨径为30m，梁高为1.7m，梁高偏低。承载能力计算结果显示箱梁跨中抗弯承载能力不足，因而导致跨中区域产生大量横向裂缝；底板横向裂缝继续沿伸至腹板，造成腹板竖向开裂。 3、加固思路 通过在箱梁腹板外侧布置齿板及转向块，增设体外预应力钢束，在体外预应力钢束张拉完毕后，浇筑腹板加厚段增大箱梁截面来提高箱梁的承载力。钢束、齿板及转向块布置位置见图1~3。