摘要：我国目前普遍采用的加固方法有截面增大、混凝土替换、外加预应力、外粘型钢、粘贴纤维复合材料、粘贴钢板、增设支点等加固方法。近年来，随着经济和技术的发展，体外预应力技术在结构加固工程中得到越来越多的应用。
关键词：结构加固；体外预应力
我国目前普遍采用的加固方式有截面增大、混凝土替换、外加预应力、外粘型钢、粘贴纤维复合材料、粘贴钢板、增设支点等加固方法，主要用于工业厂房的加固、补强，改善梁的应力状态，使结构的强度、刚度、抗剪能力和承载能力都有明显的提高。
1工程概述
江阴某幢三层钢筋混凝土框架结构标准厂房，原框架主梁的混凝土强度等级为C40，18米双跨结构，采用后张法有粘结预应力体系。厂房内部整体结构在一次火灾中遭到破坏，后经专家对结构进行鉴定：楼盖混凝土破坏严重的，要重新浇筑，轻微的要板底贴碳纤维进行加固；柱混凝土表面脱落严重，要求包钢加固；主梁混凝土在火灾中遭到轻微破坏，可以继续使用，但为安全考虑，决定对框架主梁采用体外预应力体系进行结构加固补强。
图1：火灾后的厂房外景图片 图2：火灾后的厂房内部框架主梁图
2施工要求
预应力筋采用直径为15.2mm的低松弛预应力无粘结钢绞线，抗拉标准强度fptk=1860MPa，延伸率≥3.5，经过计算，框架主梁的两侧各布置1根预应力筋，张拉控制应力бcon=1000MPa，预应力筋采用折线布置形式，在梁下和梁上支座折点处采用钢节点过渡，张拉方式采用两端张拉，两侧对称进行，张拉时要求锚具回缩值不大于3mm。张拉完成后，预应力筋用砂轮切割机切割，端部外露长度30-80mm，然后用C40细石混凝土封裹锚具。
3施工节点的布置
1、为了能产生较大的竖向反力，同时预应力筋的弯折角度不至于过大，预应力筋的弯折点布置在原中柱轴线跨度的1/4处位置，如图3所示。
2、在梁上转向节点采用圆弧形曲面过渡，增大弯折点的面积，降低接触应力，避免预应力筋产生死弯，如图4所示。
3、梁底钢托件与预应力筋接触面采用圆弧过渡，并保证钢托件与梁的的可靠连接，如图4所示。预应力筋线型和节点做法如下图：
图3：预应力筋线型
图4：钢节点尺寸示意
4主要施工工艺
1、钢节点转向块制作：根据设计要求，图纸所需的钢节点转向块由专业钢结构厂方焊接成型后再运输到施工现场使用（如图2）。
2、钢节点转向块安装：按照图纸尺寸位置，在主梁的相应位置植入化学螺栓。待化学螺栓的强度达到设计要求后再安装相应的转向块。如下图：
图5：钢节点转向块1 图6：钢节点转向块2
3、无粘结钢绞线穿束：待转向块安装到位后，逐根穿入无粘结钢绞线，每端预留操作长度500mm，并套好锚具敲紧夹片。
4、张拉钢绞线：
（1）、张拉设备准备：张拉千斤顶选用2台YDC240Q型前卡式千斤顶，油泵选用2台ZB4-500型电动油泵。按照设计要求，张拉设备由一级试验资质单位配套标定，标定时间半年以内。
（2）、张拉以应力控制为主，伸长值校核为辅。两端同时对称张拉，设计要求张拉控制应力бcon=1000MPa，每根钢绞线张拉力为：N=бcon.As＝1000×140＝140KN。张拉时油压应缓慢、平稳。张拉伸长值应从0→1.00бcon，测量，并现场做好张拉记录。
（3）、预应力筋伸长值计算：
预应力筋的张拉伸长值（бcon时）按简化计算法计算：
ΔL=P*Lt/Ap*Es
式中：Lt——预应力筋的下料长度； Ap——预应力筋的截面面积；
Es——预应力盘的实测弹性模量 P——张拉控制力
（4）、张拉注意事项
1）、实际伸长值与理论伸长值偏差控制在±6%之内，超出此范围时，暂停张拉，待查明原因，重新调整后再张拉。
2）、严格按照设计图纸要求进行张拉。
3）、张拉结束验收合格后，用手提切割机切割预应力钢筋，外露长度控制在30-80mm，并涂上一层防腐油脂，然后用C40细石混凝土浇筑、封锚
结束语
体外预应力技术在本次加固工程中，得到了很好的应用，加强了框架主梁的承载力，也赢得了业主和监理单位的一致好评。
图7：钢绞线张拉完成后的现场图片
参考文献：
[1]《混凝土结构加固设计规范》GB50367-2006
[2]《无粘结预应力混凝土结构技术规程》JGJ92-2004
[3]《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002
[4]《建筑工程预应力施工规程》CECS180：2005
[5]《预应力混凝土空心楼盖徐州科技馆工程中的应用》张红根 费友华
论文作者:费友华
论文发表刊物:《基层建设》2018年第30期
论文发表时间:2018/11/2
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