1 ·工程背景及现状
    上部结构采用25m 预应力混凝土简支梁空心板，下部结构采用柱式墩台，墩台采用桩基础，盖梁混凝土标号为C50，墩柱及墩台为C30 混凝土。设计荷载为城市－ A 级，车道为单向双车道，构件为部分预应力混凝土A 类构件。在检测过程中，发现盖梁墩顶附近出现裂缝，通过静载试验，确定裂缝为负弯矩受力裂缝。从上述病害可见，加固该桥的关键是盖梁的加固。拟定盖梁采用体外预应力加固，故需分析桥梁下部构造在设计荷载作用下实际受力情况是否符合《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》［1］中部分预应力混凝土A 类构件使用要求。因而，给结构病害成因分析和维修施工图设计提供了理论基础数据。
    根据根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》［1］要求，预应力混凝土A 类构件不允许出现裂缝，墩顶产生负弯矩裂缝的主要原因为盖梁内部预应力不足，针对此现象，结合施工条件，现对盖梁进行体外预应力加固，使其各项指标达到规范要求。
    2· 结构计算
    2. 1 计算方法
    为了便于计算分析，此次计算将钻孔灌注桩基础和墩柱按等刚度原则换算成一端固结一端自由的结构模式，换算后，结构模型中基础周边土体不对桩基产生作用。根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》［1］第8. 2. 1 条规定: 墩台盖梁和墩柱按刚构计算，平面单元结构离散模型及空间实体元结构离散模型作为计算模型。
    2. 2 荷载布置
    ( 1) 桥梁设计荷载: 汽车荷载为城市－ A 级，无人群荷载。
    ( 2) 桥梁上部恒载: 主梁自重、桥面铺装、路灯及护栏防撞墙。
    ( 3) 荷载对盖梁作用的计算: 为让本次计算结果更精确，活载对盖梁的作用力用空间有限元程序Midas /Civil，上部空心板按横向铰接方式模拟，计算出每片空心板对盖梁的作用力。汽车荷载根据设计要求按2 列汽车布置( 不考虑车道折减系数) 。
    2. 3 加固方案
    针对盖梁的具体病害，为了满足盖梁在使用荷载作用下截面受拉边缘保持较大压应力储备的预应力构件受力要求，采取体外预应力加固方案对盖梁进行加固。体外索所用的光面钢绞线应符合国家标准GB/T 5234 － 2003《预应力混凝土用钢绞线》标准的高强度、低松弛钢绞线，其标准抗拉强度为1860MPa。
    体外预应力束规格及布置形式: 采用7Φs15. 24 钢索，配合相应的张拉、锚固锚具，共设2 束。体外束控制张拉应力为1116MPa，为标准抗拉强度的60%。体外束在距盖梁上缘15cm 处，直束布置，见图1。
              
    3· 计算结果分析
    采用Midas /Civil 空间有限元程序对加固后的盖梁进行计算和分析，与加固前的盖梁进行比较，得出结论，验证体外预应力加固的可行性。模型图见图2。
            
    3. 1 盖梁抗弯承载能力极限状态验算
    体外束加固后，根据《公路桥梁加固设计规范》［2］计算体外束水平筋的极限应力极限应力设计值，并对加固后的墩顶截面进行承载能力极限状态验算。经计算，体外索的极限应力σpu，e = 1101. 235MPa。体外索加固后，墩顶截面的抗力值MＲ = 16612. 32kN． m。与加固前比较，盖梁承载能力提高了16. 7%。
    3. 2 盖梁短暂状况应力验算
    根据《04 公预规》7. 2. 8 条: 预应力混凝土受弯构件，在预应力等施工荷载作用下截面边缘混凝土的法向压应力应符合压应力σ’cc ≤0. 7f’ck = 22. 68MPa，经计算，盖梁在施工阶段正截面上缘最大压应力为10. 6MPa，下缘最大压应力为5. 17MPa，小于规范限值，且未出现拉应力，满足要求。
    3. 3 盖梁抗裂性验算
    ( 1) 正截面抗裂验算: 根据《04 公预规》，在使用阶段预应力混凝土受弯构件正截面混凝土的压应力应符合规定: σkc + σpt≤0. 5fck = 16. 2MPa; A类预应力混凝土构件，在作用( 或荷载) 短期效应组合作用下，σst － σpc ≤0. 7ftk = 0. 7 × 2. 65 = 1. 86MPa; 但在荷载长期效应组合下: σlt － σpc≤0。经计算，加固后盖梁在短期及长期荷载作用下，正截面不存在拉应力，且压应力小于规范限值，满足《04 公预规》的要求。
    ( 2) 斜截面抗裂验算: A 类预应力混凝土构件，在作用( 或荷载) 作用下，现场浇注( 包括预制拼装)构件: σtp ≤0. 5ftk = 1. 33MPa。
    经计算，盖梁在作用短期效应组合下主拉应力最大为0. 6MPa，小于规范限值1. 33MPa，满足要求。
    3. 4 盖梁持久状况应力验算
    ( 1) 混凝土正压应力验算: 根据规范: 在使用阶段预应力混凝土受弯构件正截面混凝土的压应力应符合规定: σkc + σpt ≤0. 5fck = 16. 2MPa。
    经计算，盖梁标准值效应组合下，正截面最大压应力为10. 6MPa，小于规范限值16. 2MPa，满足要求。
    ( 2) 混凝土主应力验算: 混凝土主压应力: 预应力混凝土受弯构件由作用标准值和预加力产生的混凝土主压应力应符合下列规定: 混凝土的主压应力符合σcp ≤0. 6fck = 19. 44MPa。
    经计算盖梁标准值效应组合下，斜截面最大主压应力为10. 6MPa，小于规范限值19. 44MPa，满足要求。