时间：2022-05-31 23:19:27
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇预应力技术论文，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
1引言
预应力砼结构较普通钢筋筋结构不仅用料省，且使用性能好，但其施瓜工艺复杂，技术要求甚高，在一定程度上阻碍了预应力的进一步发展和推广应用。为简化预应力砼的施工工艺人们曾进行多方面的努力，预弯复合梁[1]即是其中之一，该梁既具有预应力梁良好的使用性能，又省去了常规预应力所必须的留孔、穿索、张拉、锚固、压浆、封锚等一整套工序，施工工充得到简化，但其用钢量却急删增加，以致在大多数国家和地区难以推广应用。可见，现有的预应力砼结构左良好的使用性能、用料的经济性及施工的简易性三方面并未达到完美的统一，尚需我们做出不断的努力，为此周志详副教授提出预弯预应力钢筋砼（以下简记为PFRC）梁的设想，并在三跨连续梁桥上进行应用研究，以期求得一种更合理和经济的结构及预应力施工工艺。
2PFRC梁的工艺及原理
现以简支梁为例，说明PFRC梁的施工工艺及预应力原理：
（1）按钢筋砼梁方式制作，具有适当预拱度的梁体，与钢筋砼梁所不同的是PFRC梁受拉主筋宜采用冷拉粗钢筋，并需在梁的受拉边可能出现裂缝凶区域设置预留槽口该区段内的主筋净保护层厚度取为箍筋的直径。
（2）对许梁施加预定的竖向荷载p，此时，在预留槽口的顶端会出现裂缝。
（3）绑扎受拉边翼缘的构造钢筋（注意插入式马蹄箍筋应通过预留槽口插入先浇梁体内浇注该翼缘的砼）。
（4）待后浇受拉边翼缘砼达到强度后，卸除预加荷载P。
现依据容许应力法理论对梁在上述预加载和卸载过程中跨中截面应力的变化
分析如下。
对设有预留糟口的钢筋砼梁作预加载时的计算截面及应力分布，此时梁的受拉力已开裂（预留槽口的存在即人为地规定了裂缝出现的位置及间距），受拉区仅计入主筋的作用。若换算截面对其重心轴的惯性距为I01，则在预加荷载弯矩MY的作用下上缘砼的压应力σh1和受拉钢筋的应力σg1分别为：
σh1=MYX1/I01（压）
σg1=nMY(h-X1)/I01（拉）
式中n表示钢筋弹性模量与砼弹性模量之比，X1为上缘至中性轴的距离。
在后浇下翼缘砼到强度后，卸除预加荷载p相当于梁施加了反向的预加载p，因此跨中截面受到了负弯矩MY的作用，此时梁的下半部分后浇下罢缘砼将参与受力，其计算载面及应力分布，设换算截面对其重心轴的性矩这I02，则梁缘上下边缘砼的应力σh2、σh3和钢筋的应力σg2分别为：
h2=MYX2/I02（拉）
σh3=nMY(h-X2)/I02（压）
σg2=nMY(h0-X2)/I02（压）
式中X2为上缘到中性轴的距离。
梁截面的实际应力分布为单独考虑预加载和卸除预加载两种情况载面应力的迭加，帮梁的上、下边缘砼应力σhs和σhx及主筋应力σg分别为：
σhs=σh1-σh2=MY(X1/I01-X2/I02)（压）（1）
σhs=σh3=MY(h-X2)/I02（压）（2）
σg=σg1-σg2=nMY[(h0-X1)/I01-(h0-X2)/I02]（拉）（3）
若梁在使用荷载作用下所受到的弯矩为M，则梁上、下边缘硷的应力分别为：
σhs=MY(X1/I01-X2/I02)+MX2/I02（4）
σhs=(MY-M)(h-X2)/I02（5）
由（5）式可见梁在不大于预0加荷载弯上MY，的作用下，其后浇下翼缘砼内不出现拉应，（暂不计砼收缩，徐变及钢筋松驰的影响），即该梁的下翼缘右以具有足够大的抗裂度，故梁，主筋得到可靠的保护，在使用荷载作用下梁截面的抗弯刚度因下翼缘砼参与工作而得到显著提高，其计算刚度与同截面的常规预应力砼梁相差元几，该梁的梁腹虽然尚存裂缝，但这些，缝并不穿过梁内受力钢筋（受拉主筋和箍筋）且不影响结构的受力状况，从钢筋砼的观点看，念些裂缝是允许存在的。
由此可见PFRC梁是通过在钢筋砼梁受载条件下二次浇注受拉边翼缘砼来代替常规预应力砼中的张拉钢盘，使后浇翼缘砼借助卸载时梁内主筋的弹性恢复获得所需要的预应力。为此，在先浇梁体的受拉边设看预留槽口是十分必要的，它具有如下凡个作用：①充当新、旧砼结合界面的剪力槽；②人为地控制荷载下裂缝出现的位置及间距，③便于后浇翼缘的插入式马蹄箍伸人先浇梁体内，进一步保证新、旧砼结合的整体性；④确保受控边翼缘范围内封无原发裂纹存在，使整个翼缘都受到应力的作用。
3试验研究简况
3.1试验梁的制作
第一批试验梁共5片，用于短期静载试验，其中4片为PFRC梁，余下的一片为与之比较，钢筋砼梁（一次浇成，不作预加载处理），编号为RCL10-00.0。在PFRC先浇粱体中，以高5cm，厚2-3cm的楔形木板形成预留槽口，在预加载条件下4片PF梁的纯弯段及其附近区域内每一个预留槽口的顶端都对应有一条裂缝（其宽度＜0.04cm），在两相邻预留槽口之间未发现新的裂缝产生，表明预留槽口达到了人为控制裂缝出现的位置及间距的目的，对梁下缘砼表面进行打毛后邦扎受拉翼缘构造钢筋（纵筋和插入式马蹄箍箭），用高流动性普通水泥砼（坍度为10cm）灌注受拉翼缘砼，并对此砼加强养护、直到卸除预加载时均未发现后浇砼表面有收缩裂缝产生。
3．2试验方法
本次试验的目的在于考查琅梁通过预加载条件下二次浇注受校边翼缘砼的处理，是否能够达到推迟开裂和提高粱的抗弯刚度效果，为此开裂荷载和梁的变形成为试验观测的重要内容。同时考虑到工程实践中多数结构都承受循环荷载的作用，故首先对每梧梁进行三次静力循环加载试验，借以获取一些梁在多次重复荷载下的试验数据，之后即对梁继续加载至破坏。
3.3梁的开裂
5片试验梁的第一条裂缝均为弯曲裂缝。PCL10-0.0在第一静载的第2.5级荷载下即在跨中下缘位置产生第一条裂缝。其宽度为0.01mm，高度为3cm，其余各梁（PFRC梁）的下翼缘在前二次静力加载、卸载的过程中均未发现裂缝，第一条裂缝均在第三次加载下产生，其宽度为0.02-0.03mm，高度2-3cm，试验表明，PF梁下翼缘第一条裂缝出现的位置与先浇梁体预留槽口的位置并无必然的联系。不难得到PFRC梁的抗裂弯Mf为：
Mf=My+rR1Wox（6）
其中：My为预加载产生的弯矩；r为塑性影响系数；Wox为扣除梁腹已裂部分的换算截面对受控边缘的抵抗矩；R1为下缘硷的抗拉强度。试验表明，梁的实测抗裂变矩与按（6）式得到的计算相吻合，从而在理论和试验两方面都证实了：通过预加载条件下二次浇注受拉边翼缘砼的处理后的梁，可以推迟受控翼缘砼的开裂至希望程度。
3．4粱的挠度
PCL梁在第一次静力加载后的残余挠度数值因故未获得，在第二次静载后测得残余挠度为0.18cm（不包含第一次静载后残余挠度），据结构承受静力循环荷载的一般规律可以推知，其第—次静载后的残余挠度将大于0.18cm，该梁在第二次静载时各级荷载的挠度较第一次静载时对应的挠度值有大幅度的增加，第三次静载的挠度亦大于第一次挠度，说明该梁的弹性恢复能力较差，此为RC梁的一大缺点，而4根PF粱在第一次静载后的残余挠度均在0.10-0.08cm，第二次卸载至0后几乎未发现新的残余挠度产生。且三次静载下各级荷载对应的挠度无明显差异，表明PF梁在下翼缘开裂前具有较强的弹性恢复能力，即具有常规预应力砼梁的特点。
综上所述，PFRC不仅具有较强的弹性恢复能力，而且具有足够大的刚度，保持了常规预应力硷梁的优越性，且避免了常规预应力砼粱因预应力度过大而引起的一些矛盾。
3.5长期受载情况
在静载试验的同期，还做了2片梁的室外长期加载试验，梁的截面同静载试验梁，主筋为冷拔钢丝，所受荷载为该梁预计使用荷载的75％（相当于桥梁恒载），经长达—年的长期观测表明，梁的挠度和腹部裂缝宽度元明显变化，梁的下翼缘未发现裂缝。
4PFRC在连续梁桥中的应用
4.1桥梁概况
民生桥位于四川省名山县城中心，为跨越名山河连接两岸主街道的城市桥梁，桥宽20m，桥轴线与河床轴线的交角为45°，主梁全长61m，设计荷载为-20，挂-100，人群400km/m2。原设计上部结构为3跨20m跨径的后张预应力砼简支斜梁娇，桥梁横断面由12片T形梁构成，下部构造为重力式墩台。
4.2结构设计
经综合考虑用材的经济性，施工的简易性及良好的使用性，本桥更改为三跨连续斜粱桥，桥梁横断面由4片现浇砼T型梁构成，主梁间距380cm，高130cm。
设计中着意减小了主粱弯矩粱段的刚度，增大了负弯短梁的刚度，从而减小了正弯矩粱段的长度及弯矩峰值，增大了负弯矩粱段的长度及弯矩峰值，故在正弯矩梁段按普通钢筋砼粱设计，避免了在下翼缘进行二次浇注砼，在负弯矩梁段按PFRC粱设计，预应力钢筋采用冷拉Ⅳ级钢筋，预加载下需在主梁顶面进行的二次浇注砼可与桥面铺装同期进行，施工工序与普通钢筋砼相近，却节省了大量钢材并增加了桥梁的使用性能。
主梁内力分析采用桥粱专用程序计算，正弯矩梁段按普通钢筋砼梁（RC梁）设计，负弯矩梁按PFRC梁设计，其极限承载力满足规范的要求，梁在施工及使用阶段的应力验算满足《桥规》的要求，预加载阶段的计算截面为扣除受拉区砼面积的换算截面，卸除预加载及其以后的使用阶段的计算截面为扣除梁腹己裂部分砼面积（计人后浇砼面积）的换算截面。主梁斜截项按普通钢筋砼梁进行强度设计。
4.3施工要点
为减少旋工费用，避免大型起吊设备的使用，本桥主梁拟定为就地支架立模现浇砼，其主要步骤如下：
（1）支架立模浇注主梁及RC梁段的桥道板砼；
（2）待主梁砼达到14d龄期和80％的设计强度后拆除支架；
（3）安装人行道板及浇注RC梁段的桥面铺装；
（4）对桥进行预加载；
（5）用微膨胀砼浇注PFRC梁段的桥道板和桥面料装砼，要求灌满全部预留槽口，
（6）待砼达14d龄期后，卸除预加荷载，该桥于1995年12月18日建成通车。
5效益分析
目前国内外常用的预应力砼有两种，即常规预应力砼梁（简记为TPC；通过张拉纲筋使砼获得所需的预应力）和预弯复合梁（简记为PFRC；借助受载后的钢梁在卸载时的弹性恢复并获得砼所需的预应力）。
PFRC梁较TPC梁简化了施工工艺，省去了TPC所必须的留孔、穿索、锚固、灌浆、封锚等一系列复杂的工艺，且不用张拉机具，降低了施工技术要求，无需锚具及锚下垫板和局部加强钢筋，受拉主箭可根据强度要求在适当的位置切断，放可节省材料：PFRC中砼所获得的预应力与梁抵抗外荷载所需的预应力的分布及大小相吻合，其预加载方式与使用阶段梁受载情况一致，预加载过程即对梁进行一次质量检验，故受力合理，使用安全。
与PFSC相比PFRC用钢量显著减少，施工更为简便，适用性广。
在名山民生桥应用PFRC技术，与原设计常规预应力砼梁相比，节省XM157-7型钢绞线群锚240套，φ65波纹管2500m，省去了张拉设备，简化了施工工艺，全桥所需人工减少2953个工日，因采用连续梁桥减小了支座数量，使桥梁墩台圬工数量减少约670m3，总计使桥梁造价降低38万元，占全桥总造价的21.6％。连续梁桥方案在梁高不变的条件下增大了主孔跨径，利于排洪和与环境的协调，具有明显的社会效益。
6结论
（1）试验研究和理论分析表明：PFRC梁通过预加竖向荷载条件下后浇受拉力翼缘砼的工艺处理后、能够达提高梁的正截面抗裂度和抗弯刚度之目的，且较常规应力砼梁施工简便，受力合理，较预复合梁节省钢材，故PFRC技术是合理可行的。
在道路桥梁工程混凝土结构中，预应力技术可以在混凝土结构承受实际荷载之前，预先对其施加压力，使其在外荷载作用时的受拉区混凝土内力产生压应力，用以抵消或减小外荷载产生的拉应力，从而使得结构在正常使用的情况下不产生裂缝或者裂得比较晚。在机械结构中，可以预先使其产生应力，提高构造本身刚性，减少振动和弹性变形，改善受拉模块的弹性强度，使原本的抗性更强。在道路桥梁施工中，运用预应力技术增强混凝土和钢材的强度，可进而增强混凝土构件的抗抗渗的强度、刚性和抗剪力，从而节约工程施工的材料，提高道路桥梁工程施工的质量，降低工程的成本以及延长桥梁的使用寿命。
2预应力技术的重要作用
（1）提高混凝土构件对内应力的承受力在道路桥梁的混凝土构件中，混凝土构件侧面荷载的承受力比较薄弱，容易导致混凝土产生裂缝、变形，影响工程的质量。采用预应力技术，改善碳纤维贴片和混凝土构件，可以提高承弯构件的刚度，改善混凝土侧向压力的耐受能力，较少构件出现裂缝的可能性，进而提高道路工程施工的质量。
（2）提高承重构件的承载力承重构件是道路桥梁工程建设的基础。因此，做好承重构件的施工工作具有重要作用。运用预应力技术对承重构件进行适当的处理，改变承重构件内部受压的拉应力，减少构件的拉应变和压应变，提升承重构件的整体强度，可以有效地保证道路桥梁工程高质量建设。
（3）延长道路桥梁的使用寿命在道路桥梁的施工中，通过预应力技术对路面进行预先构筑：
①混凝土构件中，预先对其施加压力，使其在外荷载作用时的受拉区混凝土内力产生压应力，用以抵消或减小外荷载产生的拉应力，使结构在正常使用的情况下不产生裂缝或者裂得比较晚；
②在机械构件中，预先使其产生应力，提高构造本身刚性，减少振动和弹性变形，改善受拉模块的弹性强度，使原本的抗性更强。通过改变混凝土构件和机械构件来改善桥面的刚度和强度，提高桥面的承载力和抗变形能力，保证道路桥梁工程的施工质量，延长道路桥面的使用寿命。
3道路桥梁工程中的预应力技术
3.1钢筋混凝土结构中的预应力技术
通常情况下，钢筋混凝土容易出现裂缝。在钢筋混凝土中运用预应力技术，即在钢筋混凝土构件中使用加载线，向其受拉区的混凝土进行钢筋张拉，预先施加一定的压力。混凝土构件受到外荷载力所施加的拉力后，会先消受拉区的混凝土中预先承受的压力，然后再受其他方面的拉力，从而有效地控制混凝土的伸长，减少钢筋混凝土出现裂缝。
3.2碳纤维片预应力技术
碳纤维具有许多优良的性能，具体如下：
（1）轴向强度和模量高、密度低、比性能高、无蠕变；
（2）非氧化环境下耐超高温，耐疲劳性好；
（3）比热及导电性介于非金属和金属之间，热膨胀系数小且具有各向异性；
（4）耐腐蚀性好，X射线透过性好等。碳纤维兼具碳材料强抗拉力和纤维柔软可加工性两大特征，是一种力学性能优异的新材料。在道路桥梁工程中把预应力技术运用到碳纤维片中，可以充分地发挥碳纤维的强抗拉性，提高道路桥梁的混凝土梁的相关性能，进而提高道路桥梁的工程质量。
3.3混凝土路面工程中的预应力技术
对混凝土路面所用的混凝土构件和钢筋构件等采用预应力技术，对路面进行相对的约束，可提高桥面的承载力和抗变形能力，进而提高整个道路路面的工程质量，保证道路桥梁工程的施工质量，延长道路桥面的使用寿命。
4预应力技术存在的问题
在道路桥梁施工中，运用预应力技术增强混凝土和钢材的强度，进而增强混凝土构件的抗裂抗渗的强度、刚性和抗剪力，可有效节约工程施工材料，提高道路桥梁工程施工的质量，降低工程的成本，提高道路工程的质量，延长桥梁的使用寿命。尽管如此，仍存在着一些问题。
（1）钢筋管道堵塞问题在混凝土的浇筑过程中，可能会由于操作不当、时间把握不准以及不能及时地跟进保护等因素导致混凝土不能顺利地穿过预应力钢筋，造成混凝土质量不能达标，影响道路桥梁工程施工。
（2）预应力构件在张拉前出现裂缝混凝土收缩应力和温差应力的改变会导致裂缝的产生。再者，季节的变化、温度湿度的改变都有可能使预应力构件产生裂缝。
（3）预应力构件张拉力的失控预应力的施工主要靠人为操作，如果施工作业不规范，预应力张拉力控制不当，就会造成桥梁的质量问题，影响整个道路桥梁工程建设。
5解决预应力技术问题的措施
5.1钢筋管道堵塞问题的解决措施
（1）应先提高施工人员的综合素质，避免因操作不当引起的钢筋管道堵塞问题。
（2）为预防管道堵塞问题的产生，在施工之前仔细检查波纹管的质量，确定波纹管的安装位置，做好各方面的检查工作。
（3）当出现钢筋管道堵塞问题的时候，应及时将有问题的钢管替换下来。
5.2预应力构件张拉出现裂缝的解决措施
由于道路桥梁施工为户外作业，不能保持一个常温的工作环境。针对这个问题最主要的措施就是控制好温度和湿度，保证预应力构件的预制质量。在夏季施工时，可以用凉水来化热水泥；在冬季温度低的时候应做好保温措施，保证构件不因为热胀冷缩产生裂缝。
5.3应力构件张拉力失控的解决措施
提高施工人员的专业技能和业务素质，严格按照规范进行施工，保证张拉作业采用预应力筋伸长量和张拉力双重控制，保证预应力构件的质量。
6结语
【关键词】先张法预应力混凝土 桥梁裂缝裂缝原因 裂缝防治 混凝土
中图分类号：TU37 文献标识码：A 文章编号：
一．引言
随着我国改革开发的不断深入，城市建设的步伐也越来越快，高速公路建设开展的如火如荼。由于我国地形条件复杂，在高速公路中，桥梁起到承接、抬高的作用，桥梁的建设也随着高速公路的发展而突飞猛进。从我国20世纪80年代开始引进预应力结构开始，预应力结构在桥梁施工中得到广泛应用。据数据统计，在我国目前的高速公路中，约有70%以上的桥梁中都使用了预应力混凝土。在预应力混凝土施工后，桥梁容易出现早期裂缝，此类裂缝现象是较为常见的问题。
二．先张法预应力混凝土桥梁早期裂缝形成原因。
1.混凝土本身引起的裂缝。
（1）形成原因。
预应力混凝土是通过在普通高强度水泥混凝土中配置预应力钢筋或者是配置非预应力骨架钢筋组合而成的，在先张法预应力混凝土桥梁早期裂缝中，产生裂缝的主要原因同混凝土直接相关。预应力混凝土通常是由水泥、石、砂、水等组合而成，其为非均质材料，在混凝土凝结成为强度形成的期间，难免会产生材料的收缩，同时又不能完全的消除收缩。收缩成为混凝土的重要特性。由于混凝土出现收缩，形成普通收缩裂缝、沉缩裂缝、干缩应力裂缝等不同形式的收缩裂缝。在实际工作中，预应力混凝土工程在构建规格、原材料、施工工艺等等较普通混凝土的具体情况较为复杂，因此也比较容易出现收缩裂缝。
（2）防治措施。
在预应力混凝土工程中，对水泥混凝土强度的要求比较高，目前在我国绝大部分高速公路的预应力混凝土工程中都是采用高强度的混凝土。预应力工程中对高强度水泥混凝土的水泥用量较大，其坍落度较大，这导致出现收缩裂缝的比率大大提高。沉缩裂缝是由于混凝土的自身重力作用，在混凝土终凝完成前形成钢筋位置开裂的现象。防治收缩裂缝的主要方法是要合理布局钢筋，同时要尽量避免有使用多余的水泥，要合理使用级配良好的骨料。在水泥混凝土的固化过程中，由于游离水的蒸发，导致混凝土内外部的干缩速度也不一样，造成在表面和内部产生干缩应变，形成了干缩应力，导致在混凝土表面形成裂缝。防治干缩裂缝的方法是要严格控制混凝土的用水量，并适当加入减水剂。在预应力混凝土裂缝中，普通的收缩裂缝是由于混凝土本身温度降低，在固化过程中体积减少形成的裂缝，其防治措施为在进行混凝土设计时，要尽量减少体积，同时要制定措施降低混凝土内外部的温差。
2.混凝土内外温差引起的温度应力裂缝。
（1）形成原因。
混凝土温度应力是由于混凝土中水泥在水化过程中需要产生热量，在大体积混凝土内部形成较为集中的热量，同时由于预应力混凝土的截面厚度较大，水化热都聚集在混凝土结构内部，导致混凝土内部温度升高。而在混凝土表面，由于表面散热条件较好，热量散发较快，温度较低。当预应力混凝土内部热量与表面的温度差异较大时，会在混凝土内部形成温度应力作用，形成温度裂缝，影响建筑结构。在预应力混凝土中形成的温度裂缝是由于混凝土温度内高外低，形成了温度的梯度，在混凝土内部产生压应力，其表面产生拉应力，当混凝土的抗拉强度不足以抵抗内部的温度应力时，会在混凝土表面产生裂缝。一旦受到地基或者是其他约束条件时，产生的拉应力超过混凝土强度时，会形成贯通的裂缝。
预应力混凝土施工技术要求相对于常规混凝土施工技术较高，其主要因素就是因为水泥水化热形成的混凝土温差、混凝土收缩引起的温度应力裂缝。在进行施工控制时，要关注收缩应力指标，通过测量混凝土浇筑体中心和浇筑体表层的温度差，计算里表温差；在散热条件下，计算混凝土内部温度达到温升峰值后，在单位时间内温度下降的数值，计算预应力混凝土的降温速率；严格控制混凝土拌合物浇筑入模时的温度，掌握入模温度；同时要防止影响结构安全和使用功能的有害裂缝。
（2）防治措施。
预应力混凝土对温度的反应较为敏感。在我国的北方地区，空气较为干燥，白天夜晚的温差也较大，气温温差较大，导致在预应力混凝土的表面温度发生急剧变化，梁体的上下底板收缩力度不一致，形成较大的温度应力，导致形成收缩裂缝。另外，在环境温差较小时，预应力混凝土的内部水化热导致内部温度升高，当内部温度高于外部时，造成表面收缩，形成裂缝。防止此类裂缝的方法是要采用低水化热的水泥或是粉媒灰水泥，降低水化热。在施工时，要注意做好夜间的混凝土保温工作，可以采取草袋或麻袋覆盖的方式进行保护。
3.混凝土施工工艺不当引起的裂缝。
（1）形成原因。
在先张法预应力混凝土中，存在有规则的纵缝或是横缝、呈不规则状分布的龟裂裂缝、平行于长边的裂缝、平行于短边的裂缝。同时也有在夏天的中午浇筑的预应力混凝土由于浇筑时间过长，导致混凝土振捣困难，形成施工裂缝。施工裂缝是由于拆模过早、施工中段、吊装启动速度快、操作时产生振动等形成的。在混凝土施工过程中，搅拌不均匀会导致在水泥较为集中的地方形成散射式的裂缝。同时由于减水剂使用后，要求浇筑时间适当缩短，而又因为商品混凝土的运输距离和时间较长，混凝土的上料速度较慢，从而导致在浇筑时，时间相对较长，造成坍落度损失。
（2）防治措施。
防止此类裂缝的方法就是要严格按照施工规范来进行操作。在混凝土搅拌时，要搅拌充分，要将搅拌时间控制在2分钟到5分钟之内。为了提高混凝土的强度，要适当缩短运输距离，减少混凝土振捣时间，在施工前，要做好台座、模版的检查，避免出现角落裂缝，同时要对使用机器的性能进行检查，避免在使用过程中出现故障，造成浇筑中断。
4.混凝土后期养护不当。
（1）形成原因。
由混凝土后期养护不当造成的裂缝多半是平行于板短边的横向裂缝，部分位置存在不规格的龟裂裂缝。这些裂缝主要集中在梁的外表上，表现的最多的就是收缩裂缝。在工程施工中，许多单位都不注意对梁板的养护，没有进行及时的浇水养生处理。由于缺乏对梁板预制后的梁体覆盖保护，导致梁体表面的水份丢失，在其表面形成较大的温差，最终形成了裂缝。梁体不覆盖，导致养生失去了实际效果，同时由于预应力混凝土在养护中对水的需求较大，梁板要在空气中进行保湿，要发生较好的水化作用，来提高梁板的强度；梁板在空气中，在白天表面形成较高的温度，而在夜晚随着环境温度下降，表面温度急剧下降，形成了裂缝。另外，由于对梁板的覆盖过于严密，稿子混凝土中有大量的水化热无法散发出去，形成了温度应力裂缝。
（2）防治措施。
混凝土养护不当造成的裂缝主要防治措施是要及时做好养护工作，在初凝形成后就要开始进行养生处理；工程施工中，要及时拆模，要让混凝土拥有充分的散热和养生。在我国北方地区，通常可以采用草袋或是麻袋进行覆盖，使用塑料薄膜进行覆盖时，要相当慎重，既要保障能充分散热，又要不至于过度散热。
5.材料缺陷引起的裂缝。
（1）形成原因。
材料缺陷形成的裂缝主要集中在粗骨料的周边地方或是有泥块的地方，通常都是沉缩裂缝和龟裂裂缝。在混凝土配比中，因为配合比的不准确、砂石材料的计量误差、加水计量控制不准等情况都可能造成石子多砂浆少。在进行混凝土搅拌时，搅拌不充分，砂、石等粗细骨料为均匀分布，导致混凝土的和易性差。在混凝土浇筑中，由于下料方式不当，导致粗细骨料分离，造成混凝土的离析度高。对浇筑中，下料控制不够，没有进行分段下料，后期振捣不密实、漏振都会造成空隙和蜂窝，严重的形成裂缝。
预应力混凝土对原材料的要求较高，特别是要求粗骨料选用石子时要选择级配良好的。如果选用了级配不好的粗骨料，会形成沉缩裂缝。选用细骨料时，要使用中砂以上等级的沙砾，同时要严格控制骨料的含泥量。细骨料含有较多的泥时，无法均匀搅拌，导致拌合不均匀，在泥块较为集中的地方，形成裂缝。水泥质量不好，标号不符合设计要求、保管不善、水泥变质等容易造成水泥结块，在结块部位形成龟裂裂缝。
（2）防治措施。
防治材料质量缺陷造成的裂缝，主要是要严格控制原材料质量，根据施工检验评定标准，定时对原材料进行质量检验。严格控制原材料使用或输入途径，杜绝未经质量检查就投入使用。对检查超过一个月而未使用的水泥，在进行使用前要进行再次检验；骨料选用了含泥量较大的砂时，要进行晒洗检验合格后才能继续使用；骨料选用要杜绝使用细砂；要选用级配良好的骨料，严格控制针片状颗粒的含量；搅拌过程中禁止使用不明成分的河水，杜绝使用海水和受到污染的水。
6.先张法预应力张拉工艺不当引起的裂缝。
（1）形成原因。
先张法预应力在张拉端容易产生垂直的裂缝、在支点附近或者是四分点附近同梁轴线在25°到50°角内形成斜向的裂缝，沿着受压区向外延伸，向跨中范围内扩展。在圆拱处形成侧向裂缝和纵向裂缝；预应力过大时，在跨中顶面位置发生横向裂缝。由于锚固区内局部受压过大，在边缘产生剪拉应力，在梁端非预应力区内形成抗剪裂缝；预应力在张拉后，通过预应力的传递和次应力共同作用下，产生张拉端梁和板面上的裂缝；张拉不均匀造成梁板侧向拱曲，形成侧向裂缝，在圆拱处由于弯矩形成纵向裂缝；钢筋保护层的厚度不够导致表面形成裂缝。
（2）防治措施。
防治此类裂缝的主要措施是在张拉设计时要尽量考虑减少预应力的偏心度，能采用非预应力钢筋的要尽量少选用预应力筋，通过这种方式来降低预压总应力。
7.截面尺寸过大引起的裂缝。
（1）形成原因。
截面较大的构件在混凝土硬化过程中，混凝土体积的收缩量要比截面小的构件大，形成了较大的轴向拉应力，由于结构体系的约束，形成拉应力，导致在截面尺寸较大的板的中央位置，形成裂缝。在结构截面较大的构件中，产生的水化热量较大，形成了较大的温度应力裂缝。一般来讲，截面尺寸加大的板比较容易出现裂缝，而宽板相对窄板来说比较容易出现裂缝，长板比短板容易出现裂缝。
（2）防治措施。
防治此类裂缝的主要方法就是在设计时尽量减少预应力结构的截面积，通过这种方式来减少截面形成裂缝的可能性。
三．结束语。
先张法预应力混凝土板梁在早期形成的裂缝，有较多的因素，消除裂缝也并非易事。在施工过程中，要仔细观测，通过实验进行检验，对问题进行针对性的分析，总结裂缝产生的原因，设置有针对性的改善措施，做好事前事中事后的处理和控制措施，减低裂缝发生概率和程度，进一步提高工程施工质量。
参考文献
[1] 肖桂元 陈学军 栾凯先 毛建洪 先张法预应力混凝土板梁早期裂缝成因及防治措施 [期刊论文] 《西部探矿工程》 2006年7期
[2] 奚勇 王建立先张法预应力混凝土板梁反拱超值与裂缝分析 [期刊论文] 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 ISTIC PKU -2000年z1期
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[4] 刘慧LIU Hui先张法预应力混凝土空心板梁施工工艺和质量控制 [期刊论文] 《红水河》 2006年4期
[5] 施仁华 探讨先张法预应力混凝土空心梁板底板裂缝的成因及防治措施
[期刊论文] 《建材与装饰》 -2012年8期
关键词：混凝土结构的加固，砌体结构的加固，钢结构加固
混凝土结构加固篇
混凝土结构的加固分为直接加固与间接加固两类，设计时可根据实际条件和使用要求选择适宜的方法和配套的技术。
一、直接加固的一般方法有：
1、加大截面加固法
在钢筋混凝土受弯构件受压区加混凝土现浇层，可增加截面有效高度，扩大截面面积，从而提高构件正截面抗弯，斜截面抗剪能力和截面刚度，起到加固补强的作用。
在适筋范围内，混凝土弯变构件正截面承载力随钢筋面积和强度的增大而提高。在原构件正截面配筋率不太高的情况下，增大主筋面积可有效地提高原构件正截面抗弯承载力。在截面的受拉区加现浇混凝土围套增加构件截面，通过新加部分和原构件共同工作，可有效地提高构件承载力，改善正常使用性能。
加大截面加固法施工工艺简单、适应性强，并具有成熟的设计和施工经验；适用于梁、板、柱、墙和一般构造物的混凝土的加固；但现场施工的湿作业时间长，对生产和生活有一定的影响，且加固后的建筑物净空有一定的减小。
2、置换混凝土加固法
该法的优点与加大截面法相近，且加固后不影响建筑物的净空，但同样存在施工的湿作业时间长的缺点；适用于受压区混凝土强度偏低或有严重缺陷的梁、柱等混凝土承重构件的加固。
3、有粘结外包型钢加固法
外包钢加固是把型钢或钢板包在被加固构件的外边，外包钢加固钢筋混凝土梁一般应采用湿式外包法，即采用环氧树脂化灌浆等方法把型钢与被加固构佣粘结成一整体，加固后的构件，由于受拉和受压钢截面面积大幅度提高，因此正截面承载力和截面刚度大幅度提高。
该法也称湿式外包钢加固法，受力可靠、施工简便、现场工作量较小，但用钢量较大，且不宜在无防护的情况下用于600C以上高温场所；适用于使用上不允许显著增大原构件截面尺寸，但又要求大幅度提高其承载能力的混凝土结构加固。
4、粘钢加固法
钢筋混凝土受弯构件外部粘钢加固是在构件承载力不足区段（正截面受拉区、正截面受压区或斜截面）表面粘贴钢板，这样可提高被加固构件的承载力，且施工方便。
该法施工快速、现场无湿作业或仅有抹灰等少量湿作业，对生产和生活影响小，且加固后对原结构外观和原有净空无显著影响，但加固效果在很大程度上取决于胶粘工艺与操作水平；适用于承受静力作用且处于正常湿度环境中的受弯或受拉构件的加固。
二、间接加固的一般方法有：
1、预应力加固法
（一）预应力水平拉杆固法
预应力水平拉杆加固的混凝土受弯构件，由于预应力和新增外部荷载的共同作用，拉杆内产生轴向拉力，该力通过杆端锚固偏心地传递到构件上（当拉杆与梁板底面紧密贴合时，拉杆会与构件共同找曲，此时尚有一部分压力直接传递给构件底面），在构件中产生偏心受压作用，该作用克服了部分外荷载产生的弯矩，减少了外荷载效应，从而提高了构件的抗弯能力。同时，由于拉杆传给构件的压力作用，构件裂缝发展得以缓解、控制、斜截面抗剪承载力也随之提高。论文大全。
（二）预应力下撑拉杆加固法
钢筋混凝土构件采用预应力下撑式拉杆加固定后，形成一个由被加固构件和下撑式拉杆组成的复合超静定结构体系，在外荷载和预应力共同作用下，拉杆中产生轴向力并通过与构件的结合点（下撑点和杆端锚固点）传递给被加固构件，抵消了部分外荷载，改变了原构件截面内力特征，从而提高了构件的承载能力
2、增加支承加固法
增设支点加固法是通过减少受弯构件的计算跨度，达到减少作用在被加固构件上的载载效应，提高结构承载水平的目的。该法简单可靠，但易损害建筑物的原貌和使用功能，并可能减小使用空间；适用于具体条件许可的混凝土结构加固。
三、与混凝土结构加固改造配套使用的技术一般有：
1、托换技术
系托梁（或桁架）拆柱（或墙）、托梁接柱和托梁换柱等技术的概称；属于一种综合性技术，由相关结构加固、上部结构顶升与复位以及废弃构件拆除等技术组成；适用于已有建筑物的加固改造；与传统做法相比，具有施工时间短、费用低、对生活和生产影响小等优点，但对技术要求较高，需由熟练工人来完成，才能确保安全。
2、植筋技术
系一项对混凝土结构较简捷、有效的连接与锚固技术；可植入普通钢筋，也可植入螺栓式锚筋；已广泛应用于已有建筑物的加固改造工程，如：施工中漏埋钢筋或钢筋偏离设计位置的补救，构件加大截面加固的补筋，上部结构扩跨、顶升对梁、柱的接长，房屋加层接柱和高层建筑增设剪力墙的植筋等。
3、裂缝修补技术
根据混凝土裂缝的起因、性状和大小，采用不同封护方法进行修补，使结构因开裂而降低的使用功能和耐久性得以恢复的一种专门技术；适用于已有建筑物中各类裂缝的处理，但对受力性裂缝，除修补外，尚应采用相应的加固措施。内部修补法。
4、碳化混凝土修复技术
系指通过恢复混凝土的碱性（钝化作用）或增加其阻抗而使碳化造成的钢筋腐蚀得到遏制的技术。
四、砌体结构加固方法：
砌体结构的加固分为直接加固与间接加固两类，设计时，可根据实际条件和使用要求选择适宜的方法。
（一）适用于砌体结构的直接加固方法一般为：
1、钢筋混凝土外加层加固法
该法属于复合截面加固法的一种。其优点是施工工艺简单、适应性强，砌体加固后承载力有较大提高，并具有成熟的设计和施工经验；适用于柱、带壁墙的加固；其缺点是现场施工的湿作业时间长，对生产和生活有一定的影响，且加固后的建筑物净空有一定的减小。
2、钢筋水泥砂浆外加层加固法
该法属于复合截面加固法的一种。其优点与钢筋混凝土外加层加固法相近，但提高承载力不如前者；适用于砌体墙的加固，有时也用于钢筋混凝土外加层加固带壁柱墙时两侧穿墙箍筋的封闭。
（二）适用于砌体结构的间接加固方法一般为：
1、无粘结外包型钢加固法
该法属于传统加固方法，其优点是施工简便、现场工作量和湿作业少，受力较为可靠；适用于不允许增大原构件截面尺寸，却又要求大幅度提高截面承载力的砌体柱的加固；其缺点为加固费用较高，并需采用类似钢结构的防护措施。论文大全。
2、预应力撑杆加固法
该法能较大幅度地提高砌体柱的承载能力，且加固效果可靠；适用于加固处理高应力、高应变状态的砌体结构的加固；其缺点是不能用于温度在600C以上的环境中。
（三）砌体结构构造性加固与修补
1、增设圈梁加固
当圈梁设置不符合现行设计规范要求，或纵横墙交接处咬搓有明显缺陷，或房屋的整体性较差时，应增设圈梁进行加固
2、增设梁垫加固
当大梁下砖砌体被局部压碎或大梁下墙体出现局部竖直裂缝时，应增设梁垫进行加固。
3、砌体局部拆砌
当房屋局部破裂但在查清其破裂原因后尚未影响承重及安全时，可将破裂墙体局部拆除，并按提高砂浆强度一级用整砖填砌。论文大全。
4、砌体裂缝修补
在进行裂缝修补前，应根据砌体构件的受力状态和裂缝的特征等因素，确定造成砌体裂缝的原因，以便有针对性地进行裂缝修补或采用相应的加固措施。
参考书籍：
《结构可靠性鉴定与加固技术》 曹双寅邱洪兴 王恒华编
《混凝土结构耐久性》 金伟良编
《老化混凝土的断面特征与损伤描述研究》 赵震洋老师博士学位论文
《钢筋混凝土原理和分析》 过镇海 时旭东编著
【关键字】多跨连续梁；施工控制技术；应用
1.前言
从七十年多跨连续梁被首次运用到桥梁建设中以来，多跨连续梁以其美观简约造型、容易养护、舒适平稳行车、较少伸缩缝、较小变形、良好结构受力的性能等优点得到了飞速的发展，并被更为广泛的运用。施工控制作为多跨连续梁安全保障，施工过程中严格遵守预定程序，预计好施工每阶段变形与内力，监测各阶段实际变形与内力，跟踪施工发展状况与施工进程，做到施工中偏差及时发现，就能在本质上将安全隐患消除，确保施工过程和桥梁运用的安全可靠。
2.多跨连续梁施工控制技术
2.1施工控制的具体方案
施工控制目的在于尽量缩减与消除施工阶段的实际状况与设计阶段理论上的计算差异，施工阶段与设计阶段差异体现在四大点上：（1）实际状况与计算参数间差异，例如温度的变化、收缩徐变的混凝土、预应力和它损失、荷载计算、截面的特点以及弹性的模量等；（2）实际状况与计算假定间差异；（3）在施工上的误差，例如波纹管的位置出现偏差、预应力的张拉出现误差等；（4）观测上存在误差，例如全站仪与水准仪的读数误差。将以上误差能够归纳成两种，随机误差和系统误差。以悬臂拼装、悬臂浇注桥形结构为例，多跨连续梁施工控制主要根据施工中主梁悬臂起截面预留的拱度实现，同时截面预留的拱度和截面施工中挠度有着紧密联系。对此，在截面理想的状态下所计算出来各阶段挠度正确基础上，截面的预留拱度同样正确，如此一来根据预留拱度进行施工，可以确保截面桥面标高达到最佳状态，在施工过程中计算标高，达到保证设计桥面的标高与施工实际相符合。
实际操作中，由于会受到各类因素干扰，所以不能确保各阶段扰度的计算结果正确，针对这种情况修正施工中按照结构实际突显的扰度成为了关键，对扰度进行修正可以按照调整参数来完成。此外，导致各施工步骤扰度出现误差的因素不止参数误差，还存在随机误差以及非参数的系统误差，这些误差同样需要合适方法来调整、消除、预测与估计。
在以上分析基础上，可以将控制方案确定如下：（1）参数调整来达到消除参数的误差以及确保系统保持稳定的目的；（2）结构计算出数据的修正，然后将非参数的误差消除掉，让系统保持稳定；（3）反馈控制来消除随机性的误差来确定预留起拱度的调整值。
2.2多跨连续梁施工控制步骤
2.2.1参数调整
针对悬拼与悬浇这两种结构，虽然影响预留拱度与扰度参数数量较多，但施工阶段参数表化程度不大，例如参数截面特征，它为截面几何其尺寸函数，因几何尺寸容易准确掌握，变化较小，误差能够不计。参数调整时要将重点放在以下几个参数项上：（1）每个悬浇块件重量；（2）预应力束起有效的预应力；（3）混凝土起弹性的模量；（4）混凝土起收缩徐变的参数。以上参数，若在施工途中得到实际数值，就可把实际数值和原理论理想状态值相对比，来确定调整量。
2.2.2参数调整方法
参数调整方法主要分为直接分析的判定法和参数的识别法。（1）直接分析的判定法，该种方法通过应力观测来反算预应力与块件重量两项重大参数，因为预应力的获取依靠的是变应力，预应力大小虽深受混凝土起收缩徐变与温度影响，但是这两项观测能在短时间里实现，所以观测量还是具备很好可靠安全性，其不足表现在使用起来不大方便与分析的判定量较大上。（2）参数的识别法，就是按照系统识别出错误参数，使用原理是最小二乘法，这种方法操作简单方便，但是本身却受到诸多因素的印象，较难科学参数化，会导致大量误差产生，进而影响到结果，对此需要进一步认真分析才能采取。
2.2.3修正结构计算的数据
需要修正结构计算的数据有挂篮弹性漆变形的误差、外荷载的偏差、施工周期的偏差等。挂篮弹性漆变形的误差在计算时采取的是外力模拟，由于施工中本身会产生一定非弹性与弹性变形，所以在施工时要施加外力来消除非弹性的变形，并给与修正调整；外荷载的偏差是指施工中临时荷载偏差，如大桥设计模拟的挂篮重实际重量为90吨，但是设计确是80吨，此外挂篮支点、长度以及后锚点的位置也存在变化。施工周期的偏差体现在实际施工周期与设计模拟周期其偏差上，此外结构变形也存在一定偏差。
2.2.4反馈控制
采取合理分析工具，按照结构理想的状态下现实的实测状态与误差的信息来开展反馈控制，这样不但能够消除随机的误差，还能够估计施工时期系统的误差。
3.多跨连续梁在桥梁建设中的具体应用
以克拉玛依高架道路工程为例探究多跨连续梁在桥梁建设中的具体应用。克拉玛依高架道路工程为乌鲁木齐市实现田字形路网的重点建设项目。其跨河滩路结构上部是跨径30m的混凝土变截面、箱型的连续梁。连续梁整体施工都需要施工控制伴随，随着浇筑混凝土施工程序的开展，相应施工控制也在发生变化。连续梁的混凝土浇筑作业作为关键作业过程，任何一个环节出现问题，都会导致整体稳定性下降，而施工控制的目的就在于保障每个环节顺利开展，因此施工控制就显得异常重要。
施工控制克拉玛依高架道路工程项目，首先要控制ES、NE、SW、WN、NW、SE、WS匝道，这七条匝道在施工前要对地基承载力进行试验，满足要求的再采用碗扣或满堂支架作为承载模板支撑体，支架分层布设剪刀撑，在支架外侧布设外侧剪刀撑，其目的是保证实际施工中支架承载受力的安全性。然后按照浇筑前、中、后支架的变形观测来采集现场测量的数据，可以确定现浇梁底模在施工中预抬值，同时给予记录。施工过程中要进行严格的控制，在确保数据记录满足条件后才可进一步开展。施工控制严格执行才能确保桥梁质量与安全。
综上所述，多跨连续梁施工控制作为一个系统工程，它涉及非常多因素，无论是地基承载力的保证，还是支架变形、地基沉降、底模沉降，都要求制定合适、科学方案，在施工全过程中做到严格控制，以确保桥梁的安全可靠性。
【参考文献】
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[3]胡如成.高速铁路斜交连续梁桥施工控制技术研究[D].广西工学院研究生学位论文，2011.
【论文摘要】:文章通过对比钢结构和混凝土结构介绍，阐述了新型、高效应力结构体系将在我国二十一世纪大规模基本建设中发挥越来越大的作用。
一、前言
钢结构和混凝土结构是建筑工程中最常用的2种结构形式。钢结构和混凝土结构各有所长，前者具有重量轻、强度高、延性好、施工速度快、建筑物内部净空气大等优点，而后者刚度大、耗钢量少、材料费省、防火性能好。综合利用这两种结构的优点为高层以建筑的发展开辟了一条新途径。统计分析表明，高层建筑采用钢——混凝土混合结构和用钢量约为钢结构的70%，而施工速度与全钢结构相当于，在综合考虑施工周期、结构占用使用面积等因素后，混合结构的综合经济指标优于全钢结构和混凝土结构的综合经济指标。
最近建设部和国家冶金工业局在颁布的《建筑用钢技术政策》中，将钢——混凝土混合结构列为要大力推广的建筑新技术，可以预见，混合结构在高层办公楼、学校、医院及住宅等建筑中将有较广泛的应用。
二、索张拉结构
索张拉结构基本受力构件有三类：受压构件、受弯构件和受拉构件。
对于受压构件，当构件长细比较大时，由于构件会发生整体失稳，构件的作用不能充分发挥。对于受弯构件，由于构件截面应力不均匀，截面边缘的最大应力往往控制构件的设计，使得构件材料不能充分发挥作用。只有受拉构件，截面的应力均匀，不会发生整体失稳，如利用高强钢索做成受拉构件，能最大限度地发挥受拉构件的作用，提高结构的经济性。
在结构体系中巧妙利用张拉构件，结合少数刚性受压构件，可构成受力合理的高效张拉结构体系，不仅承载力高、刚度大，且能使各种材料的强度均得到很好的发挥。
三、索穹顶结构
索穹顶结构实际上是一处特殊的索－膜结构，是近几年才发展起来的一种结构效率极高的张力集成体系。其外形类似于穹顶，而主要的构件是钢索，由始终处于张力状态的索段构成穹顶，利用膜材作为屋面，因此被命名为索穹顶。由于整个结构除少数几根压杆外都处于张力状态，所以充分发挥了钢索的强度，只要能避免柔性结构可能发生的结构松弛，索穹顶结构便无弹性失稳之虞，所以，这种结构重量极轻，安装方便，可具有新颖的造型，经济合理，被成功地应用于一些大跨度和超大跨度的结构。
四、膜结构
膜结构是张力结构体系的一种，它以具有优良性能的柔软织物为膜材，由膜内的空气压力支承膜面（充气式膜结构或所承式膜结构），或利用钢索或风性支承结构向膜内预施加张力（张力膜结构），从而形成具有一定刚度、能够覆盖大空间的结构体系。膜结构采用的薄膜的材料，大多采用涂层织物薄膜，分为两部分，内部为基材织物，主要决定膜材的力学性质，提供材料的抗拉强度、抗撕裂强度等；外层为涂层，主要解决膜材的物理性质，提供材料的耐火、耐久性及防水、自洁性等，常用膜材一般为聚酯织物涂敷氯乙烯涂层膜材、玻璃纤维织物涂敷聚四氟乙烯涂层或有机硅树酯涂层膜材。膜材并接的结构接缝多采用热焊，非结构接缝采用缝合。
膜结构具有如下特点：造型活泼优美，富有时代气息；自重轻，适合大跨度的建筑，充分利用自然光，减少能源消耗；价格相对低廉，施工速度快；结构抗震性能好。
充气膜结构有单层、双层、气肋式三种形式，充气膜结构一般需要长期不间断地能源供应，在低拱度大跨度建筑中的单层膜结构必须是封闭的空间，以保持一定气压差。在气候恶劣的地方，空气膜结构的维护有一定的困难，不少建筑曾遭意外的漏气而下瘪。五、高效预应力结构体系
高效预应力结构是指用高强度材料、现代设计方法和先进的施工工艺建筑起来的预应力结构，是当今技术最先进、用途最广、最有发展前途的一种建筑结构型式之一。目前，世界上几乎所有的高大精尖的土木建筑结构都采用了高效预应力技术，如，大型公共建筑、大跨重载工业建筑、高层建筑、大中跨度桥梁、大型特种结构、电视塔、核电站安全壳、海洋平台等几乎全部采用了这一技术。
近年来，高效预应力技术在我国发展迅速，已制定专门的预应力结构设计、施工规程、工程中应用的预应力结构体系也很丰富。典型工程实例有：面积最大的单体预应力工程是首都国际机场新航站楼工程，每层建筑面积约8.8万平方米，总建筑面积约35平方米，在混凝土板、墙、框架、柱以及钢屋架、钢梁和钢管网架中大量采用了预应力技术；柱网最大的预应力工程是深圳车港工程，标准层平面尺寸159×103.5米，标准柱网16×25米，总建筑面积9.5万平方米；最在的预应力钢桁架工程是北京西站主站房工程，该预应力钢桁架跨度45米，桁架上承40米高的中式门楼，门楼总重5400余吨；层数最多的预应力工程是广东国际大夏主楼，总计63层；高度最高的预应力工程是青岛中银大厦，总高度241米，58层，等等因篇幅所限，文章重点介绍首都国际机场新航站楼工程和北京西客站主站房工程。
首都国际机场新航站楼工程全面采用了高效预应力技术，仅无粘结预应力筋量就达4000余吨堪称本世纪国内最大的预应力工程之一。新航站楼的基础为整体预应力平板片筏基础，上部结构采用了预应力框架、剪力墙体系和预应力板柱、剪力墙体系，部分屋面采用了预应力空间焊接钢管屋架。
论文导读：科研所根据现场情况，采用增设排水系统、加强工程防护（预应力锚索、系统锚杆、结合挂网喷砼）的综合处治措施。作为“山坡深挖路堑边坡防治技术研究”课题，在施工时根据科研所的要求进行了以下试验：锚固段长度与锚索抗拔力关系试验、锚固后锚索应力损失测试试验、锚杆锚固后应力状态测试试验、锚垫墩下土压力试验。该锚锁测力计拉力均小于5T，所测拉力不可靠，分析是由于锚索测力计损坏所致。
关键词：预应力锚索，测试，分析
1 工程简介
某高速公路互通区A、C匝道AK1+140-186、CK0+000-252右侧路堑高边坡防护工程是“山坡深挖路堑边坡防治技术研究”课题的一个实体工程。该工程为深挖路堑，中心最大挖深25米，堑坡最大高度大于60米。原设计在按9米高对边坡进行分级，每级设2米宽平台。在施工过程中由于该段边坡岩体内裂隙发育及地表水下渗等原因，AK1+140-180段及CK0+150附近出现坍塌，边坡分级平台部分被破坏，CK0+000-040段范围内第四级边坡出现纵向拉裂，缝宽最大达10cm。科研所根据现场情况，采用增设排水系统、加强工程防护（预应力锚索、系统锚杆、结合挂网喷砼）的综合处治措施。主要工程数量详见表1。
表1 主要工程数量表
工程名称 主要尺寸及说明 单位 数量 预应力锚索 5ф15-ф110 M/孔 7459/522 系统锚杆 ф66孔径、ф25螺纹钢、长8米 LM 1520 系统锚杆 ф91孔径、3ф18螺纹钢、长12米 LM 5200 泄水孔 ф66 LM 2500 泄水孔 ф80 LM 4000 挂网喷砼 ф6钢筋网、C20喷射砼 M2 22500
【关键词】预应力，加固技术，建筑改造
中图分类号： C35 文献标识码： A
一、前言
预应力加固技术是老建筑改造施工中的关键技术，在常见的施工工程中技术管理是人们不容忽视的重点。只有将技术管理内入施工的管理中，才能不断提高施工的技术水平，有效促进工程的持续发展。
二、预应力加固技术在老建筑改造中的重要性
建筑特别是高层建筑，由于层数多，房屋的总重量大，重心高，对结构设计提出了诸多难题和挑战，而预应力技术的应用在迎接挑战、处理问题中起到了不可估量的作用。用无粘结预应力混凝土平板结构代替一般的混凝土梁板楼盖结构，可以大大降低层高。预应力转换层结构的应用，很好地满足了下部大空间、上部小开间的多功能高层的要求。预应力在高层基础上的应用大大提高了基础结构的安全度、抗渗性、耐久性和经济性。
三、预应力加固体系的介绍
1、体外预应力加固的原理
以高强钢丝，钢绞线或高强度粗钢筋等作为施力工具，对梁体施加体外预应力，以预应力产生的反弯矩抵消部分外荷载产生的内力，从而达到改善桥梁使用性能和提高结构承载力的目的。体外预应力加固是目前公路桥梁改造工程中采用较多的加固方法，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、体外预应力加固的方法
首先，外部预应力钢索加固法。外部预应力钢索加固一般采用预应力钢丝束或钢绞线，沿梁肋侧面按某种线形设置，通过张拉实现体外预应力。梁底设置若干定位装置，以保证钢索线形并固定其位置。钢索锚固于梁两端。预应力钢索通常套以保护管，或待张拉锚固后用混凝土包裹，以防锈蚀。
其次，下撑式预应力拉杆加固法。下撑式预应力拉杆的设置形式有直线式、折线式和混合式等，各种拉杆的适用范围不同，直线式拉杆适于正截面抗弯承载力不足的梁和下弦杆抗拉承载力不足的桁架；折线式拉杆适用于斜截面抗剪承载力、正截面抗弯承载力均不足的梁和跨中下弦杆、端腹杆抗拉承载力不足的桁架；混合式拉杆适用于正截面抗弯承载力严重不足，而斜截面抗剪承载力不足的梁和下弦杆承载力较端腹杆承载力更不足的桁架。
3、体外预应力加固的优缺点
体外预应力加固方法的优点是：可平衡卸掉部分恒载；能充分发挥加固材料，能够较大幅度地提高结构的承载能力和结构刚度；体外索变化幅度小，无疲劳问题，便于更换体外力筋；能够有效的控制原结构的裂缝和挠度，使裂缝部分或全部闭合，使挠度大幅度减小，能明显改善原梁的抗裂性能，提高结构的耐久性；能够控制和调校体外索的应力；可在不中断交通的条件下进行，对桥梁的运营影响小；所需要的设备简单，施工工期短，经济效益显著。但是，然而体外预应力混凝土结构亦有其自身的缺陷，比如体外力筋易损坏、易燃，体外预应力结构在极限状态下可能因延性不足而产生没有预警的失效等缺点。
4、体外预应力加固的注意事项
体外预应力加固方案设计要解决的核心问题是：根据被加固的受力要求和加固施工条件，合理选择体外预应力筋的布置和张拉方案；体外预应力筋锚固和转向装置的构造设计，体外预应力筋的可靠锚固是结构安全工作的基础，应根据原结构构造特点和破损情况，选择设计安全可靠的锚固装置；体外预应力的防腐处理。
四、预应力加固技术在老建筑改造中的应用
1、体外预应力混凝土结构的力学特性
体外预应力混凝土结构一般采用折线形预应力束，预应力筋仅在锚固区域和转向块处与结构相连，受力特性与无粘结预应力结构类似。在正常使用极限状态下，可采用弹性分析方法设计；在极限承载力状态下，体外预应力混凝土结构一般应按无粘结预应力混凝土结构分析设计。但两者也有区别，一般的无粘结预应力混凝土结构预应力筋是位于混凝土截面内的，预应力筋的偏心矩固定，而体外预应力结构的预应力筋在构件截面上的相对位置仅在锚固点和转向块处不变，其它位置上偏心矩是变化的，从而产生体外预应力的偏心矩损失，或称为二次效应。
2、体外预应力的耐久性
体外预应力混凝土结构的关键技术之一是体外预应力筋的耐久性防护。早期体外预应力混凝土桥梁结构的失效或损坏大多数是由于预应力筋的锈蚀引起的。鉴于耐久性在工程中的重要性，各国规范和各种体外预应力体系对于预应力筋的防护提出了一系列要求及指标。
3、转向块的设计
体外预应力混凝土结构必须通过转向块导管改变预应力筋方向，从而形成折线配筋形式。如果转向块设计不合理或构造措施不当，在转向块导管与预应力筋的接触区域，由于摩擦和横向挤压作用，预应力筋容易产生局部硬化和摩擦损失过大。转向块的设计要求预应力筋的折角点位置必须高度精确，避免产生附加应力；转向块导管曲线过渡平滑，在结构使用期内不应对预应力筋造成损害。
4、对预应力筋的要求
①高强度，低松弛。钢材强度越高，损失率越小，经济效果越好。②较好的塑性和良好的加工性能。③对腐蚀不敏感，特别是应尽量避免应力腐蚀的影响。④在几何尺寸方面，要求横截面特征值的误差小，便于控制预加应力。⑤对钢绞线还要求伸直性好，使穿束方便，利于施工。
5、、在工程中的应用
某工程为满足使用要求，需截掉房屋顶层一榀框架结构的中柱，原结构为跨度8m的两跨框架，截去中柱后将成为跨度16m的单跨框架，原框架梁的截面尺寸与配筋均难以满足要求。设计人员综合考虑有关的工程经验，采用了“托梁截柱”的改造方案。即在原有框架梁的上方增加1根跨度16m的有粘结预应力混凝土变截面大梁，在框架中柱以及2根次梁所在位置，用体外精轧螺纹预应力筋紧密连接原框架梁和新梁，从而在中柱截断之后，荷载通过精轧螺纹钢筋传递给新梁，并作用于两框架边柱上。因此，结构不会由于原框架梁的承载力不够而产生损坏。
对精轧螺纹钢筋施加预应力，可以使新预应力梁与原框架梁的接合面保持一定的压应力，有利于竖向荷载下新、旧梁的协同工作；但是，施加预应力的同时，也消耗了精轧螺纹钢筋的强度储备，因此，张拉控制应力既不能太小，也不能太大。本工程中采用了Ф32的精轧螺纹钢筋，其抗拉强度标准值为1000MPa，张拉控制应力取为200MPa。“托梁截柱”施工的主要步骤如下：浇筑变截面预应力混凝土梁浇筑前，先对该层屋盖进行支撑。在此基础上，绑扎预应力梁中的纵向钢筋和箍筋，铺设预应力波纹管定位筋和波纹管，在波纹管中穿入预应力钢绞线，安装预应力筋节点，支梁侧模板和梁端模板。上述施工过程与普通有粘结预应力混凝土梁相同。区别在于，在浇筑混凝土前还应插入精轧螺纹预应力筋套管，定位精轧螺纹预应力筋端节点。浇筑混凝土时，采用泵送混凝土一次性浇捣完成，对于梁端钢筋较密且局部承压荷载较大的部位，进行了专门振捣，填入粗骨料，保证了该处混凝土的强度和密实度。张拉体外精轧螺纹预应力筋混凝土强度达到设计值后，开始预应力张拉和截柱的施工。由于精轧螺纹钢筋起到连接新、旧梁的作用，首先安装精轧螺纹钢筋并施加预应力。张拉时，考虑到张拉力偏离梁的中心平面，如果一次张拉力过大，有可能使框架梁下角被压碎，钢托梁也可能偏离原位，因此，张拉分4级进行，每级张拉应力50MPa。每张拉1级，随时用扳手将锚固螺母拧紧。张拉纵向有粘结预应力筋和截柱纵向有粘结预应力筋的张拉与截柱同时进行。
五、结束语
预应力加固技术作为老建筑改造施工的核心工作之一。对工程项目的各个方面具有十分重要的作用。我们必须将预应力加固技术融合到老建筑改造的施工管理工作中。
参考文献
[1]马建设，陈文辉.高层建筑的施工技术[J].中华建设，2013
论文摘要:在现代生活中梁式桥是比较普遍的一种应用桥梁，同时，梁式桥也是最古老的桥型，它的设计计算理论，也最早最成熟。世界在不断发展。当我们回头观察这最古老的桥型时，感到它的设计计算理论也应不断发展。本文针对梁式桥的内力和预应力的各个方面的计算作了详细的分析，以供参考。
梁式桥种类很多，也是公路桥梁中最常用的桥型，其跨越能力可从20m直到300m之间。公路桥梁常用的梁式桥形式有：
按结构体系分为：简支梁、悬臂梁、连续梁、T型刚构、连续刚构等。
按截面型式分为：T型梁、箱型梁（或槽型梁）、衍架梁等。
梁式桥跨径大小是技术水平的重要指标，一定程度上反映一个国家的工业、交通、桥梁设计和施工各方面的成就。
一、梁式桥内力计算
（一）精度与安全性的分析
把具有相当宽度的桥梁简化为单根细梁计算总内力，当集中力作用于宽桥上时，桥面发生双向绕曲，集中力作的功，成为两个方向上的变形能耗散掉了；对于单根无限细梁，同样集中力作的功，只变为一个方向上的变形能，因此算得的变形要稍微大些，内力是从变形算来的，所以内力也稍微大些。
（二）梁式桥荷载横向分配理论只适用于开口截面的直梁桥
对于开口截面的直梁桥，每个主梁分配到的荷载的横向比例，与主梁分配到的弯矩、剪力的横向比例基本一致，主梁分配到的扭矩可以不考虑。对于直线形箱型梁桥和任何截面形式曲线梁桥，每个主梁分配到的弯矩、剪力的横向比例完全不同，主梁分配到的扭矩也必须考虑。
（三）内力横向分配理论
以平面曲线形、横截面左右不对称的箱型梁桥为对象（当底板厚度为0时，即成为开口截面）。把横截面假想地划分成若干工字形，每个工字形主梁用具有同样抗弯、抗剪、抗扭刚度的细梁模拟，细梁的平面位置与工字形主梁形心位置一致；悬臂板和顶、底板用具有同样横向抗弯、抗剪、抗扭刚度的扇形单向厚板模拟；这个模型称为平面板梁力学模型。用等作用量半波正弦荷载依次作用在各节线上，可算出每个主梁的挠度和扭转角，进而可算出每个主梁的弯矩、剪力。各主梁弯矩除以总弯矩，得弯矩的横向分配影响线。剪力类同。若横截面上总的内扭矩等于1，它在箱型截面上产生的各个环形剪力流，每个工字形主梁分配到的是左、右环形剪力流；对于开口截面，每个工字形主梁分配到的较小的扭矩，这种左、右环形剪力流或较小的扭矩，可以作为扭矩的横向分配系数。由于温度变化产生的平面弯曲内力，可分解为各工字形主梁的轴向力。这样，各种设计荷载产生的内力，全部分解为各主梁的弯矩、剪力、左、右环形剪力流或扭矩以及轴向力。弯矩的不均匀横向分配，一定程度上反映了双力矩的效应，左、右环形剪力流一定程度上反映了截面翘曲剪力的效应。可以说，内力横向分配理论不但全面地反映了箱型梁、曲线梁的主要力学现象，而且极大地简化了它们的设计计算。它是开口、闭口截面、直线、曲线梁式桥在各种设计荷载下的统一算法，是荷载横向分配理论的重要发展。
（四）曲梁桥的支座设计
由于桥梁在水平面内一般具有很大的弯曲刚度，若温度变化发生的弯曲变形受到约束，往往会产生很大的水平力，严重时会导致结构破坏，桥越宽、水平弯曲半径越小，这种现象越显著。曲梁桥承受制动力的墩台上，一般只应有一个支座是制动支座；沿水平弯曲半径方向，若能够允许梁有微小位移，例如采用板式橡胶支座，或者墩身较细柔，可以使得沿水平弯曲半径方向的温度力大大减小。
（五）点铰式独柱墩预设偏心改善桥台支座受力及梁的内力
桥台（一般采用抗扭支座）和抗扭或固接的中墩，预设偏心对扭矩包络图影响较小。
扭矩包络图对于判断曲梁桥扭转性状的重要参考。近年出事故的曲梁桥，其所用软件（包括进口软件）都不输出扭矩包络图，设计带有盲目性。扭矩包络图还要计算正确。有两点被某些软件忽略了：1、必须正确计算各种形状截面的剪力中心，2、必须正确计算恒载对剪力中心的偏心（即使是左右对称的截面，其恒载对剪力中心也有偏心）。
二、钢筋混凝土曲梁配筋计算
公路桥规关于“受扭构件”的条文有以下缺点：1、对纯剪、纯扭、剪扭构件无定义、无分类；2、未提及剪扭共同作用构件的强度折减；3、对剪扭构件的适筋范围简单地沿用了纯剪构件的适筋范围，似欠科学；4、所指的受扭构件是矩形截面，不便于桥梁应用。我国混凝土结构设计规范是我国众多科研单位十几年实验研究的总结，具有很高水平。 转贴于
它关于“受扭构件”的条文有许多优点：1、对构件分类，当构件受到的扭矩小于一定值，定义为纯剪构件，当受到的剪力小于一定值，定义为纯扭构件，当剪力、扭矩的联合效果大于一定值，定义为剪扭构件，非常科学；2、对每类构件按其受力的大小分为四类；3、对剪扭共同作用构件的强度折减系数有详细的规定；4、所指的受扭构件是工形截面，并且引入了抗扭塑性抵抗矩的概念对工形截面的扭矩进行再分配，便于桥梁应用。
任何国家的混凝土结构设计规范中的公式都是从大量实验归纳出来的。混凝土是非均质脆性材料，小构件与大构件的实验结果会有很大差异。象桥梁这样大构件套用从小构件得来的规范公式，误差大小很难把握。作者提出的内力横向分配理论，每一步都有严格的力学依据和严格地验证，当内力分解到每个工形截面后还要再分解到每个小矩形截面，然后套用规范公式，是很可以放心的。
三、曲梁桥预应力计算
（一）曲梁桥预应力计算中与直梁桥的不同点
1、曲梁桥摩擦损失计算
空间转角=钢索各微段相对前段的竖向偏角增量平方与水平偏角增量平方的总和再开平方；
摩擦系数：取公路桥规推荐值；
局部偏差系数：比公路桥规推荐值略大；假如钢绞线、波纹管的平面弯曲半径约70M，局部偏差系数可取 0.0035(公路桥规推荐值0.003)。
2、连续曲梁桥各主梁的预压力一般不等于其中钢索的预拉力
如果曲梁在平面内可以自由变形，它在预应力作用下，除发生轴向缩短，还发生弯曲，平面弯曲半径变小，但墩台的约束一般不允许半径变小，于是曲梁的外主梁受到额外压力，内主梁受到额外拉力，使得每个主梁的预压力一般不等于其中钢索的预拉力。这一现象要求必须计算曲梁桥在预应力作用下的平面弯曲变形，计算每主梁每截面的预压力，这一现象给曲梁预应力带来一个方便：尽管外主梁的弯矩比内主梁大，但是在许多情况下，内外主梁的钢索可以设计得一样多，甚至内外主梁钢索的竖坐标也设计得完全相同。
3、线性变换定理不适用曲梁桥
曲梁桥预应力钢索的竖坐标只要发生变动，其预应力效果必须重新计算。
（二）混凝土徐变、收缩、分批张拉应力损失的合理算法
【关键词】施工控制；误差；影响因素；结构参数；墩身刚度
一、预应力损失对挠度变形和内力影响
预应力张拉后，会发生相当一部分损失，其原因主要为锚具变形、预应力钢筋与管道壁间摩擦、预应力筋回缩、接缝压缩引起的应力损失、弹性压缩引起的应力损失、预应力筋松弛引起的应力、混凝土收缩和徐变等。由计算分析可以看出，预应力损失会在主跨引起较大的线形和内力变化，这些变化对成桥状态是不利的，在施工中应通过管道摩阻试验对有效预应力进行测量，并从技术、人员、机具、管理等各个方面，确保预应力的有效性。
二、自重对挠度变形和内力影响
悬臂箱梁在施工过程中，主梁自重以及施工临时荷载将对悬臂结构产生很大的下挠变形和弯矩。主梁悬臂长度越大，悬臂根部的弯矩越大。因此，在计算中准确估计主梁自重和施工阶段临时荷载的大小，并在施工中进行严格的控制是非常重要的。由计算分析可以看出，改变梁重对主梁的内力、挠度影响较大，所以对梁重的敏感性分析比较重要。自重增加5％会引起较大的线形和内力变化，这些变化与设计是不相符的。
三、桥梁结构刚度误差分析
大跨径梁桥施工通常采用悬臂挂篮浇筑施工，在规范中按照E值增大5％来做分析比较对结构的挠度和应力的影响。由计算分析可以看出，弹性模量增加5％会引起较大的线形变化，不容忽视，其变化量与预应力和自重的的影响变化量基本一致。这一分析表明，弹性模量虽然对内力影响不大，但对线形的影响不可忽视，在施工过程中应对此参数实测，并不断修改模型，以便更加真实的模拟施工状态。
四、收缩徐变计算模式影响
收缩徐变的计算方法有多种，在我国的先后两部桥梁规范中均采用了CEB-FIP协会所建议的计算模式。通过对原桥规（JTJ023-85）中建议的CEB-FIP1978模式和新规范（JTGD62-2O04）中建议的CEB-FIP1990模式比较发现：CEB-FIP1978模式没有直接反映混凝土中水泥品种的影响，而CEB-FIP1990模式综合考虑了结构的截面形状、材料及外界环境条件等因素。
五、桥墩刚度影响
一般而言，采用悬臂法施工的连续刚构或连续梁桥，采用悬臂法施工的上部结构关于桥墩中心是对称的。因而在理论上认为在悬臂施工过程中，桥墩不承受弯矩作用，桥墩刚度仅仅对合拢阶段施工和成桥后期的变形及应力状态产生影响。桥墩纵向抗推刚度模拟的准确性不仅仅对合拢阶段施工和成桥后期变形产生影响，而且对结构悬臂施工过程受力行为的把握也将产生影响。
六、温度荷载影响
桥梁结构处于一定的外界环境之中，外界环境的变化往往也引起结构中内力、线形的变化。主跨箱梁合拢时间应确保桥位所处位置的大气温度与主跨合拢温度只可能在夜间基本保持一致。施工中采取控制温度影响的措施：（1）悬臂施工达到一定长度时，应将测量立摸标高时间安排在清晨日出前，以尽量回避温度的影响；（2）如果希望得到立模、混凝土浇注以及预应力张拉等阶段比较真实的标高值，应将相关的测量安排在清晨日出前进行，可以尽量减少测量的温度影响；（3）如果温度影响难以回避，可以对温度场进行实测来修正温度的影响；（4）在不是特别重要的阶段或者温度影响较小时，可以通过测量昼夜挠度曲线来估计施工时的温度影响。
通过对多个参数的敏感性分析，得知预应力损失、主梁自重、混凝土收缩徐变以及温度等参数对本桥的主粱挠度及应力影响均较大，而结构刚度对内力的影响相对较小，而对线形影响不容忽视。在施工过程中对影响较大的参数须严格控制，并根据实际测量参数情况对理论计算进行必要的调整。
参 考 文 献
[1]赵卓，蒋晓东．受腐蚀混凝土结构耐久性检测诊断[M]．郑州：黄河水利出版社，2006
关键词：预应力;非预应力;CFRP
引言
碳纤维布加固钢筋混凝土结构是近年发展很快的一种新型加固技术，具有效率高、质量易于保证、方便快捷等特点。然而在实际应用中发现存在着CFRP强度不能被充分利用以及使用阶段加固效果不明显等缺点。本文采用ANSYS软件对预应力与非预应力CFRP加固梁进行仿真分析，并对比和分析结果，为以后的实际运用提供一定得理论依据。
1 有限元分析
1.1 基本假定
在ANSYS分析中采用了如下假定［1］：
(1)CFRP布与混凝土及混凝土钢粘结接良好，无相对滑移；
(2)在受力过程中，CFRP布的应变与钢筋、混凝土的应变满足变形协调原理；
(3)混凝土梁在加固前后有足够的抗剪承载力。
1.2 本构关系
(1)在本文的研究中混凝土应力-应变模型采用美国E.Hognestad建议的本构模型，模型上升段为二次抛物线，下降段位斜直线，其应力-应变关系如图1所示。
(2)钢筋按理想弹塑性考虑。受拉钢筋其应力-应变关系如图2所示；在静力加载的情况下，可以认为受拉钢筋的力学性能完全等同于受压钢筋。
(3)CFRP布的本构关系为线弹性，其应力-应变关系如图3所示［2］。
1.3 有限元模型
(1)选取的碳纤维加固梁为矩形截面简支梁，截面尺寸BH=150mm250mm，跨度L=2800mm，净跨L=2600mm。纵筋与架立筋为HRB335级，箍筋为HPB235级，混凝土强度等级C30，纵筋214，设计配筋率0.93%，架立筋214，箍筋6@100，混凝土的保护层厚度25mm，加载方式为俩点对称加载。
所分析的目标梁共三根：Ⅰ梁为未加固梁，Ⅱ梁普通CFRP加固梁，Ⅲ梁为预应力CFRP加固梁，预应力度为20%。加固梁配筋示意图如下：
(2)有限元建模
考虑梁的对称性，取二分之一梁（即1/2模型）为了节省计算时间。有限元模型采用分离式模型，即将钢筋与混凝土采用不同的单元处理，其中钢筋采用3-D杆单元LINK8；混凝土采用3-D实体单元SOLID65；由于碳纤维布本身很薄，因此选用没有抗弯刚度的SHELL41膜结构单元；垫块采用SOLID45单元。SOLID65单元可以计算开裂与压碎，考虑带收敛性，计算时关闭混凝土压碎功能。混凝土采用WILLIAN-WARNKE5参数强度准则，其中混凝土的开裂剪刀传递系数和闭合裂缝剪刀传递系数分别为0.5和1.0。网格划分时确保混凝土与钢筋、混凝土与碳纤维布的单元重合，已确保相互间有足够好的粘结而无相对滑移。
（3）荷载与预应力的施加
在ANSYS软件中，对预应力的施加有俩种方法：温度法与初始应变法［3］。本文采用的是温度法，碳纤维布的温度线膨胀系数为 /℃, 通过公式 即可确定预应力度20%温度值为5220℃。对于预应力碳纤维布加固梁的有限元模型计算分为俩个荷载步计算，第1个荷载步对碳纤维布施加温度效应以产生预应力，第2个荷载步施加一个预计超过其极限承载力的荷载。
（4）计算收敛
ANSYS分析CFRP加固RC梁时，涉及到混凝土材料与多种材料非线性，导致收敛比较困难。采用以下方法加速收敛：关闭混凝土压碎开关；网格密度适中，一般以不
2 结果以及分析
相应的分析结果见表2：
梁的荷载-挠度图如下图
通过对比可以得到：
(1)相对Ⅰ梁，Ⅱ梁的开裂荷载提高17%,极限荷载提高58.12%；Ⅲ梁的开裂荷载提高181.1%，极限荷载提高96%。加固后能够不同程度的提高梁的承载力，施加预应力后能够明显的抑制裂缝的产生和发展。
(2)预应力与非预应力的极限挠度都有不同程度的下降，表明结构的延性有所下降。
(3)Ⅱ梁的CFRP拉应力只有极限拉应力的44.99%，远没有充分利用；Ⅲ梁的CFRP拉应力为极限应变的67.83%，是Ⅱ梁的1.5倍,表明施加预应力后碳纤维布的强度优势得到进一步的利用。
(4)整体观察荷载-挠度图，Ⅰ梁呈现出明显的适筋梁破坏形态，有弹性、弹塑性与塑性三个阶段，而Ⅱ梁延性有所降低，Ⅲ梁的延性再一步有降低，最后一段荷载-挠度曲线基本上成线性。
参考文献
［1］万军、童谷省、朱健.CFRP布加固RC梁的ANSYS有限元分析［J］.江西科技师范学院学报,2005.
［2］张芳芳.普通和预应力FRP加固梁的数值模拟和理论分析.大连理工大学硕士学位论文［D］,2008.
论文关键词：混凝土梁加固,施工
随着我国铁路的跨越式发展，列车速度不断提高，运量不断增大，既有线混凝土桥梁的安全储备越来越低，从而使原有桥梁病害加剧，突出反映在，预应力钢筋混凝土桥梁因上拱度超限而引起的横向振幅超限、横隔板断裂等问题，已成为铁路提速的巨大隐患。几年来，我们采用铁科院铁建所的研究成果，对上拱度值小于100mm的32m预应力混凝土梁进行横向加固，增设横隔板后，有效地提高了梁跨的横向刚度和弯曲抗裂性，满足了提速的要求。
一、提速加固设计
1、提速加固技术条件
（1）满足客车200km/h安全通过，梁体跨中横向振幅满足设计要求。
（2）在D35特种车辆按40km/h通过时，梁体下缘不出现拉应力。
（3）加固后结构应有足够的耐久性。
（4）加固工程的实施不影响线路正常运营。
2、提速加固的措施
（1）通过增设横向水平联结板，提高梁体横向刚度。
（2）通过增设预应力筋，提高梁体抗裂性。
（3）预应力筋采用带有护套的预应力筋，保证其耐久性，并可以更换；同时加强预应力筋及普通结构筋的细部结构设计，提高加固体系的整体耐久性。
3、横向加固设计
在两片32m预应力梁中间横隔板处上、下翼缘、腹板处增设9快水平联结板，两片梁中间增设4个环形联结板。同时对各联结板施加预应力，采用混凝土等级C50，保证联结板与两片梁的良好联结。每块联结板均布置预应力筋，预应力筋采用Ф15.24mm（1-7Ф5）抗拉强度标准值为1860MPa无粘结低松弛预应力钢铰线。张拉控制力为0.76fpv，并采用专用锚具减少预应力筋的回缩损失。联结板混凝土灌注采用上、下振捣，以保证混凝土良好的密实性。
二、提速加固施工
1、加固工程工艺流程
探测梁体内钢筋走向，确定横向预应力筋的位置——腹板钻孔——梁体表面凿毛及钻锚固孔——埋设锚固筋——绑扎普通钢筋——布设无粘结钢铰线——桥面设置混凝土灌注口——模板安装——两片梁间增设支撑——预应力筋初张拉——灌注混凝土——混凝土养护——拆除支撑——拆除模板——混凝土表面刷养护剂——撤去两片梁间顶梁硬木——预应力筋终张拉——切割外露钢铰线——压浆及封锚——涂防水涂料。
2、探测梁体钢筋走向、确定加固筋钻孔位置、横向预应力筋钻孔位置与钻孔
（1）目测检查梁体表面是否平整，不平整处应将梁体表面打磨平整或用水泥砂浆抹平后再进行探测。
（2）在图纸标明的设计钻孔位置附近，用钢筋探测仪探明主梁腹板内钢筋的实际分布情况，再确定横向预应力筋穿越腹板的位置，以免钻伤梁内既有钢筋。
（3）按照探测出的梁内钢筋分布现状在梁体表面作出醒目标记。
（4）兼顾两片梁对应部位的钢筋分布，确定预应力筋的钻孔位置，若孔位无法避开主筋或其他障碍物时可适当移动，但距设计位置不大于50mm。
（5）安装膨胀螺栓，把钻机底盘固定在梁体腹板上。调整底盘上的调节螺栓，使钻杆保持水平并垂直于腹板。钻孔时应使钻杆保持平稳，以免钻出斜孔或损坏钻机、钻杆。
（6）当一片梁钻孔完成后，穿入一根直钢筋，核对另一片梁对应的预应力筋孔。
（7）钻孔时，严禁损伤梁内主筋。
（8）成孔后，孔眼必须用清水洗干净，与梁体结合面应凿毛，清除浮浆，并清洗干净，以增加新老混凝土之间的粘结力。
3、锚固、绑扎钢筋及预应力筋安装
（1）钢筋锚固前清孔，保证孔内无杂物。
（2）钢筋锚固
a、有预应力筋处的普通钢筋采用早强型锚固剂锚固。锚固剂填满孔眼后迅速插入需锚固的钢筋，用手锤打紧，抹平孔口。
b、无预应力筋处的水平钢筋采用植筋胶锚固，严格按照环境温度控制固化时间并符合植筋的技术要求，清孔不得用水冲洗，植筋胶填满孔深约2/3处后，迅速将钢筋旋转插入直至孔底，抹平孔口。
（3）钢筋按要求搭接、合理布置、牢固绑扎。
（4）预应力筋下料长度按照下式计算，并通过试用后再行修正：
L＝l+2L1+L2+L3
式中L—预应力筋下料长度；
l—锚垫板外端面间孔道实测长度；
L1—锚具长度；
L2—张拉千斤顶支承端面到槽行口外端面间的距离；
L3—被动端预应力筋外露长度(不小于30mm)。
（5）切割预应力筋时，严禁使用电弧、乙炔切割。
（6）预应力筋安装就位时，应保持水平、顺直。
4、设置桥面混凝土灌筑口
灌注口设在增设水平联结板及增厚竖向横隔板上方桥面梁缝间，遇梁缝过小影响混凝土灌注时，可适当凿除道砟槽边缘。
5、安装模板
（1）模板应有足够的强度、刚度和稳定性，能安全可靠地承受新灌注混凝土的重力、侧压力、列车和附着式震动器的震动荷载。
（2）模板在安装前应刷涂脱模剂。
（3）模板表面应平整，便于安装、拆卸。
（4）模板应稳固地依托于粱体，确保列车通过时模板与梁体无相对位移。
6、预应力筋初张拉
（1）初张拉前，新增水平联结板、增厚竖向横隔板处梁部上、下方增设支撑。
（2）千斤顶、油表、油泵在使用前进行配套标定，标定试验应在国家二级以上的计量检测单位进行，有效期为一个月或不超过200次张拉作业。
（3）横向初张拉前预应力筋两端放置锚下钢垫板，钢垫板用粘合剂粘牢于梁上，并安装专用锚具，预应力筋露出锚具被动端长度不小于30mm，主动端根据所用张拉设备型号确定预留长度。
（4）初张拉时每根预应力筋张拉力为40kN。张拉时油泵进油要缓慢、平稳，到预定张拉值后，回油卸荷。预应力筋张拉应分级进行，每次对称张拉两根。
（5）预应力筋初张拉完成后应及时灌筑混凝土。
7、灌注混凝土
（1）水泥、砂、碎石均应按规定取样检验，当使用外加剂时应同时检验，通过试验确定配合比。混凝土的坍落度一般为8cm—10cm。
（2）混凝土拌制程序为：砂+水泥+石子+减水剂，干拌均匀，加水搅拌直至拌和物的和易性满足施工要求后出料。
（3）混凝土应使用机械拌制．特殊情况可用人工拌制少量混凝土。
（4）混凝土宜分3次灌筑，第一次灌筑总量的1／2，用振捣器振捣密实，第二次灌筑直至与进料口平齐，再振捣密实，最后填实整个隔板和梁缝，振捣密实后抹平，确保梁缝不积水。
（5）混凝土灌筑应连续进行。当因故间歇时，其允许间歇时间应按{铁路混凝土与砌体工程施工规范》执行。
（6）在灌筑竖向横隔板、水平联结板混凝土的同时，应按规定制作混凝土抗压强度试件。当设计有要求时，还应制作弹性模量试件。
8、混凝土养护
拆模后，在混凝土表面应刷涂养护剂养护。
9、预应力筋终张拉
（1）横向联结板混凝土强度、弹性模量达到设计值的80％后，方可进行终张拉．
（2）用AMl5—1锚具时，每根预应力筋张拉分二次完成；第一次张拉至设计值，卸荷后装上支腿，再次张拉至设计值，锁紧锚头外螺母后回油卸荷。用BSMl5—1d锚具时可一次完成终张拉。其他锚具按配套张拉设备的不同要求进行张拉作业．
（3）控制张拉应以控制应力为主，测量伸长值进行校核，当实测值与理论计算值相差大于土6％时，应查明原因，及时处理后再继续张拉．
（4）张拉至控制应力，测量预应力筋的伸长值，持荷5min，千斤顶回油，锁定锚具。
10、压浆及封锚
（1）预应力筋终张拉完成后，应及时进行压浆处理。压浆材料应采用高性能、无收缩、防腐蚀灌浆剂。当使用无粘结钢绞线时，不压浆。
（2）封锚前锚具外露端涂黄油，安装防水塑料盖。
（3）预应力筋的锚具防护采用钢筋混凝土封端，其强度与隔板强度相同。
（4）封端混凝土模板转角处宜设封端混凝土模板转角处宜设置45倒角。
11、涂防水涂料
新增混凝土与梁体结合处，应刷涂防水涂料。
三、质量要求
1、材料检验
（1）钢筋、预应力筋、水泥及砂石材料进场后均应送试验室检验，合格后方准使用。
（2）水泥宜选用符合GBl75标准中强度等级为42．5的硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥。
（3）水泥必须储存在干燥、通风的环境中，堆垛高度不宜大于2．Om，堆垛应架离地面0.2m以上并采取防雨雪措施．。
（4）砂应选用符合JGJ5Z规定的中粗砂。
（5）石子应选用符合了G了53规定的碎石，粒径以5mm～20mm为宜。
（6）拌制用水以饮用水为宜，如果用其他水源时应事先化验，符合要求后方准使用。
（7）混凝土材料必须采用检定合格的计量器具准确计量。每盘混凝土材料的称重允许偏差为，水泥土2％，砂、石子士3％，水及外加剂土1％。
（8）锚具在使用前，应进行外形外观、硬度、锚固性能及工艺性能的抽样检验，经检验合格方能使用．
2、钻孔
（1）钻孔深度及直径应符合设计要求。
（2）钻孔应与粱体表面垂直，不得倾斜。
（3）废弃孔眼应用锚固剂填实抹平．
3、混凝土强度及弹性模量应符合设计要求。
4、新增混凝土外观检查
（1）表面光滑、平整，无蜂窝、麻面。
（2）与梁体联结处平顺、严密，边角处少量不平整处应修补整齐。
（3）防水涂料应严密覆盖于梁体联结处，边缘整齐、美观。
5、其他
认真填相关检查证、检查表。
四、安全事项
1、人身安全
（1）在区间或站内正线作业来车时，作业人员应在距离列车本线不少于800m、邻线不少于500m下道避车，桥上施工人员应到避车台避车．
线路允许速度大于120km／h的地段，特快旅客列车到达施工地点前10min，必须停止影响列车运行的施工，且人员、设备等应撤至距钢轨头部外侧2m以外，施工机械、物料堆码必须放置牢固。
（2）上桥作业时，必须设防护人员，当视线不良时应增加联络员。在繁忙干线作业时，应设置驻站人员。
（3）在地面2m以上的高处及陡坡上作业，必须戴好安全帽，系好安全带或安全绳，不准穿带钉或易溜滑的鞋。安全带、安全绳每次使用前，使用人必须详细检查，每半年应做一次鉴定，其方法为：
静荷载试验：用静荷载3000N的力拉5min；
冲击试验：用800N重物体由3m高处自由坠落悬空。
检验要有记录，不合格的禁止使用。
（4）木制脚手杆有效部分小头直径：立杆不得小于70mm，横杆不得小于80mm。脚手板厚度不得小于50mm。脚手架负荷不得超过2700N／m．脚手杆间距不应大于1．5m(经检算许可者除外)。
（5）雾、雨、雪天施工，施工场地清扫后再进行作业。电器设备必须加设防护装置，除电工外严禁其他人员私接电线。
（6）吊装作业时，吊装物下严禁站人。
（7）张拉时操作人员应站在千斤顶的两侧。
（8）使用电锤钻孔时，要精力集中，双手抓牢，防止卡钻扭伤手臂。
（9）砂轮切割机必须有防护罩，使用前先检查轮片是否完好，操作人员要戴好防护镜，防止砂轮片或碎渣飞起伤人。
（10）在电气化区段施工时，作业人员所带的工具、材料等物与牵引供电设备的带电部分需保持2m以上距离。
（11）发电机使用前，必须先接好地线，各种电器设备必须安装合格的漏电保护器，并设专人检查确认良好，所有闸箱必须加锁，各种电动机具应经培训考试合格的人员持证操作。
（12）所有人员未戴安全帽，一律不得进入施工现场。
2、行车安全
（1）设置桥面混凝土灌筑口，需要凿除时使用的钢钎长度不得高于轨顶。
（2）灌筑口扒碴时从线路中心向两侧延伸，各不得超过200mm。灌筑口要相隔扒开，扒开后的灌筑口应立即安装灌筑漏斗进行混凝土灌筑，隔天灌筑的灌筑口要用编织袋装碴回填，并应随时检查线路状况，做好记录。发现问题及时向设备管理单位汇报。
（3）桥上堆放材料不得侵入建筑接近限界，并符合《铁路工务安全规则》规定，防止超限。
3、工务设备安全
（1）所有桥梁检查口在使用完毕后，必须重新盖好。
（2）扒开的道碴不得堆压枕木头，扒开的灌筑口在混凝土灌筑完毕后回碴填实。
五、施工体会
几年来，通过对提速200km/h区段混凝土梁横向加固施工，我们积累了一套完整的施工技术方案，炼就了一支技术过硬的施工队伍，为今后同类施工奠定了基础，同时为铁路提速做出了贡献，提高了铁路的经济效益，达到了预期目标。今后，随着铁路的不断提速，大修施工又面临新的机遇与挑战，下一步我们将继续改进与完善桥梁加固施工工艺，进一步提高管理水平，不断满足铁路提速的需要。
参考文献
1 J259-2003,铁路工程施工安全技术规程
2 J118-2001,铁路混凝土与砌体工程施工规范