收稿日期：2011－11-28作者简介：刘航（1971-），男，湖南醴陵人，教授级高级工程师，副总工程师，e-mail ：liuhang71@.建筑技术Architecture Technology第43卷第1期2012年1月Vol．43No．1Jan．2012后张预应力技术除在各类新建建筑、构筑物以及桥梁结构中广泛应用外，在结构加固改造领域也有着广阔的应用前景。
本文结合一些工程实例，介绍了后张预应力加固技术的相关研究及其在结构加固改造工程中的应用。
1后张预应力技术应用（1）采用后张体外预应力筋加固钢筋混凝土结构最为常见，如对于承载能力或刚度不足的混凝土受弯构件，包括框架梁、楼板等采用后张预应力筋加固，以提高其刚度及承载能力；再如对于受压承载力不足的轴心受压柱、偏心受压柱采用预应力撑杆加固，对于混凝土桁架结构中承载力不足的轴心受拉构件和偏心受拉构件等采用预应力拉杆加固等。
（2）后张预应力技术还可用于钢结构和钢与混凝土组合结构的加固。
通过对钢结构和钢与混凝土组合结构施加预应力，产生与外荷载反向的变形和内力，一方面可提高钢结构以及钢与混凝土组合结构的正常使用性能，另一方面也可显著提高结构的承载能力。
（3）后张预应力技术还开始用于砖砌体结构的抗震加固。
自20世纪90年代开始，新西兰、澳大利亚、欧洲等国家和地区开展了将后张预应力技术用于砖砌体结构抗震加固的研究。
结果表明，采用后张预应力技术加固砖砌体结构可以显著提高砖砌体结构的延性和耗能能力，使砖砌体结构抗震能力大幅度提高。
2后张预应力加固混凝土受弯构件常用布置及节点做法2.1预应力筋常用束形布置对于因承载力不足而采用后张预应力进行加固的混凝土受弯构件，宜采用接近于其弯矩图布置的折线预应力筋进行加固；对于简支梁，也可采用布置于受拉区的直线预应力筋进行加固。
图1~3为几种常用的加固预应力筋布置形式。
后张体外预应力加固技术及其工程应用刘航1，高会宗2，杨学中1，吴文奇1（1.北京市建筑工程研究院有限责任公司，100039，北京；2.中广国际建筑设计研究院，100045，北京）摘要：对后张体外预应力技术在结构加固工程中的应用进行了较为全面的分析。
探讨了后张预应力加固钢筋混凝土受弯构件的设计计算方法，提出了预应力筋的常用束形布置和节点做法，并结合某工程实例分析了预应力加固框架梁的有关施工方法。
后张预应力技术目前在国际上还被用于砖砌体结构的抗震加固，对其原理和效果也进行了简要的介绍。
关键词：体外预应力；后张法；加固；受弯构件；砌体结构中图分类号：TU 746.3；TU 757文献标识码：B文章编号：1000－4726（2012）01－0049-04EXTERNAL POST-TENSIONING TECHNIQUES AND APPLICATIONSFOR STRUCTURES RETROFITTINGLIU Hang 1，GAO Hui-zong 2，YANG Xue-zhong 1，WU Wen-qi 1（1.Beijing Building Construction Research Institute Co.,Ltd.,100039,Beijing,China;2.Architectural Design &Research Institute of CRTV,100045,Beijing,China ）Abstract:The external post -tensioning techniques used for structures retrofitting are analyzedcomprehensively.The design and calculating methods of RC flexural members strengthened with external tendons are discussed.Meanwhile,the general profiles of external tendons and the joint detail are also presented.Moreover,the construction techniques of using post -tensioning to strengthening frame beams are introduced.Post-tensioning is also used as seismic retrofitting techniques for masonry structures in foreign countries and the related principles and methods are also introduced briefly.Key words:external prestressing;post-tensioned;retrofitting;flexural members;masonry structure·49·建筑技术第43卷第1期2.2常用节点构造用后张预应力筋加固钢筋混凝土受弯构件时，为保证预应力施加的可靠性，预应力筋应锚固于专门加工的钢托件上。
钢托件的形式应根据施工现场实际条件而确定，钢托件与被加固结构之间应实现可靠连接，如采用套箍、锚栓固定等方法。
图4，5为几种常用的端部锚固用钢托件构造形式。
对于折线预应力筋，弯折节点应采用圆弧过渡，增大弯折点的接触面积，降低接触应力，避免预应力筋产生死弯。
同时，为保证预应力筋强度的降低幅度小于5%，弯折节点应保证一定的曲率半径。
弯折节点的最小曲率半径R可按下式计算：R=a N n d式中：d为单根预应力筋的直径；N为一束内预应力筋根数；n为与弯折点相接触的预应力筋根数；a为系数，弯折点接触面为钢材时，可取a=20。
弯折节点的形式也应根据施工现场实际条件而定，图6，7为常用的弯折节点的构造形式。
3加固工程实例简介某厂房位于海淀区永丰路5号院，始建于2008年，该建筑的结构形式为4层钢筋混凝土框架-剪力墙结构，层高4.5m，房屋总高度为17.9m。
现由于使用功能发生改变，该结构三层部分框架梁经核算，不满足承载力要求，需进行加固。
由于加固施工期间厂房不能停止生产，且生产流程对室内空气的洁净度要求较高，综合考虑各种加固方法后，确定采用后张体外预应力加固方法对局部框架梁进行加固。
3.1加固方案设计根据计算结果，沿加固梁两侧各布置体外预应力筋2束，每束为1～2s15.2低松弛预应力钢绞线，f ptk=1860N/mm2，张拉控制应力取为0.5f ptk，加固梁的最大张拉力达到520kN。
加固梁平面布置如图8所示。
加固的梁为框架主梁，每根梁在三分点处布置了两根次梁，主梁所承受的主要荷载为次梁所传递的集中力，因此，预应力筋采用三折线的布置方式，预应力筋的弯折点分别位于两根次梁下方，产生直接向上的反力，平衡集中荷载。
预应力筋束形示意如图9所示。
·50·2012年1月刘航，等：后张体外预应力加固技术及其工程应用由于预应力筋位于混凝土截面之外，其受力性能不同于传统的体内预应力，对预应力筋的防腐蚀和防火性能也提出了比体内预应力筋更高的要求，考虑到梁两侧体外预应力筋均为1～2s15.2，采用无粘结预应力钢绞线外包裹多层高密度防火布，后喷防火涂料的方法。
预应力筋在梁底的弯折节点采用图6所示构造形式，在中间支座处梁顶则采用图7所示构造形式。
预应力筋端部锚固节点采用钢托件通过化学锚栓固定于梁上表面的节点形式（图10）。
3.2加固施工本工程的主要工作集中在楼板开洞、体外节点的锚固安装及预应力的张拉上，在工期有限、保证质量的前提下，结合工程的特点，从设计和施工便捷的角度出发，采用了以下施工方法。
3.2.1楼板开洞三层加固部位楼板被主次梁分割成若干个2800 mm×2800mm板格，板厚为120mm，板内配筋为双向双层8@130。
开洞时应避免切断板内钢筋，因此楼板开洞采用冲击钻逐步扩孔的方法，开洞尺寸约为50mm×400mm。
施工前根据图纸上的定位尺寸和角度，在楼板上进行放样，利用冲击钻开洞，通过试打并按楼板配筋间距，保证不伤板内钢筋。
3.2.2锚固节点安装本工程采用化学锚栓，其成孔深度要求为210mm，考虑到主梁内配筋较多，成孔深度很难达到要求，为避免伤及主梁内的钢筋，考虑到锚固节点主要是传递水平剪力，把锚固节点的位置后退，锚固于平台板上。
3.2.3体外预应力束的安装和预应力的张拉在体外锚固节点深化设计时，应综合考虑锚具和体外束的大小，以免加工的钢构件放不下锚具或造成穿束困难。
预应力张拉前，先根据千斤顶的标定书和张拉控制应力，计算出油压表的读数，由于体外束在锚具安装过程中需事先进行预紧，张拉力以油压表的读数为主，计算伸长值为辅，张拉时，用两台千斤顶在梁的两侧同步对称张拉，每根筋首先顺序张拉到控制应力的一半，然后再顺序张拉到控制应力，适当超张拉。
3.2.4预应力筋切断和锚具的封堵预应力张拉完成后，对锚具外露预应力筋进行切断处理。
切断后预应力筋外露长度不得少于30mm，切筋应采用手持砂轮锯或其他液压切割设备，不得采用电弧切割。
预应力筋切断后用灌浆料封堵。
4砖砌体结构后张预应力抗震加固技术后张预应力加固技术除用于钢筋混凝土结构外，还可用于砖砌体结构的抗震加固。
砖砌体结构是抗震性能较差的结构形式之一，由于砖砌块为脆性材料，且通过砌筑砂浆连接，结构整体性较差，在大震作用下倒塌比例很高，属于地震震害最为严重的结构形式之一。
砌体结构的传统抗震加固技术包括钢筋网砂浆面层或混凝土板墙加固法、外加混凝土构造柱加固法、包角或镶边加固法等，这些加固方法一般会引起使用面积减少，建筑外观效果受影响，噪声扰民，加固施工质量较难控制，且加固将导致建筑停止使用等问题。
国际上，不少国家开展了采用后张预应力技术对砌体结构进行抗震加固的研究，并已在实际工程中应用。
研究结果表明，采用后张预应力技术加固砌体结构可显著提高砌体结构的延性和耗能能力，从而使砌体结构的耗能能力和抗震性能大幅度提高。
后张预应力技术之所以能用于提高砌体结构的抗震性能，一方面由于预应力筋的设置使砌体结构成为·51·建筑技术第43卷第1期配筋砌体结构，另一方面是由于施加预应力后，进一步提高砌体墙体的整体性，尤其对震后变形恢复能力有显著的提高作用，另外，预应力的施加提高了砌体所受的轴向压应力，还可以显著提高砌体的抗剪承载能力。
图11和图12分别为砖墙采用竖向预应力加固后在平面内和平面外的工作原理示意。
可以看出，采用竖向预应力加固后，砖墙无论在平面内还是平面外的抗裂能力、抗剪承载力等均可提高。