随着我国经济建设的发展，公路网已基本形成，但公路网中部分桥梁抗震性能不良、承载力不足，施工不规范，影响其安全性和使用功能，需采用加固措施提高承载力以适应交通需要，因此，旧桥加固将是桥梁工程界一个非常迫切的任务。体外顶应力是一种有效的桥梁加固方法，简单易行，不影响行车，受力途径明确，能显著提高结构承载力和抗裂度，有效改善结构的应力状态。

1体外索加固桥梁设计方法

为了满足加固后旧桥承载力的需要，体外索一般采用折线形，同时满足梁正截面抗弯强度和抗剪强度的要求。体外索材料一般由无粘结钢绞线、粗钢筋与槽钢组合而成。体外索加固桥梁受弯构件时，可按偏心构件验算粱的承载力，按无粘结部分预应力混凝土结构，认为截面受弯破坏时，梁内的非预应力钢筋达到屈服，而预应力钢筋达不到极限强度，验算使用阶段的应力及结构的变形；按加劲粱组合结构分别对其受力和使用性能进行分析。在正使用极限状态的各项指标计算时，按整体变形协调条件计算在外载作用下预应力筋的应力量。

2桥梁加固设计实例

某大桥为平均跨距为13m的钢筋混凝土T型粱桥，原设计荷载为汽-10级、拖-60。由于船体的撞击，下缘混凝土破损，部分混凝土脱落，已出现纵向贯通裂缝，主钢筋已严重锈蚀。加固时，首先凿除松散混凝土，用钢丝刷清锈处理，采用挂模浇筑C40混凝土修补完整，然后施加体外预应力加固，加固后桥梁承载能力耍求提高到汽15级。

T型主粱翼缘宽178cm，翼缘厚300px，梁肋宽I200px，受拉Ⅱ级，钢筋面积为44.675px2，采用C25混凝土，支点距转向块为4500px，转向块的间距为21000px，端锚固点距转向块为150cm，中心轴距粱上边缘为19.14 cm，中心轴距梁下边缘为60.86cm，为端锚固点至中心轴距离，为转向块至中心轴距离每片T型梁配置4根无粘结预应力钢绞线，共16根。为了使每片梁受力均匀，采用两端分2次张拉，固定端与张拉端交叉布置预应力钢绞线的张拉控制应力为855MPa，有效预应力为62215Mpa。

加固后桥梁，采用前轴为55kN、后轴为155kN，两辆载重汽车进行现场荷载试验。

主梁跨中挠度为543mm，满足桥梁规范要求静活载挠度不超过(1／600)L的要求，校验系数满足0.6-0.9旧桥鉴定的要求。结构具有足够的抗弯刚度，达到汽-15荷载标准作用的使用要求。

数据表明：施加预应力，使主粱的上边缘混凝土产生拉应力和下边缘混凝土产生压应力，则上边缘混凝土总压应力值与下边缘混凝土总拉应力值都减小。钢筋的校验系数满足0.4-0.8旧桥鉴定的要求。采用体外预应力加固后，从加固前汽-10级荷载提高到加固后汽-15级荷载标准，加固效果是非常显著。

荷载试验表明：在汽-15荷载标准作用下，加固后桥梁的抗弯承载能力系数为1.51，达到加固要求，该加固方法是可行的。

3施工过程

3.1钻孔与碳纤维粘贴

在T型粱的腹扳钻孔洞时，避开粱中受力钢筋。洞口周围粘贴了750px×750px碳纤维，以增强混凝土的局部抗压能力。

3.2穿索与预应力张拉

首先对每根无粘结钢绞线贴上编号标签，逐根将钢绞线穿入钢栓孔洞中，并调整至最佳位置，然后安装锚杯和夹片外螺母，将千斤顶和张拉配件安装就位，最后进行预应力张拉。

张拉过程采用以张拉力控制为主，伸长值校验的方法。初应力时量取千斤顶活塞的伸长量l1张拉达20%con时再量取千斤顶活塞的伸长量l2，二者之差为钢索的实际推算伸长量。张拉应力达100%con，再量取千斤顶活塞的伸长量l3，l3与l1之差为钢索的实际张拉伸长量。实际张拉伸长量与实际推算伸长量之差，与理论伸长相比误差不超过+10%，-5%。

注：粱1#1为1#粱张拉第一根预应力钢绞线，其他以此类推。

顶应力张拉的理论伸长量计算拄规范要求进行，采用平均张拉应力法即，式中，Fp为平均张拉力，L，Ap，Ep分别为预应力钢绞线计算长度、面积和弹性模量

单根钢绞线的张拉力分别为120kN（2片中梁）、100kN（2片边粱），初应力取张拉力的I0%，即分别为12 kN，10kN。

4结束语

1)综上所述，体外索加固法是在使用过程中，具有加固、卸载及减小结构内力的作用，值得推广应用。

2)体外预应力加固法，加固后能达到荷载标准，加固效果是非常显著。

3)体外索加固法有效改善了主梁在正常使用阶段的工作性能，裂缝宽度变窄，挠度明显减小。

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