1 前言

　　鋼筋砼梁由于設計或施工錯誤、材質(zhì)不符合要求、使用功能改變或耐久性等原因，其裂縫寬度超出規范允許值或承載能力不足，都應加固處理。加固方法分非預應力加固和預應力加固二種。非預應力加固法要待砼梁繼續變形后才逐漸起作用，所以加固后梁裂縫寬度和撓度仍會(huì )繼續增加，是一種被動(dòng)加固法。預應力加固法的主要優(yōu)點(diǎn)是見(jiàn)效快，隨著(zhù)預應力的施加，梁反拱，裂縫寬度減小，原有鋼筋和砼的應力降低，是一種主動(dòng)加固法。

　　傳統的預應力加固法是采用Ⅰ級或Ⅱ級鋼作為補強拉桿，有以下缺點(diǎn)：強度低、柔性差、長(cháng)度短、耗材多、預應力水平低、需焊接。近年來(lái)發(fā)展了一種用高強鋼絞線(xiàn)作為補強拉桿的“高效預應力加固法”。這種方法克服了以上缺點(diǎn)，與一般鉸線(xiàn)相比，無(wú)粘結筋具有防腐性能好，摩阻小的優(yōu)點(diǎn)，本工程即采用無(wú)粘結筋作為補強拉桿。

　　2 工程概況

　　泉州某車(chē)間的二跨梁如圖1所示，砼為C25：梁截面為300mm×800mm，中柱處負筋為5Φ25，邊柱處負筋為通長(cháng)4Φ25，正筋為通長(cháng)4Φ22，箍筋為Φ8@200，加密區為Φ8@100，承受恒載標準值gk＝31.5kN/m，活載標準qk＝32kN/m；柱截面為400×600，層高3.5m，四層框架結構。因改變工藝需要，二層梁處需加設設備，其恒載標準值為25kN/m，由于該結構的柱、基礎的強度有較大的富余，只須加固主梁即可。

圖1 梁和無(wú)粘結筋的形狀

　　3 加固設計計算

　　3.1 計算模型

　　預應力在超靜定結構中會(huì )產(chǎn)生次彎矩，較為復雜。為此，本文把無(wú)粘結筋的效應作為外荷載（即等效荷載）作用在原結構上，結構的內力為無(wú)粘結筋的等效荷載和一般外荷載共同作用下的內力。這樣計算概念明確，避免了次彎矩計算〔1〕。原來(lái)的梁就變?yōu)槠�心受壓構件，一般為大偏心構件。大偏心構件抗彎力大于壓力為零的梁，為�?jiǎn)化計算，偏心受壓梁抗彎能力仍按壓力為零的梁來(lái)計算，偏于安全。計算模型和無(wú)粘結筋的等效荷載如圖2所示。

圖2 計算模型

　　3.2 確定無(wú)粘結筋的布置

　　本工程把無(wú)粘結筋在梁頂處的折角設在梁柱交界處，如圖1.其優(yōu)點(diǎn)為：施工方便，能同時(shí)加強梁的正載面和斜載面強度，保持原樓面的平整。梁底折角的位置，即β1和β2的取值，一般為β1＝0.25～0.5，β2＝0.25～0.35〔3〕。Β1和β2的取值范圍較大，如何針對本工程，求出合適的β1和β2值，本文對此進(jìn)行了分析。取無(wú)粘結筋的拉力為1kN，梁端力矩為1kN×0.4m＝0.4kN*m，0.4m為梁高的一半，無(wú)粘結筋的偏心距，由圖1中折角θ1-θ2，可求出圖2中的F1和F2，即F1＝1.sinθ1、F2＝1.sinθ2.本文以預應力（圖2外力）產(chǎn)生的彎矩圖形狀與外荷載產(chǎn)生的彎矩圖形狀大致相同，彎矩值相反來(lái)確定合理的β1、β2值，即以預應力均衡地抵消各截面彎矩為合理。依此，取β1＝0.45、β2＝0.3.。

　　3.3 確定無(wú)粘結筋面積

　　由于無(wú)粘結筋與周?chē)�砼的應變不相協(xié)調，所以在極限狀態(tài)時(shí)，其極限應力бpu的計算相當復雜�？紤]到鋼絞線(xiàn)費用在整個(gè)加固費用中所占比例較小，可采用保守的近似計算方法。假定外荷載作用下無(wú)粘結筋的應力增量與預應力損失相等〔2〕，則極限應力бpu等于張拉控制應力бcon。規范規定бcon可取0.7fptk，fptk為強度標準值，無(wú)粘結筋在折角處受力不利，本工程бcon取0.65fptk。本工程無(wú)粘結筋fptk＝1860N/m㎡，бcon＝1209N/m㎡。如前所述，大偏心受壓的梁仍按一般梁計算其抗彎能力，則：

　　式中：Ap為無(wú)粘結筋面積，m為外荷載產(chǎn)生的彎矩，Mm為原梁的彎矩設計值，M1為單位無(wú)粘結筋力產(chǎn)生的彎矩（如圖2）。取跨中和兩支座所求的Ap值的最大值為加固所需的預應力筋面積，計算值為236m㎡，取用二根無(wú)粘結筋（2×140m㎡）。一般情況下，二根鋼絞線(xiàn)便能滿(mǎn)足要求。

　　4 施工過(guò)程

　　4.1 張拉過(guò)程：

　　采用YDC240Q手提式千斤頂，雙控張拉。因鋼絞線(xiàn)較短（17m），進(jìn)行一端張拉，固定端為OVM15P型擠壓錨具，張拉端為OVM15-1類(lèi)片錨具。

　　4.2 端部錨固：

　　本工程柱邊與梁側面間距為5cm，故將側面平齊，如圖3所示。若這一間距較大，可用鉆孔方法。梁底鋼絞線(xiàn)折角處圓鋼為Φ25，剝除該處砼保護層，將圓鋼焊在梁底鋼筋上。

圖3 端部錨具

　　4.3 防腐措施：

　　無(wú)粘結筋具有良好的防腐性能，只需在鑿除處用環(huán)氧砂漿填充，錨具處涂環(huán)氧樹(shù)脂，用C30細石砼包裹。為了美觀(guān)，用C30細石砼對全梁進(jìn)行包裹。在本工程中，去除柱處的無(wú)粘結筋套管，去除油脂，張拉后由環(huán)氧砂漿與柱粘成一個(gè)整體，形成雙保險。

　　在張拉結束24小時(shí)后，用百分表測跨中反拱4.5mm，梁原有的細小裂縫均已閉合。在加設的設備荷載作用下，梁跨中撓度為3.2mm，可見(jiàn)預應力效應大于設備荷載效應，經(jīng)鑒定確認加固成功，可以保證結構安全。

　　集中張拉5根加固梁的施工時(shí)間僅為5小時(shí)，整個(gè)加固施工時(shí)間為9天，材料費僅為5000元左右，且無(wú)粘結筋所占空間很小，不影響使用。加固竣工一年來(lái)，未出現任何強度問(wèn)題。

　　5 高效預應力加固的優(yōu)點(diǎn)

　�。�1）材料用量省，預應力水平高。

　�。�2）鋼絞線(xiàn)柔性好，施工方便。

　�。�3）鋼絞線(xiàn)有足夠的長(cháng)度進(jìn)行多跨加固，加強結構的整體性。

　�。�4）有現成的錨具可供使用，不需要電焊，適宜于不允許有明火的場(chǎng)所。