一、體外預(yù)應(yīng)力概念的提出
體外預(yù)應(yīng)力是針對體內(nèi)預(yù)應(yīng)力而言的。體外預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)是把預(yù)應(yīng)力筋布置在主體結(jié)構(gòu)之外。體外預(yù)應(yīng)力筋通常是由多根鋼絞線組合成的集中鋼索，故也被稱為體外預(yù)應(yīng)力索。用體外預(yù)應(yīng)力索加固方法的實(shí)質(zhì)是以粗鋼筋、鋼絞線或高強(qiáng)鋼絲等鋼材作為施力工具，對橋梁上部結(jié)構(gòu)施加體外預(yù)應(yīng)力，以預(yù)加力產(chǎn)生的反彎矩抵消部分外荷載產(chǎn)生的內(nèi)力，從而達(dá)到改善舊橋使用性能并提高其極限承載能力的目的。
二、體外預(yù)應(yīng)力索加固橋梁優(yōu)點(diǎn)
工程實(shí)踐表明，用體外預(yù)應(yīng)力索加固橋梁具有如下優(yōu)點(diǎn)：
1.能夠較大幅度的提高舊橋承載能力。加固后所能達(dá)到的荷載等級與原橋設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及安全儲備有關(guān)，一般情況下可將原橋承載力提高30%～40%。
2.體外預(yù)應(yīng)力索加固技術(shù)所需設(shè)備簡單，人力投入少，施工工期短，經(jīng)濟(jì)效益明顯。
3.在再加固過程中，可以實(shí)現(xiàn)不中斷交通或短時(shí)限制交通。
4.對原橋損傷較小，可以做到不影響橋下凈空，且不增加路面標(biāo)高。
三、體外預(yù)應(yīng)力加固舊橋的方法
用體外預(yù)應(yīng)力加固的方法很多而且效果也很好,下面簡要介紹幾種常見的體外預(yù)應(yīng)力的加固形式：
1.用鋼拉桿橫向收緊的方法施加體外預(yù)應(yīng)力。在梁的底面以下設(shè)置4Ф25mm的16錳鋼筋，分兩排布置。拉桿在距梁端L/6處用撐棍將拉桿在平面上撐開，在縱向沿梁的外側(cè)彎起，并通過支點(diǎn)錨固于梁端。水平段拉桿用水平撐棍分為4段，在每段中點(diǎn)用拉緊螺栓將兩排拉桿%考試大%收緊。受緊過程中拉桿伸長即產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力。這種加固方式使原橋恒載撓度基本消除，且略有反拱。加固后的靜載試驗(yàn)表明，在原設(shè)計(jì)荷載作用下?lián)隙群土芽p寬度均有減少。
2.在每片梁底設(shè)2Ф30mm的45號鋼制作的拉桿。拉桿在梁底距支點(diǎn)L/6處轉(zhuǎn)折并于梁體外側(cè)斜穿端橫梁，錨固于粘貼在梁端上部的鋼墊板上。檢測發(fā)現(xiàn)，梁的實(shí)測撓度小于理論計(jì)算值，但殘余變形仍然很大，原裂縫寬度略有減少且無新裂縫出現(xiàn)。實(shí)踐表明這種加固方式效果良好。
3.水平筋和斜筋分別采用2Ф28mm和2Ф32mm的高強(qiáng)精軋螺紋鋼筋。兩者通過鋼制滑塊相連接，斜筋的上端錨固在梁頂。通過對用這種加固方式加固的橋的外觀檢查和靜載實(shí)驗(yàn)表明：加固后，原梁裂縫寬度明顯減少。橋面平整，新、舊主梁間連接良好，剛度明顯提高。且在設(shè)計(jì)荷載作用下，體外索水平筋中的實(shí)測應(yīng)力增量與理論值吻合良好。
四、體外預(yù)應(yīng)力加固體系的構(gòu)造
1.水平筋。水平筋也叫水平拉桿，多由高強(qiáng)螺紋粗鋼筋/鋼絲束或鋼絲繩組成。其作用是在梁底部位施加縱向預(yù)應(yīng)力，從而對梁體產(chǎn)生反向彎矩，以抵消部分自重及活載產(chǎn)生的正彎矩，提高梁的承載能力。當(dāng)水平筋采用高強(qiáng)粗鋼筋時(shí)，一般為冷拉Ⅲ，Ⅳ級鋼筋，亦可用45號圓鋼制作。在鋼筋（桿）的兩端做粗制螺紋，配以螺母加以錨固。當(dāng)采用高強(qiáng)鋼絲束時(shí)（通常不設(shè)斜筋），用錨頭將其兩端錨固在梁頂?shù)亩瞬俊ｄ摻z束的縱向線形由設(shè)在梁底兩側(cè)的箍筋加以固定。當(dāng)采用鋼絲繩時(shí)，可直接用錨固鎖將兩端固定在主梁的腹板上，張拉后用鋼絲夾頭鎖住，也可將鋼絲繩的兩端錨固在梁底的滑塊上。
2.斜筋。斜筋也叫斜桿，多由高強(qiáng)粗鋼筋或槽鋼做成。斜桿的下端通過設(shè)置在梁底的滑塊與水平筋連接，上端錨固于梁端頂部或梁端腹板處。斜桿的作用是提供梁端部位的負(fù)彎矩和預(yù)剪力，從而提高梁的承載能力。當(dāng)采用鋼絲束或鋼絲繩時(shí)，可以不單獨(dú)設(shè)斜筋，而將斜筋和水平筋一體相連。
3.體外預(yù)應(yīng)力的錨固系%考試大%統(tǒng)。體外預(yù)應(yīng)力索的錨固體系一般可以分成可更換的和不可更換的兩大類。若采用不可更換的體外預(yù)應(yīng)力索的錨具，則鋼索將不更換、不調(diào)整，一般應(yīng)用于體外預(yù)應(yīng)力索與混凝土結(jié)構(gòu)有離散粘結(jié)的橋梁結(jié)構(gòu)?？梢愿鼡Q的體外預(yù)應(yīng)力錨固系統(tǒng)必須保證錨具與混凝土結(jié)構(gòu)之間相互隔斷，對于體外預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)而言，關(guān)鍵在于錨固位置及轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)處。在可以更換的體外預(yù)應(yīng)力錨具中，包括鋼索無法放松和可以放松兩種類型。
4.體外預(yù)應(yīng)力的傳力系統(tǒng)。體外預(yù)應(yīng)力的傳力系統(tǒng)由滑塊、U形承托及水平筋固定支座組成。
5.體外預(yù)應(yīng)力的防腐系統(tǒng)。體外預(yù)應(yīng)力的防腐系統(tǒng)主要指鋼索本身的防腐、管道與灌漿料、錨固區(qū)段。
總之，在舊橋加固中，體外預(yù)應(yīng)力已是成熟經(jīng)驗(yàn)，它適合各種結(jié)構(gòu)，應(yīng)大力推廣。
體外預(yù)應(yīng)力是針對體內(nèi)預(yù)應(yīng)力而言的。體外預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)是把預(yù)應(yīng)力筋布置在主體結(jié)構(gòu)之外。體外預(yù)應(yīng)力筋通常是由多根鋼絞線組合成的集中鋼索，故也被稱為體外預(yù)應(yīng)力索。用體外預(yù)應(yīng)力索加固方法的實(shí)質(zhì)是以粗鋼筋、鋼絞線或高強(qiáng)鋼絲等鋼材作為施力工具，對橋梁上部結(jié)構(gòu)施加體外預(yù)應(yīng)力，以預(yù)加力產(chǎn)生的反彎矩抵消部分外荷載產(chǎn)生的內(nèi)力，從而達(dá)到改善舊橋使用性能并提高其極限承載能力的目的。
二、體外預(yù)應(yīng)力索加固橋梁優(yōu)點(diǎn)
工程實(shí)踐表明，用體外預(yù)應(yīng)力索加固橋梁具有如下優(yōu)點(diǎn)：
1.能夠較大幅度的提高舊橋承載能力。加固后所能達(dá)到的荷載等級與原橋設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及安全儲備有關(guān)，一般情況下可將原橋承載力提高30%～40%。
2.體外預(yù)應(yīng)力索加固技術(shù)所需設(shè)備簡單，人力投入少，施工工期短，經(jīng)濟(jì)效益明顯。
3.在再加固過程中，可以實(shí)現(xiàn)不中斷交通或短時(shí)限制交通。
4.對原橋損傷較小，可以做到不影響橋下凈空，且不增加路面標(biāo)高。
三、體外預(yù)應(yīng)力加固舊橋的方法
用體外預(yù)應(yīng)力加固的方法很多而且效果也很好,下面簡要介紹幾種常見的體外預(yù)應(yīng)力的加固形式：
1.用鋼拉桿橫向收緊的方法施加體外預(yù)應(yīng)力。在梁的底面以下設(shè)置4Ф25mm的16錳鋼筋，分兩排布置。拉桿在距梁端L/6處用撐棍將拉桿在平面上撐開，在縱向沿梁的外側(cè)彎起，并通過支點(diǎn)錨固于梁端。水平段拉桿用水平撐棍分為4段，在每段中點(diǎn)用拉緊螺栓將兩排拉桿%考試大%收緊。受緊過程中拉桿伸長即產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力。這種加固方式使原橋恒載撓度基本消除，且略有反拱。加固后的靜載試驗(yàn)表明，在原設(shè)計(jì)荷載作用下?lián)隙群土芽p寬度均有減少。
2.在每片梁底設(shè)2Ф30mm的45號鋼制作的拉桿。拉桿在梁底距支點(diǎn)L/6處轉(zhuǎn)折并于梁體外側(cè)斜穿端橫梁，錨固于粘貼在梁端上部的鋼墊板上。檢測發(fā)現(xiàn)，梁的實(shí)測撓度小于理論計(jì)算值，但殘余變形仍然很大，原裂縫寬度略有減少且無新裂縫出現(xiàn)。實(shí)踐表明這種加固方式效果良好。
3.水平筋和斜筋分別采用2Ф28mm和2Ф32mm的高強(qiáng)精軋螺紋鋼筋。兩者通過鋼制滑塊相連接，斜筋的上端錨固在梁頂。通過對用這種加固方式加固的橋的外觀檢查和靜載實(shí)驗(yàn)表明：加固后，原梁裂縫寬度明顯減少。橋面平整，新、舊主梁間連接良好，剛度明顯提高。且在設(shè)計(jì)荷載作用下，體外索水平筋中的實(shí)測應(yīng)力增量與理論值吻合良好。
四、體外預(yù)應(yīng)力加固體系的構(gòu)造
1.水平筋。水平筋也叫水平拉桿，多由高強(qiáng)螺紋粗鋼筋/鋼絲束或鋼絲繩組成。其作用是在梁底部位施加縱向預(yù)應(yīng)力，從而對梁體產(chǎn)生反向彎矩，以抵消部分自重及活載產(chǎn)生的正彎矩，提高梁的承載能力。當(dāng)水平筋采用高強(qiáng)粗鋼筋時(shí)，一般為冷拉Ⅲ，Ⅳ級鋼筋，亦可用45號圓鋼制作。在鋼筋（桿）的兩端做粗制螺紋，配以螺母加以錨固。當(dāng)采用高強(qiáng)鋼絲束時(shí)（通常不設(shè)斜筋），用錨頭將其兩端錨固在梁頂?shù)亩瞬俊ｄ摻z束的縱向線形由設(shè)在梁底兩側(cè)的箍筋加以固定。當(dāng)采用鋼絲繩時(shí)，可直接用錨固鎖將兩端固定在主梁的腹板上，張拉后用鋼絲夾頭鎖住，也可將鋼絲繩的兩端錨固在梁底的滑塊上。
2.斜筋。斜筋也叫斜桿，多由高強(qiáng)粗鋼筋或槽鋼做成。斜桿的下端通過設(shè)置在梁底的滑塊與水平筋連接，上端錨固于梁端頂部或梁端腹板處。斜桿的作用是提供梁端部位的負(fù)彎矩和預(yù)剪力，從而提高梁的承載能力。當(dāng)采用鋼絲束或鋼絲繩時(shí)，可以不單獨(dú)設(shè)斜筋，而將斜筋和水平筋一體相連。
3.體外預(yù)應(yīng)力的錨固系%考試大%統(tǒng)。體外預(yù)應(yīng)力索的錨固體系一般可以分成可更換的和不可更換的兩大類。若采用不可更換的體外預(yù)應(yīng)力索的錨具，則鋼索將不更換、不調(diào)整，一般應(yīng)用于體外預(yù)應(yīng)力索與混凝土結(jié)構(gòu)有離散粘結(jié)的橋梁結(jié)構(gòu)?？梢愿鼡Q的體外預(yù)應(yīng)力錨固系統(tǒng)必須保證錨具與混凝土結(jié)構(gòu)之間相互隔斷，對于體外預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)而言，關(guān)鍵在于錨固位置及轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)處。在可以更換的體外預(yù)應(yīng)力錨具中，包括鋼索無法放松和可以放松兩種類型。
4.體外預(yù)應(yīng)力的傳力系統(tǒng)。體外預(yù)應(yīng)力的傳力系統(tǒng)由滑塊、U形承托及水平筋固定支座組成。
5.體外預(yù)應(yīng)力的防腐系統(tǒng)。體外預(yù)應(yīng)力的防腐系統(tǒng)主要指鋼索本身的防腐、管道與灌漿料、錨固區(qū)段。
總之，在舊橋加固中，體外預(yù)應(yīng)力已是成熟經(jīng)驗(yàn)，它適合各種結(jié)構(gòu)，應(yīng)大力推廣。