体外预应力结构设计研究
体外预应力(详细完整版)
体外预应力一、总则(1)本方案适用于体外预应力的设计、施工和监控工作，目的是确保体外预应力结构的质量和安全。
(2)本方案应符合国家相关标准和规范要求，如《建筑结构体外预应力技术规范》等。
(3)体外预应力的设计、施工和监控应由具备相应资质和经验的专业团队进行。
二、设计要求(4)体外预应力的设计应由专业工程师进行，包括以下要求：1．根据结构荷载和预应力力的大小，确定预应力的布置、线型和锚固方式；2．确定各预应力构件的尺寸、形状和材料；3．考虑预应力的施工、监控和维护便捷性。
三、施工要求(5)体外预应力的施工应符合以下要求：1．按照设计要求，在混凝土结构中预留预应力孔道或管道；2．预应力钢束或钢线穿过孔道或管道，并通过张拉设备施加预应力；3．根据设计要求，进行预应力的锚固和压浆等工序；4．确保预应力构件的施工质量和几何形状满足设计要求。
四、监控与检测(6)在体外预应力施工完成后，应进行监控与检测工作，包括以下要求：1．对预应力张拉力进行在线监测，记录张拉过程中的数据；2．进行预应力构件的应变监测，了解其工作状态和变形情况；3．定期对预应力构件进行检测，发现问题及时修复；4．编制监控与检测报告，并进行存档。
五、养护与维护(7)完成体外预应力施工后，应进行养护与维护工作，包括以下内容：1．定期检查预应力构件的安全状况，发现问题及时修复；2．对预应力孔道或管道进行清理和防腐处理；3．定期对预应力构件进行润滑和防锈处理；4．根据需要，定期进行监控与检测。
以上是一个详细完整版的体外预应力方案，其中包含了设计要求、施工要求、监控与检测以及养护与维护等重要步骤。
在实施过程中应严格遵守相关的标准和规范，并由专业人员进行指导和监督。
具体的方案应根据实际工程情况和相关法规进行定制和调整。
体外预应力技术的优势及应用前景
体外预应力技术的优势及应用前景徐迪(上海建筑设计研究院有限公司，上海200041 )作者简介：徐迪(1986-),男，浙江余姚人，毕业于同济大学建筑与土木工程专业，硕士，高级工程师。
专业方向：结构工程。
离H 游廿峯沏册嗥»:酣：中图分类号:TU757.1 文献标识码:A 文章编号：1007-7359( 2021 )03-0058-02DOI : 10.16330/j.c n ki.1007-7359.2021.03.027!体外预应力技术的定义及优势预应力技术，顾名思义,即结构在承受外部荷载之前，预先对其在外荷载作用下的受拉区施加预压应力，能够减弱或抵消拉应力,提高结构可靠度,通常用于改善正常使用极限状态。
根据施加预应力的部位不同，可分为体内预应力和体外预应力；根据实施张拉的先后可分为先张法和后张法。
体外预应力技术属 于后张法预应力体系，有别于体内无粘 结预应力技术，体外预应力构件的预应 力筋位于构件截面之外。
体外预应力技术具有以下优势。
① 自重轻：由于体外预应力结构的预应力筋布置在结构构件截面之外，构 件截面内不需要布置预应力筋管道，构件截面面积小，从而减轻了结构的自重，节省材料，增大跨越能力。
② 预应力效率高：由于体外预应力技术实质上是无粘结预应力技术，体外预应力筋仅在转向处和锚固处与结构连接，减小了摩阻损失，有效预应力值增加，预应力效率提高。
③ 防腐性能好：由于预应力筋在使用过程中难免会出现腐蚀，导致构件承 载力降低，而体外预应力筋布置在结构构件截面之外对防腐具有重要意义。
一 方面，孔道防腐材料更易施工，灌注质量更易检查，防腐施工质量可以得到更好保证;另外一方面，当体外预应力筋被腐蚀而导致构件承载力不足时，更换预应力筋更为方便。
④ 质量容易控制：由于体外预应力摘 要：体外预应力技术的出现、应用及发展具有重要意义，标志着预应力技术的又一重大发展，体外预应力技术以其自身优势，发展迅速，并已在新建、改建、加固工程中广 泛地应用。
体外预应力混凝土结构的预应力损失估算
体外预应力混凝土结构的预应力损失估算在现代建筑工程中，体外预应力混凝土结构因其独特的优势而得到了广泛的应用。
然而，要确保这种结构的安全性和可靠性，准确估算预应力损失至关重要。
预应力损失会直接影响结构的性能和使用寿命，因此，对其进行合理准确的估算具有重要的工程意义。
一、体外预应力混凝土结构概述体外预应力混凝土结构是指将预应力筋布置在混凝土构件的外部，通过锚具和转向块对混凝土构件施加预应力。
与传统的体内预应力结构相比，体外预应力结构具有施工方便、预应力筋可更换、便于检测和维护等优点。
它适用于大跨度桥梁、工业厂房、高层建筑等多种工程结构。
二、预应力损失的分类预应力损失主要分为以下几类：1、摩擦损失摩擦损失是由于预应力筋在孔道中与孔壁之间的摩擦以及在转向块处的弯曲摩擦引起的。
摩擦系数的大小、预应力筋的长度、弯曲角度等因素都会影响摩擦损失。
2、锚固损失锚固损失发生在锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩等情况下。
锚具的类型、质量以及施工工艺都会对锚固损失产生影响。
3、弹性压缩损失混凝土在预应力作用下会发生弹性压缩，从而导致预应力筋的应力降低，产生弹性压缩损失。
4、松弛损失预应力筋在长期的高应力状态下会发生松弛，导致应力逐渐减小，产生松弛损失。
松弛损失与预应力筋的类型、初始应力水平和时间等因素有关。
5、混凝土收缩和徐变损失混凝土在硬化过程中会发生收缩和徐变，这会使预应力筋的应力产生损失。
收缩和徐变损失与混凝土的配合比、养护条件、加载龄期以及环境湿度等因素密切相关。
三、影响预应力损失的因素1、材料性能包括预应力筋的种类、强度和弹性模量，以及混凝土的强度、弹性模量和收缩徐变特性等。
2、施工工艺施工过程中的预应力筋张拉控制应力、张拉顺序、锚具安装质量、孔道灌浆质量等都会对预应力损失产生影响。
3、环境条件温度、湿度等环境因素会影响混凝土的收缩和徐变，从而影响预应力损失。
4、结构形式结构的跨度、截面尺寸、配筋率等因素也会对预应力损失产生一定的影响。
体外预应力工艺
体外预应力工艺在现代建筑和桥梁工程中，体外预应力工艺正发挥着越来越重要的作用。
这一工艺凭借其独特的优势，为结构的安全性、耐久性和经济性提供了有力的保障。
体外预应力，简单来说，就是将预应力筋布置在混凝土构件的外部，并通过锚具和转向块等装置对构件施加预应力。
与传统的体内预应力相比，体外预应力有着诸多不同之处。
首先，体外预应力筋的布置更加灵活。
它可以根据结构的受力特点和需求，在不同的位置进行布置，从而更有效地提高结构的承载能力和抗裂性能。
例如，在桥梁工程中，对于大跨度的梁体，体外预应力筋可以沿着梁的底部和顶部布置，以增强梁的抗弯能力；对于桥墩等受压构件，预应力筋则可以环绕布置，提高其抗压承载能力。
其次，体外预应力筋易于检查和维护。
由于其位于构件外部，通过肉眼观察或者借助简单的检测设备，就能及时发现预应力筋的损伤、锈蚀等问题，并进行修复或更换。
这对于确保结构的长期安全性和可靠性至关重要。
相比之下，体内预应力筋一旦出现问题，往往需要对结构进行大规模的拆除和修复，不仅成本高昂，而且施工难度大。
再者，体外预应力施工相对较为简便。
在施工过程中，不需要在混凝土浇筑前预先布置预应力筋，而是在结构成型后再进行安装和张拉。
这不仅减少了施工过程中的干扰，而且能够更好地控制预应力的施加效果。
体外预应力工艺的应用范围十分广泛。
在桥梁工程中，它被广泛应用于新建桥梁的设计和既有桥梁的加固改造。
对于新建桥梁，体外预应力可以有效地减小梁体的截面尺寸，减轻结构自重，降低工程造价；对于既有桥梁，通过施加体外预应力，可以提高桥梁的承载能力，延长其使用寿命。
在建筑结构中，体外预应力也有着出色的表现。
例如，在大跨度的屋盖结构中，采用体外预应力可以实现更大的跨度和更轻盈的结构形式；在高层建筑中，体外预应力可以用于加强混凝土柱和剪力墙的抗震性能。
然而，体外预应力工艺也并非完美无缺。
其预应力损失相对较大，这是由于体外预应力筋与周围环境的接触面积较大，容易受到温度变化、混凝土收缩徐变等因素的影响。
体外预应力在钢结构加固工程中的设计和施工
图一
钢 结 构 平 面 图
３ 加 固设计
３ １ 体外预应力束线形 的选择 ． 直接针对中心点挠度过大 的特点 ， 三根呈 ６。 在 ０夹角 的钢 梁上设置无粘结体外束 ， 为便 于穿束 及锚 固， 体外 预应 力束均 布置在钢梁腹板两侧 ， 并采用折线形布置 。折线形预应力束可 大幅度 提高原梁的受弯承载力及受剪承载力 ， 同时亦 能达到减
・２ ３・
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本工程 的体外预应力束 的施工 和监控 主要包 含 以下 三个
方 面 内容 ： ４ １ 张 拉 端 部 和 转 向块 的安 装 ． 张拉端部 由于应力集 中， 以应安装好 各组件 。先在钢边 所 梁 的腹板上缘 按照图纸 要求钻 孔。对应 孔位 ， 安装钢 垫板 ， 焊 接 固定 。在钢 垫板 上焊接 加劲板 以及张 拉垫块 。由于需保 持 预应力束 由折 线点至张拉端点为直线 ， 且钢边梁与体外预应力
＂ — ０ ｅ Ｏ． ５× ０ ｐ ５ ．８６ ＾一 Ｏ．５ ５× ０ ６× １ ０＝ ８７ ．８ ．８ ８６ ９
Ｎ 一 １ ９ ８ ９ ８ １ ２ ２ 是 ） ３ × ７ ． — ２ ． （Ｎ
预应力反力计算 ：
｛ ２０ 一 ４ ｍｍ
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Ｋｅ ｗｏ ｄ Ｅｘｅｎ ｌ ｅ ｔｅ ｓｎ Ｓ ｅ ｌ ｔｕ ｔｒ Ｔｕ ｎｎ ｌｃ Ｔｅ ｓｏ ｄ ｙ ｒ ｓ： ｔｒ ａ ｓｒｓ ｉ Ｐｒ ｇ ｔｅ ｓｒ ｃｕ ｅ ｒ ｉｇ ｂｏ ｋ ｎ ｉｎＥｎ
公路梁桥体外预应力加固设计与施工技术
公路梁桥体外预应力加固设计与施工技术一、体外预应力加固技术概述体外预应力加固法能较大幅度地提高构件的承载力，且它具有施工简单、合理、方便等优点，己成为桥梁界的新热点，现而今，预应力加固主要用于旧桥的加固，收到很好的经济和社会效益，是一种有效的主动加固法。
体外预应力加固技术有如下几大的特点：1加固效果显著。
一方面，体外预应力加固技术的施工所需设备和人员较少，不仅简单易操作，施工布置还可以灵活调整，施工周期较短且经济效益好。
另一方面，体外预应力加固技术增加的重量不大，可以灵活调整达到原结构的应力状态，达到加固的最佳效果。
而且还能够较大幅度地提升旧桥梁的承载能力和结构刚度，有效防止桥梁的裂痕，是桥梁的饶度大幅度减低。
同时，体外预应力加固技术不但可以用于中小型桥梁的加固，还可以应用于大中跨度的连续体桥梁的加固。
2施工对交通影响小。
体外预应力加固技术在施工中不需要中断交通，只需要短时间的限制交通就可以进行施工。
因此，在施工中对桥上交通的影响很小。
另外，体外预应力加固法技术的应用可做到不影响桥下的净室，不抬高路面的标高，对桥梁本身的损伤较小。
3后期维护简单。
体外预应力加固技术的另一大优点就是加固之后便于桥梁和体外预应力设备的维护与维修，能够随时更换预应力的应力筋。
同时，可以随时对体外预应力加固技术的应力筋实施实时监控，对出现裂纹或者腐蚀情况的应力筋进行及时的修复和更换。
这既能够保证工程施工的安全性又能够节约成本。
4在路桥工程施工过程中，预应力加固法主要应用于悬臂梁、连续体系梁与简支梁桥的结构加固，促进其在使用中更加稳定、安全、牢固。
在路桥施工中应用预应力加固法，不但可以有效降低或消除局部裂缝现象，而且有利于减小梁体挠度，使得路桥结构中不同界面都达到最为理想的应力状态。
二、计算模型分析在体外预应力结构中,体外预应力索与混凝土结构为点接触连接,组成了一个内部超静定结构体系。
结构分析采用桥梁博士软件进行分析计算。
体外预应力施工方案
体外预应力施工方案能够有效地减少 结构裂缝和变形，从而延长结构的使 用寿命。
改善结构的受力性能
体外预应力能够有效地改善结构的受 力性能，提高结构的稳定性和安全性 。
预应力技术的概述
预应力技术是一种通过在结构中施加预压应力来提高结构承载能力和改善结构受力 性能的施工方法。
预应力技术广泛应用于桥梁、大跨度结构、高层建筑等工程领域，具有显著的结构 性能改善效果。
配备必要的安全设施和防护用 品，如安全网、安全带、防护 眼镜等。
对施工人员进行安全培训和考 核，确保他们具备必要的安全 知识和技能。
安全事故应急预案
制定针对可能发生的安全事故的应急预案，明确应急组 织、救援程序和救援措施。
对施工人员进行应急培训和演练，提高他们的应急处置 能力。
配备必要的应急救援设备和物资，确保在事故发生时能 够及时进行救援。
03 体外预应力施工质量控制
施工质量控制标准
施工图纸和施工要求
确保施工图纸和施工要求清晰明确，符合相关规范和标准。
材料质量
对使用的预应力筋、锚具、夹具等材料进行质量检查和控制，确保 符合设计要求。
施工设备
确保施工设备性能良好，满足施工需要，并定期进行维护和保养。
施工质量控制措施
施工前准备
进行技术交底，确保施工人员了解施工要求和工 艺流程。
过程控制
对施工过程进行全面监控，确保每道工序符合要 求。
验收与检测
对完成的预应力筋进行验收和检测，确保其质量 和性能符合设计要求。
施工质量控制要点
预应力筋的安装
张拉控制
确保预应力筋的位置、间距和数量符合设 计要求，安装牢固可靠。
采用合适的张拉设备和方法，确保预应力 筋的张拉力符合设计要求，张拉过程中应 控制张拉速度和顺序。
桥梁上部结构加固技术—体外预应力加固法
7.5 体外预应力加固法
3. 体外预应力的优缺点 与传统预应力体系相比，具有以下优点：
简化预应力筋曲线，预应力筋仅在锚固处和转向处 与结构相连，减小摩阻损失，提高预应力使用效率 预应力布置灵活，根据桥梁病害可以全桥加固也可 以进行局部加固 锚固构件尺寸小，自重增加少，可有效的大幅提高 结构承载能力。 与原结构无粘结，应力变化值小，对结构受力有利
承载极限状态下体外预应力结构的抗弯能力小于有粘结 和无粘结预应力结构
体外预应力结构在极限状态下可能因延性不足而产生没 有预兆的失效
7.5 体外预应力加固法
3. 体外预应力的优缺点 体外预应力结构亦有其自身的缺陷：
体外索布置在截面外，防腐、保护相对较困难，易受外 界影响
锚固及转向区域容易产生应力集中，局部应力大，对锚 固施工要求高
7.5 体外预应力加固法
体外预应力筋的锚固系统
可更换体外预应力筋的锚具，有钢 绞线束无法放松和可放松两种类型。 若不预留能够再次张拉的长度，钢 绞线束是无法放松的
7.5 体外预应力加固法
体外预应力筋的转向装置
• 体外预应力筋的转向装置由转向结构构造及转向器组成 • 转向结构构造为混凝土结构的一个特殊部分。转向器为直接支
7.5 体外预应力加固法
二、体外预应力系统构造
• 钢管外护套较贵且本身有防 腐的问题，故采用较少；
• HDPE 管已被大量应用，但 其与钢管的连接处必须保证 密封性能良好
7.5 体外预应力加固法
二、体外预应力系统构造
• 为便于预应力筋内穿、检查、 检测及更换钢绞线，外护套 应做成可伸缩式的构造，并 在各伸缩段的连接部位具有 良好强度与密封性
体外索可调可换，便于使用期间进行维护
7.5 体外预应力加固法
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体外预应力结构设计研究
发表时间：2015-10-13T14:22:15.400Z 来源：《基层建设》2015年17期作者：刘永生[导读] 为了满足现阶段桥梁等工作的需要，在具体的工作中，用于加固体外预应力结构以及补充预应力不足使用等都是非常必要的。
摘要：在后张预应力体系中，体外预应力是一个较为重要的分支，它不同于其他传统的后张预应力结构，体外预应力结构通常在混凝土截面的外部将施加预应力。
它与传统的预应力体系相比，存在较多的优点，比如设置后自重增加少，承载力增加多。
为了满足现阶段桥梁等工作的需要，在具体的工作中，用于加固体外预应力结构以及补充预应力不足使用等都是非常必要的。
本文就将对体外预应力的相关问题进行分析探讨。
关键词：体外预应力；优缺点；构造；施工
1、体外预应力加固应用的优缺点
从现有的情况来看，体外预应力加固的力一法得到了广泛的使用，综合来看，这种方法还是利大于弊的。
首先，此种加固方法的应用范围比较广泛，不仅仅适用于一般的建筑和桥梁，同时对轨枕、电杆等一系列工程的加固，也有非常积极的作用。
随着时间的推移，加固的质量也得到了一定的提升，因此成为了现阶段多数工程的首选方法。
体外预应力的加固方法，具有很多的优点:其自重小，操作简单。
目前的加固工程在工作量方面较大，因此需要这种操作简单、加固效果好的技术来提高工作效率。
其次，这种加固技术不会影响日常的交通和一些其他工作，能够从根木上节省成木。
其加固的效果值得肯定，在抗震以及减少构建挠度方面，都有显著的效果。
而缺点较少，主要是对预应力钢筋的腐蚀和防火处理要求比较高。
2、张拉控制应力及构造要求
2.1、张拉控制应力取值
在多数情况下，加固梁的受拉钢筋应力比较高，因此在加固结构的工作完成之后，预应力筋与梁中原受拉钢筋的应力差要较一般预应力混凝土梁中两种钢筋的应力差小得多。
值得注意的是，为了避免己经完成的工作出现相关的问题，需要在具体的工作中进行细致、严格的检查工作，做到在工作中及时的发现、解决问题。
张拉控制应力取值就是一项非常重要的工作，如果取值过低，不仅会对己经完成的工作造成较大的负面影响。
但是，如果在取值的时候过高，就会导致相应的施工工作在具体的进行中不相配套，最终对加固工程的质量产生影响。
2.2、构造要求
在应用体外预应力的方法加固混凝土梁结构的时候，绝对不能随意的去加固，需要根据实际的情况以及未来的投入应用去加固，严格遵守相应的规则：第一，预应力筋通常比较适合采用钢筋或者钢绞线束来进行施工。
采用这种方法，不仅可以节省施工时间，同时可以在客观上提高施工的质量。
第二，直线预应力筋或者下撑式预应力的水平段与被加固梁底而间净距离应该小于100mm，经过一定的测试和研究，如果能够将净距离控制在30mm~60mm之间，能够得到一个较好的加固效果。
张拉结束以后，不能直接进行下一步工作，而是要对外露的加固钢筋进行防锈处理防锈环节的处理，会直接影响到建筑的外观以及加固的效果。
现今常用的防锈处理方法一般有喷涂水泥砂浆法和涂刷防锈漆法。
3、体外预应力施工重点
3.1、放样定位
3.1.1、对于滑块垫板的放样要注意沿着梁底在锚固中的中心，向跨中的方向进行垫块中心位置。
对于跨中的位置进行细致的量取，并且将量出的参数标记在梁底。
同时，利用垫板平面尺寸来将垫块绘制在梁底面位置上，绘制图案必须要标示上相应的螺栓孔洞位置，在垫块内部进行放样的过程中，可以不对梁挠度影响因素进行计算，。
3.1.2、上锚固点的放样定位
当斜筋上存在的锚固点是处在梁顶位置、梁端面的情况下，可以沿着纵桥的位置来向相应的锚固点实际距离桥梁端的位置加以测量。
规划出的锚固点位置是处在梁端的情况下，应当要尽可能的取一个到梁顶面，梁底位置是处在完全垂直的距离状态下，之后再沿着横桥位置，来对于称量位置进行锚固点横向距离取点，从而精确的标示出相应锚固点在理论上所应当存在的位置。
此外，由于公路桥梁中的梁顶板位置、腹板位置都有大量钢筋存在，尤其是相关公路桥梁的重点位置的受力钢筋，那么在进行锚固点放样的过程中，就应当要针对锚固点进行相应的调整，防止破坏钢筋结构，禁止切断钢筋的情况发生。
3.2、上锚固点的相关设置
在锚固点本身是处在桥梁的桥梁顶面、梁顶的情况下，就应当要要针对后续施工的斜筋穿出位置进行精心的设计，尤其是要在桥梁的面板顶面、梁顶面上进行穿洞，设置两个适合斜筋角度的斜孔洞。
首先要在具体的工作中把桥面铺装层凿去，然后将梁顶面混凝土保护层凿去，注意在这过程中要将将锚固垫板处的相关混凝土进行细致的开凿工作，最后注意将凿岩机的钻杆放入凿孔架的槽内，使钻头中心对准理论锚固。
3.3、预应力筋的安装和张拉
在安装预应力筋的具体工作开展前，要注意检查相关的锚具是否能正常工作。
在具体的工作中首先将斜筋与水平滑块固定在一起，然后再将其传入相关的水平筋。
在这过程中为了防止在张拉锚固时拧紧螺母困难，上紧两水平筋的螺母，同时应保证水平筋的中心与滑块锚孔的对中。
4、体外预应力加固方法及施工工艺
4.1、钢绞线的布置
无粘结钢绞线成对布置在梁的两侧，钢绞线的形心至梁侧的距离一般为10mm左右。
钢绞线的布置与一般的施工布置有很大的区别，不仅要在自身的技术上努力，同时还要结合一些特殊的环境和要求，否则很难达到一个理想的效果。
现阶段的加固方法得到了很大的革新，不仅杜绝了原有的问题，同时提高了钢绞线的性能。
笔者认为，钢绞线的形状必须与不足的弯矩图形相对应，否则会对总体的加固效果产生影响。
另一方面，钢绞线的使用数量必须把握好，一般情况是采用两根钢绞线就能够满足要求，如果情况特殊，可以适当的增加一些。
为了不影响使用净高，可以把钢绞线在跨中的支承点设在梁底以上的位置。
4.2、中间连续点的做法
当采用多跨连续张拉，钢绞线在跨中的转折点设在梁底以上位置时，为了减少转折点处的摩擦力，在中间支座的两侧要设置钢吊棍。
若钢绞线在跨中的转折点设在梁底以下位置，则中间支座可不设钢吊棍，钢绞线直接支承在连系梁或次粱上，但应在跨中设置拉紧螺栓。
4.3、预应力施加方法
预应力的施加方法必须要符合现阶段的加固节奏，提高工作效率和质量己经成为了一项硬性的要求。
比如：如果钢绞线采用连续跨布置的力一式，并且在跨中的转折点设置梁底以上位置的时候，就不能按照常理施工。
施工人员需要尽量采用两端张拉以减少摩擦力的损失。
部分加固工程因为没考虑到这点，因此在最后的加固效果上大打折扣。
另一方面，如果钢绞线在跨中的转折点设置在梁底以下的时候，除了应用针对性的方法解决问题之外，还应该利用设置在跨中的拉紧螺栓进行横向拉张，这样就能够进一步弥补过失，并且降低安全隐患。
结束语
综上所述，目前在国内桥梁以及建筑结构中，较多地应用体外预应力技术，但是该领域存在较少的研究工作，很难形成整套的设计理论体系。
在具体的工作中也存在着很多的问题。
所以在以后的工作中，要强化转向块、局部承压区等的设计，以此为体外预应力技术在我国的广泛应用打下坚实的基础。
参考文献
[1]李铁钧.体外预应力结构加固技术应用[J].科技传播，2014，03:155+153.
[2]孙盛杨家淦.体外预应力结构在桥梁工程中应用环节的分析[J].科技创新与应用，2014，09:183.。