體外預應力技術(shù)是后張預應力體系的分支，是無粘結(jié)預應力結(jié)構(gòu)技術(shù)的一種。它對置于混凝土截面之外的預應力筋進行張拉，通過體外筋端部錨具和轉(zhuǎn)向塊將預應力傳遞給混凝土結(jié)構(gòu)。由于體外預應力技術(shù)具有結(jié)構(gòu)自重輕，預應力筋替換、維護方便，預應力損失和應力變化幅度小，施工工期短，混凝土質(zhì)量高、耐久性強等優(yōu)點，已被廣泛地應用于混凝土橋梁結(jié)構(gòu)的加固維修。
1 體外預應力的概念與體系
體外預應力是指對布置于承載橋梁結(jié)構(gòu)本體之外的鋼束張拉而產(chǎn)生預應力。設計時僅把鋼束錨固區(qū)域設置在橋梁結(jié)構(gòu)本體內(nèi)，轉(zhuǎn)向塊可設在橋梁結(jié)構(gòu)體內(nèi)或體外。
體外預應力體系由體外預應力管道(高密度聚乙烯管HDPE或鋼管等)、漿體（防腐油脂或水泥漿體）、錨固體系和轉(zhuǎn)向塊等部件組成。體外預應力體系分為有粘結(jié)體外預應力體系和無粘結(jié)體外預應力體系。有粘結(jié)預應力體系是將鋼鉸線穿入孔道內(nèi)張拉后，向孔道管內(nèi)灌入水泥漿。無粘結(jié)預應力體系的體外預應力筋由若干單根無粘結(jié)筋組成，將單根無粘結(jié)筋平行穿入管內(nèi)，張拉之前，先完成灌漿工藝，由水泥漿體將單根無粘結(jié)筋定位，張拉后不灌入水泥漿。
2 體外預應力加固的組成構(gòu)造特點及作用機理
2.1 組成構(gòu)造特點
橋梁體外預應力加固體系的形式是多種多樣的。從構(gòu)造形式上看，該體系主要由以下幾部分組成：水平筋、斜筋、上錨固點、滑塊、U形承托、水平筋固定支座。
(1) 體外預應力索、管道和灌漿材料
體外預應力體系采用的預應力索一般由鋼鉸線組成，包括與體內(nèi)預應力混凝土結(jié)構(gòu)完全相同的普通鋼鉸線以及鍍鋅鋼鉸線或外表涂層和外包PE防護的單根無粘結(jié)鋼鉸線。體外預應力索管道主要起防腐作用，它通常有兩種形式：一是全部采用鋼管道，二是鋼管與高密度聚乙烯管道相結(jié)合的方式，即除在錨固段及轉(zhuǎn)向彎曲段采用鋼管外在其它直線段均采用高密度聚乙烯管道。
體外預應力索管道的灌漿材料可分為剛性灌漿材料和非剛性灌漿材料。剛性灌漿材料通常指水泥非剛性灌漿材料（如油脂和石蠟）。水泥灌漿是最簡單和常用的，它可以適用于與結(jié)構(gòu)有離散粘結(jié)的體外預應力結(jié)構(gòu)，也適用于與結(jié)構(gòu)完全無粘結(jié)的體外預應力結(jié)構(gòu)。而油脂和石蠟通常用在由普通鋼鉸線和鋼管道組成的預應力系統(tǒng)中，以達到鋼索與結(jié)構(gòu)無粘結(jié)的目的。
(2) 體外預應力索的錨固系統(tǒng)
體外預應力索的錨固體系一般可分為可更換和不可更換兩大類。在可更換的體外預應力錨具中又包括鋼索無法放松和可放松兩種類型。使用無法放松的鋼索可以是普通的鋼鉸線也可以是單根無粘結(jié)鋼鉸線。使用普通鋼鉸線時在管道中灌注非剛性灌漿材料（油脂或石蠟），使用無粘結(jié)鋼鉸線時管道中一般灌注水泥漿。但兩種類型的錨具中均使用防腐材料填密而不使用水泥漿以滿足鋼索可更換的要求。可放松的類型在錨具后需預留一定長度的鋼索以滿足鋼索放松的需要，這種錨具的體外預應力索只能是無粘結(jié)鋼索。
(3) 體外預應力索的轉(zhuǎn)向裝置
體外預應力索的轉(zhuǎn)向裝置是體外預應力索在跨內(nèi)唯一與混凝土體有聯(lián)系的構(gòu)件，起體外預應力索轉(zhuǎn)向的重要作用。圖1～圖4是體外預應力混凝土結(jié)構(gòu)中最常見的轉(zhuǎn)向裝置。
圖1為塊狀式轉(zhuǎn)向構(gòu)造，只能承受鋼索的豎向分力，大量應用于跨徑較小、采用階段施工的體外預應力混凝土結(jié)構(gòu)。圖2為底橫肋式轉(zhuǎn)向構(gòu)造，能承受體外預應力索產(chǎn)生的橫向水平分力。轉(zhuǎn)向構(gòu)造的混凝土在箱梁底板上是貫通的，這種構(gòu)造常用于斜、彎的體外預應力結(jié)構(gòu)。圖3為能承受較大鋼索分力的橫豎肋式轉(zhuǎn)向構(gòu)造，豎橫肋把鋼索的轉(zhuǎn)向力傳至箱梁腹板和上梗腋。由于箱梁采用斜腹板，橫肋在底板用另一根橫梁貫通以承受轉(zhuǎn)向構(gòu)造產(chǎn)生的水平分力。若豎向和橫向的橫肋全部加寬，這樣的轉(zhuǎn)向構(gòu)造就成為轉(zhuǎn)向橫梁，常用于鋼索轉(zhuǎn)向力特別大的結(jié)構(gòu)中。圖4為由較輕的鋼構(gòu)件組成轉(zhuǎn)向鞍座的鋼鞍座式轉(zhuǎn)向構(gòu)造，鋼板用于傳力和定位，斜桿和水平桿的合力用于抵消體外鋼索在轉(zhuǎn)向時產(chǎn)生的豎直及水平分力。這種輕型鋼鞍座轉(zhuǎn)向構(gòu)造使用靈活、方便也可用于加固結(jié)構(gòu)中。由于轉(zhuǎn)向鋼管要承受鋼索所產(chǎn)生的向上彎折力，一般需要壁厚較大的鋼管。
