预应力加固法是采用外加预应力钢拉杆或型钢撑杆对结构构件或整体进行加固的方法，特点是通过预应力手段强迫后加部分的拉杆或撑杆受力，改变原结构内力分布并降低原结构应力水平，致使一般结构加固中所特有的应力应变滞后现象得以完全消除。适用于大跨结构或高应力、应变状态下的混凝土构件。但在无防护情况下不能适应于温度大于600℃的环境中，也不宜用于收缩徐变较大的混凝土结构。建筑加固

一、加固形式与原理

对构件施加预应力加固包括外加预应力拉杆加固和外加预应力撑杆加固两种形式。

外加预应力拉杆主要用于加固受弯构件、屋架等，在特定场合下，也可用于加固大偏心受压构件。外加预应力拉杆可进一步划分为直线式、下撑式和混合式三种形式。对于钢筋、混凝土梁，直线式拉杆一般设置于梁受拉边的边缘，施加预应力后，拉杆中产生拉应力和拉应变，而梁的拉应力和拉应变减小，使得外加拉杆相对于梁的应变滞后现象得以缓解，甚至消除，可更有效地提高梁的正截面抗弯能力；同时，外加拉杆的预拉应力在梁中产生轴向压力和反向弯矩．使梁受拉区的拉应力和受压区的压应力降低，因此还可减小梁的裂缝宽度和挠度。采用下撑式(折线形)拉杆时，除了以上加固效果，还可提高构件斜截面的抗剪能力，而且在减小构件挠度方面更为有效。混合式拉杆一般由两根直线式拉杆和两根下撑式拉杆组成，可综合达到直线式拉杆和下撑式拉杆的加固效果。

外加预应力撑杆主要用于加固轴心受压构件和偏心受压结构，可采用双侧撑杆加固和单侧撑杆加固两种方案。对撑杆施加顶应力后，撑杆会分担加固时柱承担的部分荷载，起到卸荷作用；同时，撑杆中会产生压应力和压应变，而柱的压应力和压应变相应减小，同样可使撑杆相对柱的应变滞后现象得以缓解，提高加固效果。

二、加固计算

用直线式、下撑式外加预应力拉杆加固钢筋混凝土梁的设计步骤基本相同。下面介绍直线式外加预应力拉杆(水平拉杆)加固的设技步骤。

按偏心受压构件验算梁跨中、支座截面的偏心受压承载力以及梁支廊附近的斜战面

受剪承载力时，其中应将水平拉杆的内力作为外力施加于梁上。若验算结果不能满足现行国家标准《混凝土结构没计规范》(GB50010-2010)的要求，应加大预应力拉杆的截面或改用其他加固方案。

用单侧预应力撑杆加固弯矩不变号的钢筋混凝土柱时，主要的设计步骤如下：

1)初选撑杆的截面面积，按静力平衡条件确定加固后柱应承担的内力。

2)按《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)和柱应承担的内力校核柱的承载力。

3)按《钢结构设计规范》(GB50017-2002)设计缀板。

4)确定施工时的预加应力值，宜取为50-80MPa。

5)按应变和几何关系计算横向张拉量。

当用双侧预应力撑杆加固弯矩变号的偏心受压钢筋混凝土柱时，可首先按单侧撑杆加固的步骤设计受压较大一侧的撑杆，使柱能够承受最不利的偏心受压荷载，柱另一侧的撑杆则可对称设置。

三、构造要求

1．预应力拉杆加固的构造要求

当用预应力水平拉杆或下撑式拉杆加固梁，且加固的张拉力较小(一般在150kN以下)时，可选用两根直径为12～30mm的HPB235级钢筋；若加固的预应力较大，也可采用Ⅱ级钢筋；被加固梁截面高度大于600mm时，则可采用型钢拉杆。当用预应力拉杆加固屋架时，可用HPB235级、HRB335级、精轧螺纹钢筋、碳素钢丝、钢绞线等高强度钢材。预应力水平拉杆或预应力下撑式拉杆中部的水平段距离梁或屋架下缘的净空一般不应大于100mm，以30～80mm为宜。

预应力下撑式拉杆的布置，其斜段宜紧贴在梁肋两旁。拉杆弯折处的构造应在梁下设厚度不小于10mm的钢垫板，其宽度宜与梁宽相等，而沿梁跨度方向的长度应不小于板厚的4倍，钢垫板下设直径不小于20mm的钢垫棒，其长度不得小于梁宽加2倍拉杆直径再加40mm，钢垫板宜用胶固定位置，钢垫棒可用点焊固定位置。

预应力拉杆端部必须可靠锚固，不得发生任何位移。锚固预应力拉杆时，被加划构件端部有传力预埋件可利用时，可将预应力拉杆与传力预埋什焊接，通过焊缝传力。如无传力预埋件，宜焊制专门的钢托套，套在混凝土构件上，与拉杆焊连。钢托套可用型钢焊成，也可用钢板和加劲肋焊成。钢托套与混凝土构件间的空隙，应用细石混凝土或砂浆填塞密实。钢托套对构件混凝土的局部受压承载力应经验算合格。

横向张拉通过拧紧螺栓的螺帽进行。拉紧螺栓的直径不得小于lOmm，螺帽高度不得小于螺杆直径的1．5倍。

2．预应力撑杆加固的构造要求

用作预应力撑杆的角钢的截面不应小于50mm×50mm×5mm，压杆肢的两根角钢应用缀板连接，形成槽形截面；也可用单根槽钢作为压杆肢。缀板的厚度不得小于6mm宽度不得小于80mm，缀板间距应保证单个角钢的长细比不大于40。

压杆肢的两根角钢与顶板(平行于缀板且较厚)问通过焊缝传力，顶板与承压角锏之问通过抵撑传力。承压角钢的截面不得100mm×75mmx12mm，宜嵌入被加固柱的柱身混凝土或柱头混凝土内25mm左右，传力顶板宜用厚度不小于16mm的钢板制作，抵撑处的承压角钢表面和传力顶板的端面均应刨平。为使撑杆压力能较均匀地传递，可在承压角钢之上或其外再设钢垫板。

当预应力撑杆采用螺栓横向拉紧的施工方法时，双侧加固的撑杆的两个压杆肢中部向外折弯，在弯折处拉紧螺栓头建立预应力。单侧加固的撑杆只有一个压杆肢．仍在中点处折弯，并采用螺栓进行横向张拉。弯折压杆肢之前，需在角钢侧肢上切出三角形缺口，并应在角钢另一肢上补焊钢板予以加强。拉紧螺栓的直径不应小于16mm，螺帽高度不应小于螺栓直径的1．5倍。

四、施工要求

1．预应力拉杆加固

预应力的施加方法宜根据工程条件和预应力的大小选定，预应力较大时宜用机张法或电热法，预应力较小(在150kN以下)且求不停产时，则宜用横向张拉法。采用机张法或电热法施工时，应遵守现行施工与验收规范的规定；采用横向张拉法时，应遵守下列施工规定：

1)拉杆在安装前必须调直、校正，几何尺寸和安装位置必须准确。

2)张拉前应对焊接接头、螺杆、螺帽的质量进行认真检查，并作记录，以保证拉杆传力可靠，避免张拉过程中拉杆断裂或滑动。

3)横向张拉时，可先适当拉紧螺栓，再逐渐放松。当拉杆基本平直、未松弛弯乖时，停止放松，记录读数，以此作为横向张拉的起点。

4)横向张拉分一点张拉和两点张拉。两点张拉时，应使两个拉紧螺栓同步旋紧，保证两点均匀张拉。

5)横向张拉量达到要求后，宜用点焊将拉紧螺栓的螺帽固定，切除螺帽以外的螺杆，涂防锈漆或设防火保护层。

2．预应力撑杆加固

1)宜在施工现场用缀板焊连两个角钢，形成压杆肢；然后在压杆肢中点的角钢侧肢上功倒三角形缺口，并将压杆肢弯折成所设计的形状；再将补强钢板弯好，焊在弯折后角钢的另一肢上。

2)检查合格后，将撑杆两端用螺栓临时固定，进行填灌(撑杆与构件之间一般应灌注环氧胶或水泥灌浆料)。

3)预应力撑杆的横向张拉量应按计算结果进行控制，两根拉紧螺栓应同步旋紧，保证两点均匀张拉。

4)张拉完成后，应用连接板焊连双侧加固的两个压杆肢，单侧加固时也应用连接板将压杆肢与柱另一侧的外包短角钢焊连，固定压杆肢的位置。施焊时应防止预压应力因受热而损失，可采取分区、分段的施焊方法。焊接完成后，用砂浆或细石混凝土填塞撑杆与构件之间的缝隙。

5)对外露钢材进行防锈、防火处理。