体外预应力钢-混凝土组合梁体系与失稳的基础理论研究

体外预应力是后张预应力体系的重要分支之一。不同于传统的后张有粘结或无粘结预应力结构，体外预应力结构是将预应力束布置于结构主体截面以外施加预应力的一种结构体系。体外预应力体系由四个基本部分组成：体外预应力索；体外索锚固系统；体外索转向装置；体外索防腐系统。

体外预应力技术适用范围非常广泛，不仅可以应用于新建工程，更适用于旧结构的改造与加固。体外预应力技术在旧桥加固改造工程中有以下优点：

1，受力明确、施工简便、不影响正常交通；

2，在自重增加很小的情况下可大幅度改善和调整原结构的受力状况，提高结构刚度和承载能力；

3，维护修补方便，可以随时更换预应力筋；

4，对原桥的结构损伤很小，可以做到不影响桥下净空．且不增加路面标高。

采用体外预应力加固法可提高结构构件的受弯承载力,预应力筋布置应符合优化布置原则,即加固筋外形与外荷载产生的弯矩图形相似,因此,加固梁式结构时,体外预应力筋多采用折线形连续筋,以充分发挥加固筋的抗拉强度。体外筋的灵活布置,可以有效地补强加固不同受力情况的简支梁和连续梁。若连续梁中仅有个别跨需要加固,则可采取在这些跨上单独布置预应力筋进行局部加固;若连续梁普遍较差,则可用各跨布置给予整体加固,若连续梁普遍较弱,但个别跨更弱,则可采取通长布置与局部布置相结合的办法进行加固。

体外预应力加固的一些规定：

1、预应力筋张拉机具设备及仪表，应定期维护和校验。张拉设备应配套标定，并配套使用。张拉设备的标定期限不应超过半年。当在使用过程中出现反常现象时或在千斤顶检修后，应重新标定。

2、体外预应力施工应由获得有关部门批准的预应力专项施工资质的施工单位承担。施工前，专业施工单位应根据设计图纸，编制预应力施工方案。当设计图纸深度不具备施工条件时，预应力施工单位应予以完善，并经设计单位审核后实施。

3、预应力筋展开后应平顺，不得有弯折，保护层完好，表面不应有裂纹、小刺、机械损伤、氧化铁皮和油污。

4、千斤顶、油表、钢尺等器具应经检查校正。

5、主要金属部件的检查在张拉前进行，预应力筋用锚具、夹具和连接器，在使用前应进行外观检查，其表面应无污物、锈蚀、机械损伤和裂纹。

6、锚具、夹具和连接器的进场检验须进行静载试验，材质、机械加工尺寸需按出厂检验报告中所列指标进行核对。

7、锚栓孔的孔位必须准确，孔眼顺直。

8、锚固点、滑块、垫板的放样定位要准确。

9、当预应力筋逐根或逐束张拉时，应保证各阶段不出现对结构不利的应力状态；同时宜考虑后批张拉预应力筋所产生的结构构件的弹性压缩对先批张拉预应力筋的影响，确定张拉力。

10、支撑预应力索的托架安装应牢固，位置准确，为避免由于振动引赶托架与预应力索的摩擦，托架与预应力索之间应采用柔软材料隔开。

体外预应力加固体系主要有四种：

1、体外预应力加固体系。体外预应力加固是采用布置在梁体外部（或箱内）的具有防腐保护的预应力筋，对梁体施加预加力。其关键技术是体外预应力筋的锚固、转向和防腐保护问题。体外预应力加固是目前桥梁加固采用较多的方法之一，特别适用于大跨径预应力混凝土连续箱梁和连续T构箱梁桥的加固。

2、无粘结预应力加固体系。无粘结预应力技术是将具有防腐保护的预应力筋布置在梁体的内部，待混凝土硬化后张拉预应力筋，对梁体施加预加力。将无粘结预应力技术推广用于桥梁加固的核心问题是解决为锚固无粘结预应力筋而增设的混凝土支承保护层与被加固梁体的可靠粘结。无粘结预应力加固，适用于中、小跨径钢筋混凝土T形梁的加固，构造简单，施工方便。

3、预应力碳纤维板加固体系。预应力碳纤维板加固技术是通过预应力施加充分发挥碳纤维材料强度，为一种主动加固技术，增加结构的强度和刚度的同时能减少结构的挠度变形，并能减少和封闭裂缝。

4、有粘结预应力加固体系。有粘结预应力加固是采用锚固于被加固梁体上的高强钢丝，2～3股钢绞线或小直径粗钢筋，对梁体施加预加力，然后喷注具有较高抗拉强度的复合砂浆，将预应力筋与被加固梁体粘结为一体，构成有粘结预应力加固体系。