▼体系简介
体外预应力是后张预应力体系的重要分支之一，与体内预应力结构相比，其预应力筋位于承载结构主体截面之外，通过与结构主体截面直接或间接相连接的锚固区与转向块来传递预应力。
体外预应力结构体系的主要优点：能够控制及调校预应力束的应力，便于检测、维修，必要时可以更换预应力束;体外预应力束布置简单，调整容易，施工工艺简便，大大缩短了施工时间;预应力束仅在锚 固区与转向块处与构件相连，减小了由于管道摩擦造成的预应力损失;预应力束布置于结构主体截面之外, 不仅使浇注更简易，同时还可以减小混凝土构件截面尺寸，减轻结构自重，降低造价;由于箱梁结构可以 预制，大大的提高了桥梁的施工速度和效率。
体外预应力结构体系应用非常广泛，既可用于预应力混凝土桥梁、特种结构和建筑工程结构等新建结构，也可用于旧有的混凝土结构的重建、加固和维修，同时还可用于临时性预应力混凝土结构或施工临时性钢索。随着斜拉桥和髙强混凝土技术的发展，体外预应力结构技术的应用将是现代预应力施工中的主要 趋势之一。
▼适用标准
▼体系特点
1.APRS 体外预应力体系性能满足国际后张预应力协会FIP《后张预应力体系验收建议》及《体外预应力材料及体系》;国家标准GB/T14370-2007《预应力筋用锚具、夹具和连接器》的要求。
2.预应力筋采用钢绞线单丝涂覆环氧+防腐油脂+热挤PE多层防护，是一种自身具有优良防腐性能的髙耐久索体，适合用于严重腐蚀性的恶劣环境，结构符合国际标准Fib2005《钢绞线斜拉索验收规范》中 4.3.3条规定，其中环氧涂覆钢绞线符合国家标准GB/T 25823-2010《单丝涂覆环氧涂层预应力钢绞线》的规定。
3. APRS 体外预应力体系安全可難，具有良好的防腐性能及抗疲劳性能，体系中设计有特殊装置，可以有效的减小索体振动所产生的危害。
4. APRS 体外预应力体系施工简便，便于检测和维护，必要时可以换索。
5. 转向装置结构设置合理，能均匀传递荷载并可实现调索、换索功能。
▼体系构造及选用参数
APRS 体外预应力体系结构及组成：(1)索体; ⑵锚固系统; ⑶转向装置; ⑷减振装置，结构见下图。
APRS体外预应力体系示意图
APRS休外预应力索体
APRS体外预应力索体分为S1、S2、S3、S4、S5及S6等六种 基本类型，如图所示。
APRS索体休示意图
六种休外预应力索体的基本构造组成
S3、S4、S5及S6型索体自由段内均不需灌注填充料，其防腐主要依靠钢绞 线自身的防腐性能来保证。在桥梁运营期间，可以随时检验索体的使用情况。
S3、S4型索体由多根无粘结钢绞线组成，此型索体采用散束式转向器(图4)时可实现 单根换索。为了防止动物啮咬或人为破坏PE层，可以外加圆管式外护套或哈弗式外护套作整体防护外层的 HDPE套管无防腐作用)，考虑体外索的穿索施工，推荐采用哈弗式外护套作整体防护。
S5、S6型索体是由多根无粘结钢绞线经扭绞并热挤HDPE护套而成，防腐性能更加优越， 此型索体采用集束式转向器(图5 )时可实现整体换索。
APRS休外預应力索休选择的标准：
依据环境条件可以把周围环境及与结构的关系分为四类：
适度：结构构件通常处于干燥的情况。
中等：结构构件通常处于潮湿的环境中。
严重：结构构件处于长期湿润或干湿交变的环境中。
參侵蚀性：结构构件处于严重侵蚀性的恶劣环境中。
建议防腐要求较髙的体外索采用防腐性能优良的环氧涂层钢绞线作为索体。
单丝涂覆环氧預应力钢绞线(执行标准GB/T 25823-2010）:
单丝涂覆环氧预应力钢绞线是采用髙压静电喷涂法将环氧树脂粉末喷射于钢绞线上，然后加热熔融、 固化、冷却，从而在钢丝表面形成一层致密的环氧涂膜。
单丝涂覆环氣涂层预应力钢绞线优点：
(1) 防腐性能优良抗化学性、耐盐雾、抗氣化物渗透性、耐干湿性;
(2) 环氧层较薄，且厚度均匀，夹片咬透环氧层直接夹持在钢绞线母体上，与锚固单元的匹配性优良;
(3) 耐曲折度优良;
(4) 抗冲击性优良;
(5) 耐高温性能优良。
APRS休外预应力转向装置
体外预应力混凝土结构中的转向装置是一种特殊构造，它是除锚固构造外，体外预应力索在跨内******与混凝土体有联系的构件，并且负担着体外索转向的重要任务，也是体外预应力混凝土结构中***重要、***关键的结构构造之一。
APRS体外预应力转向装置根据索体穿过的方式主要分为散束式转向器和集束式转向器两种。
散束式转向器主要由导管、挡板、隔板、ZH砂浆组成，见图4所示，适用于S3/S4型索体，可以单根换索。
集束式转向器由无缝钢管弯制而成，见图5所示，适用于S1/S2、S5/S6型索体，可以整体换索。
转向器的弯曲半径，从钢绞线的受力状态而言越大越好，但如果弯曲半径设定过大，弯向部的构件尺寸就变大，从而使桥梁自重增加，因此在确保安全的情况下，转向器的弯曲半径可以做小一些。转向器出口圆滑过渡，可******安装、施工的误差所产生的附加应力，同时可以减少HDPE套管的磨损。
被弯曲的体外预应力索体因有附加弯曲应力，其疲劳强度有所下降，因此在设计过程中，要对加上弯曲 应力值的钢绞线应力值进行校核，计算受拉钢绞线的弯曲应力值较困难，但假定钢丝之间无摩擦力作用时， 可按下式求出弯曲应力值。
Vm 弯曲应力 R 弯曲半径 E 钢绞线弹性模量d 钢丝直径
转向装置的***小弯曲半径可参照表2、表3选取。
预应力钢筋与孔道壁之间摩擦引起的应力损失有两部分组成，一是在曲线段的垂直挤压力造成的力筋与管道的摩阻损失，二是管道位置偏差和不平整造成的摩擦损失。其表达式为：
体外预应力钢索配置在混凝土结构外部，其钢索线形由转向位置或锚固位置的曲线段和它们之间的直线段组成。对于直线段，钢索管道线形和外观尺寸由于不受施工因素的影响，故其基本没有管道不平整造成的摩阻影响，这部分预应力损失可以忽略不计;对于曲线段，由于这里的管道长度较短，故沿曲线段长度的管道偏差和不平整造成的摩擦损失亦可忽略不计。
APRS休外预应力锚固系统
在活载作用下，预应力筋的应力变幅是预应力锚固系统设计的一个非常重要参数，体外预应力索位于混凝土结构的外部，仅在锚固及转向块处可能与结构相粘结，是一个相对于组成结构整体的单独构件，因此，体外索的应力变幅是由结构的整体变形所决定的。
在成熟的 APRS 预应力锚固技术的基础上，根据体外预应力结构需要，APRS 提供了几种不同型式的锚固系统，以满足不同工程的要求。
APRS.A型
APRS.TA型
APRS.TA型体外预应力锚具是在APRS.A型的基础上增加了内衬套等隔离装置，装置内灌注水泥浆, 整体取出隔离装置可以实现整束换索功能，规格尺寸同APRS.A型。
APRS.TA型体外预应力锚具
APRS.TS型
APRS.TS型体外预应力锚具
APRS.TS体外预应力锚具规格尺寸表 单位：mm
APRS.TT型
APRS.TT型体外预应力锚具是在APRS.TS型的基础上增加了内衬套等隔离装置，装置内灌注水泥浆, 整体取出隔离装置可以实现整束换索功能，规格尺寸同APRS.TS型。
APRS.TT型体外预应力锚具
APRS.TSK型
APRS.TSK型体外预应力锚具在桥梁运营期间可调整索力，可实现整体换索，属于可换可调型。
APRS.TSK型体外预应力锚具
APRS.TSK型体外预应力锚具规格尺寸表
APRS休外预应力减振装置
由于车辆通行等各种因素会引起结构与索体产生的振动，如果索体的自振频率与整个结构的振动频率 相近时，可能出现共振，给整个结构的安全带来隐患。为使索体自由段的振动频率不同于整个结构的振动频率，必须在适当的距离安装减振装置使索体自由段的振动区间变短并给索体适当的减振，以避免索体产 生有害的振动。
▼监控系统选用
系统主要配置
传感器技术
磁通量传感器用于长效监测的几大优势：
通过非接触式测置解决传感器受力疲劳影响寿命问题;
用模拟标定来实现运营状态的数据校准;
可以设计成哈弗式，直接在已受力的拉索上制作及安装，在不影响桥梁运营的前提下建立索力监测或更换损坏的传感器;
可以实现体内预应力(有粘结)多截面应力监测。
主要技术指标：测量量程：0~材料屈服应力
环境湩度：-40℃~80℃
测量精度：≤3%F.S.
供电电源：AC110~240V, 60/50HZ
应用及安装说明
▼系统介绍
离线模式
在线模式
数据自动采集：
以离线模式的数据采集箱为基础，增加数据传输系统(有线、无线或以太网传输)和数据处理系统, 即可实现索力实时在线监测。
▼施工工艺
主要施工流程
▼施工注意事项
转向器安装注意事项
1.转向器的安装位置按设计要求确定，安装误差应在设计允许范围内。
2.安装定位与设计参照点空间坐标误差应小于10mm;角度误差小于1度。
3.因在浇筑转向块混凝土时，部分转向器内有水泥浆或其它杂物进入，须先逐孔清理干净，确保孔道都能顺利通过且不会对索体PE造成损坏。
锚具预埋件安装注意事项
1.预埋件的安装位置按设计要求确定，安装误差应在设计允许范围内。
2.安装定位与设计参照点空间坐标误差应小于10mm;角度误差小于1度。
穿索注意事項
穿索前将索端头PE剥除一段距离，该长度要严格控制，控制在穿索完毕后PE必须进入密封筒;张拉完毕后，PE距工作锚板>300mm。
采用可靠的保护措施，防止索体表面的HDPE护套受到机械损伤。具体的保护措施有：在地面铺垫一定厚度的软型层，可用麻袋铺垫;上面每隔3m距离设置支撑架，支撑架可采用150x 150x800mm的方木; 方木上面铺彩条布。
单根预紧
穿好一根索后两端安装好工作锚具，一端安装单根张拉支座，然后用YDCS160-150千斤顶进行单根预紧，预紧力为10%con
整体张拉
体外索采用千斤顶进行整体两端对称张拉，张拉程序为：0—15%con—30%con—50%Scon^ 90% con —100% con (持荷2分钟)—锚固。张拉时同一束索两端尽量要同步(应力及伸长量同步)， 必须是专业人员操作。
保护罩及减震器安装
在减震器位置，在节段梁上要预留钢板(桥梁设计方负责)，减震器支架焊接在预留钢板上，减震器和保护罩螺母要扭紧，质检员应逐一检查，严防遗漏。
注：为保证体系的施工质置，建议在采购我公司的体外预应力体系的同时，由我公司承担该体系的施工。
▼工程应用典型实例
▼节段拼装体外索工程
上海沪两高架道路二期工程
沪闵髙架道路二期工程设有三对半上下行匝 道，和六条空对空匝道，两座重建的中、小型地面 桥梁。髙架桥主线全长5.56km,标准宽度25.5m,设 计采用主梁底面为弧形的连续箱梁结构，体外预应 力与体内预应力结合的方式。并采用节段拼装的施 工技术。锚具为T15-25型体外索可换式专用 锚具，索体采用APRS环氧无粘结钢绞线(S4),转向器采用散束式转向器，由APRS工程公司 负责体外预应力施工。
厦门集美大桥
厦门集美大桥桥梁主线为双向八车道，标准宽38.2m。C4合同段分城市道路引桥和BRT引桥两种， 城市道路引桥总长2250 m，上部结构采用节段箱梁预制、架桥机悬拼工法进行施工。节段箱梁拼接完 成至成桥后安装体外预应力索，体外预应力束采用APRS公司的27-«}) 15.2和31-<|> 15.2环氧钢绞线无粘 结筋成品索(S6),预应力施工由APRS工程公司完成。
北京市四丰桥
该工程位于北京市西南四环丰北桥连接线1 #匝 道，北靠丰台公园。工程采用悬臂拼装节段梁，共7跨。负责节段梁体外索安装，体外索采用的是 APRS公司的15-4> 15_2环氧无粘结钢绞线( APRS- S4),锚具采用 APRS.TT15-15SF.O体外索可换式的专用锚具，转向器采用散束式转向器，钢绞线标准强度为1860MPa,体外索设计索力
苏通大桥
苏通大桥位于江苏省东部的南通高和苏州(常熟)市之间，是我国建桥史上工程规模******、综合建设条件***复杂的特大型桥梁工程。北引桥B2标为双幅两联结构，******联采用50+9X75米、第二联采用 10X75米预应力混凝土等髙连续梁;锚具采用APRS.T15-25型体外索可换式专用锚具，索体采用APRS环氧 无粘结钢绞线(APRS-S4),转向器采用散束式转向器，由APRS工程公司负责体外预应力施工。
上海崇明越江通道长江大桥工程
该桥为南、北引桥50m跨径预应力混凝土连续梁，南引桥50米跨径共分8联，每联6X50m;北引桥50米跨径共分2联，每联6X50m;采用“体内+体外”预应力混凝土等髙度连续箱梁，预制节段悬拼的工法 进行施工。
锚具采用APRS.T15-25型体外索可换式专用锚具，体外预应力筋为25-<|> 15.2无粘结环氧喷涂预应力 钢绞线(APRS-S4),转向器采用散束式转向器，由APRS工程公司负责体外预应力施工。
上海新浏河桥
新浏河桥位于嘉浏髙速公路二期工程上海段的北端，南连上海嘉定，北接江苏太仓，全桥长412m,是 —座分离式上下行桥梁。其中，主桥长126m,双向6车道，上部结构为三跨42m节段预制节段拼装工法施工的简支箱型梁。横断面为四箱单室结构，每跨箱梁划分为13个节段。该工程采用了多项新技术：主要有 预制节段混凝土桥梁设计技术与施工工艺、2000MPa^锚具及钢绞线的应用、C60高标号混凝土、在狭窄 空间预应力张拉和体外索技术。
▼现浇或钢混体外索工程
北京紫竹院立交工程
北京紫竹院立交位于三环与西外大街西延相交处，紫竹院立交改造工程为西外大街改造工程的一 部分，在保留原跨越三环旧桥的基础上，新建z1、Z2两条匝道。两条匝道均由道路与桥梁两部分组成。该工程采用APRS体外预应力体系，索体为环氧钢绞线无粘结筋成品索(APRS-S6),转向器采用集束 式转向器。该工程体外预应力安装、施工均由APRS公司完成。
锦沈高速公路跨线桥工程
锦沈髙速公路跨102国道和305国道的四座跨线桥，采用混凝土连续梁，工程采用APRS.T15-12体外预应力体系，索体为环氧无粘结筋。2000年9月通车。
北京京山立交
北京京山立交位于五环路上，地形地物条件非常复杂。跨过繁忙的京沪铁路。该工程采用APRS体外预应力体系，索体为环氧喷涂无粘结钢绞线(APRS-S4),采用散束式转向器。该工程体外预应力安装、施工 均由APRS公司完成。
北京万泉河立交
该工程采用APRS体外预应力体系，索体为环氧钢绞线无粘结筋成品索(APRS-S6),转向器采用集束式 转向器。该工程体外预应力安装、施工均由APRS公司完成。于2002年通车。
▼波形钢腹板结构体外索工程
河南光山县泼河大桥
2005年建成的泼河大桥是国内******座装配式波形钢腹板PC组合连续箱梁公路桥，位于河南省道213线光山县境内，全长128.26米，桥面宽度16米，设计荷载公路一 I级，其上部结构为4孔30米先简支后运读装配式体外预应力波形钢腹板组合箱梁结构。该工程采用APRS体外预应力体系，索体为环氧钢绞线无粘结筋成品索（APRS-S6），转向器采用集束式转向器。
大广高速渭河桥
大广髙速谓河桥起于豫冀两省交界处，止于濮阳市南乐县，接已建成的大广高速公路瀵阳段。全线采用髙 速公路标准进行设计，双向六车道，设计行车速度120km/h。该桥采用波形钢腹板结构，体外索为环氧无粘结钢绞线成品索(APRS-S6)，转向器采用集束式转向器，该工程体外预应力安装、施工均由APRS公司完成。
