預應力加固法是采用外加預應力鋼拉桿或型鋼撐桿對結構構件或整體進行加固的方法，特點是通過預應力手段強迫后加部分的拉桿或撐桿受力，改變原結構內力分布并降低原結構應力水平，致使一般結構加固中所特有的應力應變滯后現(xiàn)象得以完全消除。適用于大跨結構或高應力、應變狀態(tài)下的混凝土構件。但在無防護情況下不能適應于溫度大于600℃的環(huán)境中，也不宜用于收縮徐變較大的混凝土結構。建筑加固

一、加固形式與原理

對構件施加預應力加固包括外加預應力拉桿加固和外加預應力撐桿加固兩種形式。

外加預應力拉桿主要用于加固受彎構件、屋架等，在特定場合下，也可用于加固大偏心受壓構件。外加預應力拉桿可進一步劃分為直線式、下?lián)问胶突旌鲜饺N形式。對于鋼筋、混凝土梁，直線式拉桿一般設置于梁受拉邊的邊緣，施加預應力后，拉桿中產(chǎn)生拉應力和拉應變，而梁的拉應力和拉應變減小，使得外加拉桿相對于梁的應變滯后現(xiàn)象得以緩解，甚至消除，可更有效地提高梁的正截面抗彎能力；同時，外加拉桿的預拉應力在梁中產(chǎn)生軸向壓力和反向彎矩．使梁受拉區(qū)的拉應力和受壓區(qū)的壓應力降低，因此還可減小梁的裂縫寬度和撓度。采用下?lián)问?折線形)拉桿時，除了以上加固效果，還可提高構件斜截面的抗剪能力，而且在減小構件撓度方面更為有效?；旌鲜嚼瓧U一般由兩根直線式拉桿和兩根下?lián)问嚼瓧U組成，可綜合達到直線式拉桿和下?lián)问嚼瓧U的加固效果。

外加預應力撐桿主要用于加固軸心受壓構件和偏心受壓結構，可采用雙側撐桿加固和單側撐桿加固兩種方案。對撐桿施加頂應力后，撐桿會分擔加固時柱承擔的部分荷載，起到卸荷作用；同時，撐桿中會產(chǎn)生壓應力和壓應變，而柱的壓應力和壓應變相應減小，同樣可使撐桿相對柱的應變滯后現(xiàn)象得以緩解，提高加固效果。

二、加固計算

用直線式、下?lián)问酵饧宇A應力拉桿加固鋼筋混凝土梁的設計步驟基本相同。下面介紹直線式外加預應力拉桿(水平拉桿)加固的設技步驟。

按偏心受壓構件驗算梁跨中、支座截面的偏心受壓承載力以及梁支廊附近的斜戰(zhàn)面

受剪承載力時，其中應將水平拉桿的內力作為外力施加于梁上。若驗算結果不能滿足現(xiàn)行國家標準《混凝土結構沒計規(guī)范》(GB50010-2010)的要求，應加大預應力拉桿的截面或改用其他加固方案。

用單側預應力撐桿加固彎矩不變號的鋼筋混凝土柱時，主要的設計步驟如下：

1)初選撐桿的截面面積，按靜力平衡條件確定加固后柱應承擔的內力。

2)按《混凝土結構設計規(guī)范》(GB50010-2010)和柱應承擔的內力校核柱的承載力。

3)按《鋼結構設計規(guī)范》(GB50017-2002)設計綴板。

4)確定施工時的預加應力值，宜取為50-80MPa。

5)按應變和幾何關系計算橫向張拉量。

當用雙側預應力撐桿加固彎矩變號的偏心受壓鋼筋混凝土柱時，可首先按單側撐桿加固的步驟設計受壓較大一側的撐桿，使柱能夠承受最不利的偏心受壓荷載，柱另一側的撐桿則可對稱設置。

三、構造要求

1．預應力拉桿加固的構造要求

當用預應力水平拉桿或下?lián)问嚼瓧U加固梁，且加固的張拉力較小(一般在150kN以下)時，可選用兩根直徑為12～30mm的HPB235級鋼筋；若加固的預應力較大，也可采用Ⅱ級鋼筋；被加固梁截面高度大于600mm時，則可采用型鋼拉桿。當用預應力拉桿加固屋架時，可用HPB235級、HRB335級、精軋螺紋鋼筋、碳素鋼絲、鋼絞線等高強度鋼材。預應力水平拉桿或預應力下?lián)问嚼瓧U中部的水平段距離梁或屋架下緣的凈空一般不應大于100mm，以30～80mm為宜。

預應力下?lián)问嚼瓧U的布置，其斜段宜緊貼在梁肋兩旁。拉桿彎折處的構造應在梁下設厚度不小于10mm的鋼墊板，其寬度宜與梁寬相等，而沿梁跨度方向的長度應不小于板厚的4倍，鋼墊板下設直徑不小于20mm的鋼墊棒，其長度不得小于梁寬加2倍拉桿直徑再加40mm，鋼墊板宜用膠固定位置，鋼墊棒可用點焊固定位置。

預應力拉桿端部必須可靠錨固，不得發(fā)生任何位移。錨固預應力拉桿時，被加劃構件端部有傳力預埋件可利用時，可將預應力拉桿與傳力預埋什焊接，通過焊縫傳力。如無傳力預埋件，宜焊制專門的鋼托套，套在混凝土構件上，與拉桿焊連。鋼托套可用型鋼焊成，也可用鋼板和加勁肋焊成。鋼托套與混凝土構件間的空隙，應用細石混凝土或砂漿填塞密實。鋼托套對構件混凝土的局部受壓承載力應經(jīng)驗算合格。

橫向張拉通過擰緊螺栓的螺帽進行。拉緊螺栓的直徑不得小于lOmm，螺帽高度不得小于螺桿直徑的1．5倍。

2．預應力撐桿加固的構造要求

用作預應力撐桿的角鋼的截面不應小于50mm×50mm×5mm，壓桿肢的兩根角鋼應用綴板連接，形成槽形截面；也可用單根槽鋼作為壓桿肢。綴板的厚度不得小于6mm寬度不得小于80mm，綴板間距應保證單個角鋼的長細比不大于40。

壓桿肢的兩根角鋼與頂板(平行于綴板且較厚)問通過焊縫傳力，頂板與承壓角锏之問通過抵撐傳力。承壓角鋼的截面不得100mm×75mmx12mm，宜嵌入被加固柱的柱身混凝土或柱頭混凝土內25mm左右，傳力頂板宜用厚度不小于16mm的鋼板制作，抵撐處的承壓角鋼表面和傳力頂板的端面均應刨平。為使撐桿壓力能較均勻地傳遞，可在承壓角鋼之上或其外再設鋼墊板。

當預應力撐桿采用螺栓橫向拉緊的施工方法時，雙側加固的撐桿的兩個壓桿肢中部向外折彎，在彎折處拉緊螺栓頭建立預應力。單側加固的撐桿只有一個壓桿肢．仍在中點處折彎，并采用螺栓進行橫向張拉。彎折壓桿肢之前，需在角鋼側肢上切出三角形缺口，并應在角鋼另一肢上補焊鋼板予以加強。拉緊螺栓的直徑不應小于16mm，螺帽高度不應小于螺栓直徑的1．5倍。

四、施工要求

1．預應力拉桿加固

預應力的施加方法宜根據(jù)工程條件和預應力的大小選定，預應力較大時宜用機張法或電熱法，預應力較小(在150kN以下)且求不停產(chǎn)時，則宜用橫向張拉法。采用機張法或電熱法施工時，應遵守現(xiàn)行施工與驗收規(guī)范的規(guī)定；采用橫向張拉法時，應遵守下列施工規(guī)定：

1)拉桿在安裝前必須調直、校正，幾何尺寸和安裝位置必須準確。

2)張拉前應對焊接接頭、螺桿、螺帽的質量進行認真檢查，并作記錄，以保證拉桿傳力可靠，避免張拉過程中拉桿斷裂或滑動。

3)橫向張拉時，可先適當拉緊螺栓，再逐漸放松。當拉桿基本平直、未松弛彎乖時，停止放松，記錄讀數(shù)，以此作為橫向張拉的起點。

4)橫向張拉分一點張拉和兩點張拉。兩點張拉時，應使兩個拉緊螺栓同步旋緊，保證兩點均勻張拉。

5)橫向張拉量達到要求后，宜用點焊將拉緊螺栓的螺帽固定，切除螺帽以外的螺桿，涂防銹漆或設防火保護層。

2．預應力撐桿加固

1)宜在施工現(xiàn)場用綴板焊連兩個角鋼，形成壓桿肢；然后在壓桿肢中點的角鋼側肢上功倒三角形缺口，并將壓桿肢彎折成所設計的形狀；再將補強鋼板彎好，焊在彎折后角鋼的另一肢上。

2)檢查合格后，將撐桿兩端用螺栓臨時固定，進行填灌(撐桿與構件之間一般應灌注環(huán)氧膠或水泥灌漿料)。

3)預應力撐桿的橫向張拉量應按計算結果進行控制，兩根拉緊螺栓應同步旋緊，保證兩點均勻張拉。

4)張拉完成后，應用連接板焊連雙側加固的兩個壓桿肢，單側加固時也應用連接板將壓桿肢與柱另一側的外包短角鋼焊連，固定壓桿肢的位置。施焊時應防止預壓應力因受熱而損失，可采取分區(qū)、分段的施焊方法。焊接完成后，用砂漿或細石混凝土填塞撐桿與構件之間的縫隙。

5)對外露鋼材進行防銹、防火處理。