鋼筋砼大粱由于設(shè)計(jì)或施工錯(cuò)誤，材質(zhì)不符要求，使用功能改變，溫差過大，遭受災(zāi)害損壞以及耐久性等原因，會(huì)出現(xiàn)超出設(shè)計(jì)規(guī)范允許值的結(jié)構(gòu)裂縫，或造成承載能力不足，都應(yīng)采取加固措施進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)處理。

　　在現(xiàn)行的加固規(guī)程里介紹的主要加固方法有：加大截面加固法、外包鋼加固法、改變結(jié)構(gòu)傳力途徑加固法，構(gòu)件外部粘鋼加固法等非預(yù)應(yīng)力加固法，及傳統(tǒng)的以Ⅰ級(jí)鋼或Ⅱ級(jí)鋼作為補(bǔ)強(qiáng)拉桿的水平拉桿法，下?lián)问嚼瓧U法和組合式拉桿法等預(yù)應(yīng)力加固法。

　　預(yù)應(yīng)力加固法的主要優(yōu)點(diǎn)是見效快，隨著預(yù)應(yīng)力的施加，裂縫寬度隨即變小，大梁產(chǎn)生反拱。原有鋼筋的應(yīng)力隨即變小，屬主動(dòng)加固法。對(duì)于下?lián)问筋A(yù)應(yīng)力補(bǔ)強(qiáng)拉桿法，還可同時(shí)加固正截面強(qiáng)度和斜截面強(qiáng)度。它還有一個(gè)明顯的優(yōu)點(diǎn)是，可以用于超筋截面的加固。而非預(yù)應(yīng)力加固法為被動(dòng)加固法，要待大梁的變形繼續(xù)增加以后才能逐漸起作用，所以加固以后裂縫寬度和撓度仍會(huì)繼續(xù)增加，而且正截面強(qiáng)度和斜截面強(qiáng)度一般不能同時(shí)得到加強(qiáng)。

　　但是，傳統(tǒng)的預(yù)應(yīng)力加固法由于采用強(qiáng)度低、柔性差、長(zhǎng)度短的Ⅰ級(jí)鋼或Ⅱ級(jí)鋼作為補(bǔ)強(qiáng)拉桿，存在下述缺點(diǎn)：

　　1.當(dāng)需要拉桿承擔(dān)較大的內(nèi)力時(shí)，材料面積很大使施工很困難；

　　2、預(yù)應(yīng)力數(shù)值不高，預(yù)應(yīng)力損失所占的比例比較大，長(zhǎng)期預(yù)應(yīng)力效果不好.

　　3、拉桿端部固定需要焊接，對(duì)于不允許有明火的場(chǎng)所不適宜采用.

　　4、要彎成三折線形狀，并進(jìn)行橫向張拉比較困難，彎折處的摩阻力很大.

　　5、不能搞連續(xù)跨加固。

　　為了克服上述缺點(diǎn)，筆者自1988年開始，在傳統(tǒng)的下?lián)问筋A(yù)應(yīng)力補(bǔ)強(qiáng)拉桿法的基礎(chǔ)上發(fā)展了一種用光面高強(qiáng)鋼絞線作為補(bǔ)強(qiáng)拉桿的“高強(qiáng)鋼絞線預(yù)應(yīng)力加固法”。具體的設(shè)計(jì)和施工方法見參考文獻(xiàn)［1］、［2］。至今己用該法加固了數(shù)十個(gè)工程1000多跨大梁，均取得了令人滿意的加固效果。這種加固方法采用的是光面高強(qiáng)鋼絞線，采用手工橫向張拉的方法施加預(yù)應(yīng)力。這是體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)在大梁加固工程中的一種應(yīng)用方法。筆者近幾年來(lái)，又發(fā)展了一種以無(wú)粘結(jié)高強(qiáng)鋼絞線作為補(bǔ)強(qiáng)拉桿，采用千斤頂縱向張拉，或手工橫向張拉，或二者結(jié)合的方法施加預(yù)應(yīng)力的體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)。下面將詳細(xì)介紹這種加固方法。

　　一、設(shè)計(jì)方法

　　1、鋼絞線的布置

　　W無(wú)粘結(jié)鋼絞線的規(guī)格一般采用φj15（7φS5），極限強(qiáng)度為1570N/mm²或1860N/mm²，成對(duì)布置在梁的兩側(cè)，鋼絞線的形心至梁側(cè)的距離一般為40mm左右。鋼絞線的形狀應(yīng)與需補(bǔ)足的彎矩圖形相近。一般情況下，采用二根鋼絞線便能滿足要求，當(dāng)需要補(bǔ)強(qiáng)的鋼絞線數(shù)量很多時(shí)可以排成數(shù)排。為了不影響使用凈高，可以把鋼絞線在跨中的支承點(diǎn)設(shè)在梁底以上的位置。鋼絞線可采用連續(xù)跨布置，以加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的整體性，并簡(jiǎn)化節(jié)點(diǎn)構(gòu)造。

　　2、鐵件的設(shè)置：為了形成設(shè)計(jì)要求的鋼絞線形狀，要在鋼絞線的轉(zhuǎn)折點(diǎn)處設(shè)置支承墊板或鋼吊棍等鐵件，在兩端要設(shè)置鋼墊板或鋼銷棍。

　　3、中間連續(xù)書點(diǎn)的做法：當(dāng)采用多跨連續(xù)張拉，鋼絞線在跨中的轉(zhuǎn)折點(diǎn)設(shè)在梁底以上位置時(shí)，為了減少轉(zhuǎn)折點(diǎn)處的摩擦力，在中間支座的兩側(cè)要設(shè)置鋼吊棍。若鋼絞線在跨中的轉(zhuǎn)折點(diǎn)設(shè)在梁底以下位置，則中間支座可不設(shè)鋼吊棍，鋼絞線直接支承在連系梁或次粱上，但應(yīng)在跨中設(shè)置拉緊螺栓。

　　4、端部錨固方法：

　　鋼絞線端部的錨固采用園套筒三夾片式夾具。端部支承可采用下述二種方法：

　　1）、當(dāng)具有垂直支承面時(shí)，可將夾具通過鋼墊板支承于梁端；

　　2）、當(dāng)無(wú)法設(shè)置鋼墊板時(shí)，可用取芯機(jī)在梁端上部截面鉆孔，設(shè)置園鋼銷棍，將夾具通過園鋼銷棍支承于梁端。當(dāng)梁的砼質(zhì)量較差時(shí)，可設(shè)置內(nèi)徑與園鋼銷棍直徑相同的鋼管墊，用快硬水泥砂漿坐漿。

　　5、預(yù)應(yīng)力施加方法：

　　當(dāng)鋼絞線采用連續(xù)跨布置，而在跨中的轉(zhuǎn)折點(diǎn)設(shè)在梁底以上位置時(shí)，應(yīng)盡可能采用兩端縱向張拉以減少摩擦力損失；當(dāng)鋼絞線在跨中的轉(zhuǎn)折點(diǎn)設(shè)在梁底以下位置時(shí)，可采用一端縱向張拉，但在縱向張拉以后，還應(yīng)利用設(shè)在跨中的拉緊螺栓進(jìn)行橫向張拉，以補(bǔ)足由摩擦力引起的預(yù)應(yīng)力損失值。當(dāng)縱向張拉有困難時(shí)，也可將跨中轉(zhuǎn)折點(diǎn)設(shè)在梁底，全部采用橫向張拉的方法。這種方法一般適用于無(wú)外觀要求的情況。

　　縱向張拉的工具采用穿心千斤頂和高壓油泵，張拉力直接從油壓表中讀取。橫向張拉采用手工旋緊U字形拉緊螺栓的螺帽，使梁側(cè)的鋼絞線向梁底中間位置*攏，使鋼絞線伸長(zhǎng)，以補(bǔ)足預(yù)應(yīng)力。采用橫向張拉時(shí)可利用手持式引伸儀測(cè)讀鋼絞線的伸長(zhǎng)率，進(jìn)而求得預(yù)應(yīng)力值。 

　　6、張拉應(yīng)力控制值：當(dāng)采用千斤頂縱向張拉時(shí)，鋼絞線的張拉應(yīng)力控制值一般可取0.7fptk，當(dāng)連續(xù)跨的跨數(shù)較多時(shí)，可采用0.75fptk.當(dāng)全部采用手工橫向張拉時(shí)，張拉應(yīng)力控制值應(yīng)適當(dāng)降低，以免產(chǎn)生過大的塑性變形，影響應(yīng)力測(cè)試精度，一般取0.6fptk左右。Fptk為鋼絞線抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值。

　　7、防腐措施：當(dāng)采用無(wú)粘結(jié)鋼絞線作為補(bǔ)強(qiáng)拉桿時(shí)，一般屬于需吊頂?shù)那闆r，或不需考慮外觀要求的情況。鐵件和鋼絞線可采用C30細(xì)石砼或1∶2水泥砂漿分別進(jìn)行包裹。

　　二、構(gòu)件強(qiáng)度計(jì)算方法鋼絞線數(shù)量的確定需通過強(qiáng)度計(jì)算

　　由于鋼絞線與大梁砼沒有粘結(jié)在一起，在每一截面上鋼絞線的應(yīng)變與截面其它部位的應(yīng)變不符合平截面假定，所以達(dá)極限狀態(tài)時(shí)鋼絞線應(yīng)力增量的計(jì)算變得相當(dāng)復(fù)雜，除利用截面上的軸向力平衡和彎矩平衡二個(gè)靜力平衡條件外，還要利用下述變形協(xié)調(diào)條件：兩錨固端之間鋼絞線的總伸長(zhǎng)值與鋼絞線同高度處截面纖維的總伸長(zhǎng)值相等。通常需根據(jù)鋼絞線的形狀和荷載的作用形式及截面的剛度曲線，利用積分的方法計(jì)算�？紤]到加固構(gòu)件的數(shù)量有限，而且鋼絞線用量在整個(gè)加固費(fèi)用中所占比例不是很大，所以可采用保守的近似計(jì)算方法。計(jì)算中，可以假定達(dá)極限狀態(tài)時(shí)鋼絞線的應(yīng)力即為施加預(yù)應(yīng)力時(shí)的張拉控制應(yīng)力，即假定鋼絞線的應(yīng)力增量值與預(yù)應(yīng)力損失值相等。于是便可以象普通鋼筋砼大梁一樣作正截面和斜截面的強(qiáng)度計(jì)算。

　　對(duì)于超筋截面，可將預(yù)應(yīng)力引起的等效荷載來(lái)平衡掉一部分外荷載，然后根據(jù)減少了的截面內(nèi)力作強(qiáng)度計(jì)算。此時(shí)可只考慮原截面的配筋。

　　如果原截面不是超筋截面，在考慮預(yù)應(yīng)力鋼絞線的作用以后才成為超筋截面，則應(yīng)將計(jì)算結(jié)果與上述方法的計(jì)算結(jié)果作比較，取二者中較大的值。

　　三、無(wú)粘結(jié)鋼絞線體外預(yù)應(yīng)力加固法的優(yōu)點(diǎn)與采用橫向張拉的光面鋼絞線體外預(yù)應(yīng)力加固法一樣，與傳統(tǒng)的預(yù)應(yīng)力加固法比較具有下述優(yōu)點(diǎn)：

　　1、由于鋼絞線的強(qiáng)度高，當(dāng)需要拉桿承受較大內(nèi)力時(shí)，材料面積也不需要很大，施工起來(lái)比較方便。

　　2、由于張拉應(yīng)力高，預(yù)應(yīng)力損失所占比例小，所以長(zhǎng)期預(yù)應(yīng)力效果好。

　　3、端部錨固有現(xiàn)成的夾具可以利用，安全可靠，不需現(xiàn)場(chǎng)燒電焊，適用范圍廣。

　　4、鋼絞線的柔性好，很容易形成設(shè)計(jì)形狀，施工起來(lái)方便。

　　5、由于鋼絞線的長(zhǎng)度長(zhǎng)，可以采用連續(xù)跨加固，加強(qiáng)了結(jié)構(gòu)的整體性。

　　6、施工速度快，而且不受氣溫影響。

　　7、大梁加固后對(duì)房屋凈高影響不大。

　　8、由于原有大梁的強(qiáng)度可以充分利用，而且只需要對(duì)大梁本身進(jìn)行加固，柱子和基礎(chǔ)可以不加處理，所以加固費(fèi)用比較低。

　　無(wú)粘結(jié)鋼絞線體外預(yù)應(yīng)力加固法與光面鋼絞線體外預(yù)應(yīng)力加固法相比，還具有下述優(yōu)點(diǎn)；

　　1、由于無(wú)粘結(jié)鋼絞線在轉(zhuǎn)折點(diǎn)處的摩擦力較小，可以采用千斤頂縱向張拉，這樣可減少?gòu)埨�工作量，而且張拉值容易控制�?/p>

　　2、由于無(wú)粘結(jié)鋼絞線的防腐性能較好，在外觀要求不高的情況下，可采取簡(jiǎn)單的防腐措施，施工比較方便。

　　3、鋼絞線儲(chǔ)存方便，不會(huì)銹蝕。

　　4、鐵件用量少