專利名稱：一種加固受彎混凝土構(gòu)件的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是一種加固受彎混凝土構(gòu)件的裝置，特別是一種預(yù)應(yīng)力纖維增強(qiáng)復(fù)合材料片材加固受彎混凝土構(gòu)件的裝置，屬于加固受彎混凝土構(gòu)件的裝置的改造技術(shù)。
背景技術(shù)：
由于施工缺陷、腐蝕、超載或疲勞等因素引起混凝土的損傷，導(dǎo)致了在役橋梁、隧道、工業(yè)廠房和海洋平臺(tái)等結(jié)構(gòu)存在一定的安全隱患，這些受損混凝土結(jié)構(gòu)通常采用加固補(bǔ)強(qiáng)的方式來達(dá)到當(dāng)前的使用標(biāo)準(zhǔn)。近年來，纖維增強(qiáng)復(fù)合材料片材(包含板和布)以其重量輕、剛度和強(qiáng)度高、抗腐蝕性和疲勞性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，在混凝土結(jié)構(gòu)加固工程中得到了廣泛的應(yīng)用。然而，目前實(shí)際加固工程中的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料片材加固方法主要采用的是被動(dòng)加固技術(shù)，這種技術(shù)主要存在下列缺點(diǎn):作為補(bǔ)強(qiáng)材料的高強(qiáng)纖維片材只有在被加固結(jié)構(gòu)二次受力，發(fā)生進(jìn)一步變形之后才能逐步發(fā)揮作用，致使纖維片材材料強(qiáng)度不能充分發(fā)揮，整體加固效率低；另外，對(duì)于既有損傷的混凝土結(jié)構(gòu)，該類外貼纖維增強(qiáng)復(fù)合材料片材加固技術(shù)并不能恢復(fù)已有的損傷，改善原結(jié)構(gòu)變形的能力有限。為解決上述被動(dòng)加固技術(shù)存在的問題，預(yù)應(yīng)力纖維增強(qiáng)復(fù)合材料片材加固混凝土結(jié)構(gòu)的新技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。該技術(shù)將纖維增強(qiáng)復(fù)合材料片材粘貼加固技術(shù)和體外預(yù)應(yīng)力筋加固的長(zhǎng)處結(jié)合在一起，進(jìn)一步改善了加固效果，能更好地發(fā)揮纖維片材的高強(qiáng)抗拉性能，對(duì)加固構(gòu)件正常使用階段的裂縫和變形有顯著改善，明顯提高整體加固效果。在預(yù)應(yīng)力纖維增強(qiáng)復(fù)合材料片材加固受彎混凝土構(gòu)件技術(shù)中，纖維增強(qiáng)復(fù)合材料片材預(yù)應(yīng)力的施加與錨固是關(guān)鍵問題。目前，纖維增強(qiáng)復(fù)合材料預(yù)應(yīng)力施加方法可分為間接法及直接張拉法。其中，間接法由于可提供的預(yù)應(yīng)力較小，通常不被實(shí)際工程所采用；而現(xiàn)有的直接張拉技術(shù)，則需要特定的裝置作為張拉平臺(tái)，這既增大了施工難度，又提高了工程造價(jià)。另外，雖然國內(nèi)外對(duì)預(yù)應(yīng)力纖維增強(qiáng)復(fù)合材料加固結(jié)構(gòu)都進(jìn)行了較多的了研究，但仍然沒有很好的解決端部錨固的問題，特別是端部錨固與預(yù)應(yīng)力施加是分步實(shí)施，使加固工程增加了工作量。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于考慮上述問題而提供一種節(jié)省材料，降低成本，施工簡(jiǎn)單的加固受彎混凝土構(gòu)件的裝置。本實(shí)用新型操作簡(jiǎn)單，方便實(shí)用。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:本實(shí)用新型的加固受彎混凝土構(gòu)件的裝置，包括有纖維增強(qiáng)復(fù)合材料片材、第一夾具和第二夾具、第一錨栓和第二錨栓、第一螺栓、搭接鋼塊、第一鋼板和第二鋼板、鋼鉸線、第二螺栓、千斤頂、U型箍，其中被加固混凝土構(gòu)件的受拉面兩端開槽，帶預(yù)留孔的第一鋼板和第二鋼板分別頂在被加固混凝土構(gòu)件的兩端，第一鋼板和第二鋼板的兩端分別張拉有使之與被加固混凝土構(gòu)件形成反力臺(tái)的鋼鉸線，第一夾具和第二夾具分別粘結(jié)夾持在纖維增強(qiáng)復(fù)合材料片材的兩端；被加固混凝土構(gòu)件的兩槽之間表面涂抹粘結(jié)樹脂后，第一夾具和第二夾具嵌入被加固混凝土構(gòu)件兩端所設(shè)的槽內(nèi)；第一錨栓將一端的第一夾具錨固于混凝土中；第一螺栓將搭接鋼塊與第二夾具連接在一起，第二螺栓穿過第一鋼板與搭接鋼塊連接；千斤頂張拉第二螺栓，給纖維增強(qiáng)復(fù)合材料片材施加預(yù)應(yīng)力；纖維增強(qiáng)復(fù)合材料片材粘貼于被加固混凝土構(gòu)件的表面，且第二錨栓將夾持纖維增強(qiáng)材料復(fù)合片材的第二夾具植入混凝土內(nèi)；被加固混凝土構(gòu)件的兩端部粘貼由纖維增強(qiáng)復(fù)合材料制作的U型箍。上述待纖維增強(qiáng)復(fù)合材料片材粘結(jié)膠固化后放張預(yù)應(yīng)力，拆除搭接鋼塊和第一鋼板及第二鋼板。上述鋼鉸線設(shè)有4根，4根鋼鉸線將第一鋼板和第二鋼板分別固定于被加固混凝土構(gòu)件的兩端，形成預(yù)應(yīng)力張拉反力臺(tái)。上述第一鋼板在對(duì)應(yīng)第二夾具的高度處預(yù)留有張拉孔。上述搭接鋼塊的高度與第二夾具的高度相同，搭接鋼塊一側(cè)預(yù)留與第二夾具對(duì)應(yīng)的螺栓連接孔，另一側(cè)預(yù)留用于連接張拉第二螺栓的螺孔。本實(shí)用新型在混凝土構(gòu)件的受拉面兩端開槽，將帶預(yù)留孔的鋼板分別頂在構(gòu)件兩端，張拉鋼鉸線使鋼板與混凝土構(gòu)件形成反力臺(tái)；接著，將粘結(jié)夾持纖維增強(qiáng)復(fù)合材料兩端的鋼夾具嵌入槽內(nèi)，并采用錨栓將一端的夾具錨固于混凝土中，另一端的夾具則利用螺栓和搭接鋼塊進(jìn)行連接；然后，把穿過鋼板與搭接鋼塊連接的高強(qiáng)螺栓作為張拉桿，利用千斤頂對(duì)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料進(jìn)行張拉；最后，粘貼纖維增強(qiáng)復(fù)合材料并把張拉端的夾具錨固于混凝土中，在加固構(gòu)件的兩端粘貼U型箍，待粘結(jié)膠固化后逐步分級(jí)放張預(yù)應(yīng)力。本實(shí)用新型與現(xiàn)有的其它方法相比，是一種便于實(shí)施的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料片材預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)，利用被加固的混凝土構(gòu)件本身作為張拉反力平臺(tái)，避免了制作復(fù)雜的張拉裝置，同時(shí)較好的解決了纖維增強(qiáng)復(fù)合材料預(yù)應(yīng)力的錨固問題，適用于所有利用纖維增強(qiáng)復(fù)合材料片材加固的受彎混凝土構(gòu)件。本實(shí)用新型是一種設(shè)計(jì)巧妙，性能優(yōu)良，方便實(shí)用的加固受彎混凝土構(gòu)件的裝置。

圖1為本實(shí)用新型利用被加固構(gòu)件作為反力臺(tái)進(jìn)行纖維增強(qiáng)復(fù)合材料預(yù)應(yīng)力張拉和鋪固的結(jié)構(gòu)不意圖；圖2是張拉端錨固區(qū)的局部放大圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例:本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1、2所示，本實(shí)用新型的加固受彎混凝土構(gòu)件的裝置，包括有纖維增強(qiáng)復(fù)合材料片材2、第一夾具3和第二夾具4、第一錨栓5和第二錨栓51、第一螺栓6、搭接鋼塊7、第一鋼板8和第二鋼板9、鋼鉸線10、第二螺栓11、千斤頂12、U型箍13，其中被加固混凝土構(gòu)件I的受拉面兩端開槽，帶預(yù)留孔的第一鋼板8和第二鋼板9分別頂在被加固混凝土構(gòu)件I的兩端，第一鋼板8和第二鋼板9的兩端分別張拉有使之與被加固混凝土構(gòu)件I形成反力臺(tái)的鋼鉸線10，第一夾具3和第二夾具4分別粘結(jié)夾持在纖維增強(qiáng)復(fù)合材料片材2的兩端；被加固混凝土構(gòu)件I的兩槽之間表面涂抹粘結(jié)樹脂后，第一夾具3和第二夾具4嵌入被加固混凝土構(gòu)件I兩端所設(shè)的槽內(nèi)；第一錨栓5將一端的第一夾具3錨固于混凝土中；第一螺栓6將搭接鋼塊7與第二夾具4連接在一起，第二螺栓11穿過第一鋼板8與搭接鋼塊7連接；千斤頂12張拉第二螺栓11，給纖維增強(qiáng)復(fù)合材料片材2施加預(yù)應(yīng)力；纖維增強(qiáng)復(fù)合材料片材2粘貼于被加固混凝土構(gòu)件I的表面，且第二錨栓51將夾持纖維增強(qiáng)材料復(fù)合片材2的第二夾具4植入混凝土內(nèi)；被加固混凝土構(gòu)件I的兩端部粘貼由纖維增強(qiáng)復(fù)合材料制作的U型箍13。上述待纖維增強(qiáng)復(fù)合材料片材2粘結(jié)膠固化后放張預(yù)應(yīng)力，拆除搭接鋼塊7和第一鋼板8及第二鋼板9。上述鋼鉸線10設(shè)有4根，4根鋼鉸線10將第一鋼板8和第二鋼板9分別固定于被加固混凝土構(gòu)件I的兩端。本實(shí)施例中，上述第一鋼板8在對(duì)應(yīng)第二夾具4的高度處預(yù)留有張拉孔。上述搭接鋼塊7的高度與第二夾具4的高度相同，搭接鋼塊7 —側(cè)預(yù)留與第二夾具4對(duì)應(yīng)的螺栓連接孔，另一側(cè)預(yù)留用于連接張拉第二螺栓11的螺孔。本實(shí)用新型加固受彎混凝土構(gòu)件的方法，是利用被加固混凝土構(gòu)件I本身作為反力平臺(tái)，采用開槽嵌入的方式將夾持纖維增強(qiáng)復(fù)合材料片材2的第一夾具3錨固于混凝土構(gòu)件中，通過搭接鋼塊7與第二夾具4的連接，利用千斤頂12張拉搭接鋼塊7的第二螺栓11，實(shí)施對(duì)構(gòu)件進(jìn)行預(yù)應(yīng)力纖維增強(qiáng)復(fù)合材料加固，避免了制定復(fù)雜的張拉裝置。在實(shí)際中的實(shí)施方式包括以下具體的步驟:I)開槽。根據(jù)第一夾具3和第二夾具4的尺寸在被加固混凝土構(gòu)件I的受拉面兩端開槽，第一夾具3和第二夾具4均由預(yù)留連接錨栓孔的兩部分組成，上下部分的對(duì)接面構(gòu)造成波浪形，上下部分對(duì)接能形成整體，開槽的深度剛好使得夾具上下部分的對(duì)接面與被加固混凝土構(gòu)件I的受拉面在同一水平面上。另外，第二夾具4一側(cè)預(yù)留螺栓連接孔，如圖2所示；2)形成張拉反力臺(tái)。將第一鋼板8和第二鋼板9分別頂在被加固構(gòu)件I兩端，在預(yù)留孔穿入4根鋼鉸線把第一鋼板8和第二鋼板9連接起來，張拉鋼鉸線10使第一鋼板8和第二鋼板9與被加固混凝土構(gòu)件I形成反力臺(tái)，其中第一鋼板8在對(duì)應(yīng)第二夾具4的高度處預(yù)留外接張拉孔，如圖1所示；3)粘結(jié)夾持纖維增強(qiáng)復(fù)合材料兩端。根據(jù)被加固混凝土構(gòu)件尺寸裁剪或現(xiàn)編纖維增強(qiáng)復(fù)合材料片材2，然后在第一夾具3和第二夾具4上下部分對(duì)接表面涂抹粘結(jié)樹脂，用第一夾具3和第二夾具4分別粘結(jié)夾持纖維增強(qiáng)復(fù)合材料片材2的兩端；4)嵌入夾具。涂抹粘結(jié)樹脂在被加固構(gòu)件I的兩槽之間表面后，把第一夾具3和第二夾具4嵌入槽內(nèi)，并采用第一錨栓5將第一夾具3錨固于混凝土中；5)連接搭接鋼塊。利用第一螺栓6將搭接鋼塊7與第二夾具4)連接起來，其中，搭接鋼塊7的高度與第二夾具4高度相同，搭接鋼塊7 —側(cè)預(yù)留與第二夾具4對(duì)應(yīng)的螺栓連接孔，另一側(cè)預(yù)留用于連接第二螺栓11的螺孔；6)張拉纖維增強(qiáng)復(fù)合材料。利用12 16mm的高強(qiáng)第二螺栓11穿過第一鋼板8與搭接鋼塊7連接，利用千斤頂12直接張拉第二螺栓11，使纖維增強(qiáng)復(fù)合材料片材2獲得預(yù)應(yīng)力；7)粘貼纖維增強(qiáng)復(fù)合材料。利用第二錨栓51將第二夾具4植入混凝土內(nèi)，然后把纖維增強(qiáng)復(fù)合材料片材2用樹脂浸潰粘貼于被加固混凝土構(gòu)件I表面，并在被加固混凝土構(gòu)件I兩端靠近夾具區(qū)域的側(cè)面涂抹樹脂，各端每隔80_粘貼2 3條由纖維增強(qiáng)復(fù)合材料制作的U型箍13 ；8)釋放預(yù)應(yīng)力。待粘結(jié)膠固化后，分級(jí)逐步放張預(yù)應(yīng)力，拆除搭接鋼塊7、第一鋼板8和第二鋼板9。
權(quán)利要求1.一種加固受彎混凝土構(gòu)件的裝置，其特征在于包括有纖維增強(qiáng)復(fù)合材料片材(2)、第一夾具(3)和第二夾具(4)、第一錨栓(5)和第二錨栓(51)、第一螺栓(6)、搭接鋼塊(7)、第一鋼板(8)和第二鋼板(9)、鋼鉸線(10)、第二螺栓(11)、千斤頂(12)、U型箍(13)，其中被加固混凝土構(gòu)件(I)的受拉面兩端開槽，帶預(yù)留孔的第一鋼板(8)和第二鋼板(9)分別頂在被加固混凝土構(gòu)件(I)的兩端，第一鋼板(8)和第二鋼板(9)的兩端分別張拉有使之與被加固混凝土構(gòu)件(I)形成反力臺(tái)的鋼鉸線(10)，第一夾具(3)和第二夾具(4)分別粘結(jié)夾持在纖維增強(qiáng)復(fù)合材料片材(2)的兩端；被加固混凝土構(gòu)件(I)的兩槽之間表面涂抹粘結(jié)樹脂后，第一夾具(3)和第二夾具(4)嵌入被加固混凝土構(gòu)件(I)兩端所設(shè)的槽內(nèi)；第一錨栓(5)將一端的第一夾具(3)錨固于混凝土中；第一螺栓(6)將搭接鋼塊(7)與第二夾具(4)連接在一起，第二螺栓(11)穿過第一鋼板(8)與搭接鋼塊(7)連接；千斤頂(12)張拉第二螺栓(11)，給纖維增強(qiáng)復(fù)合材料片材(2)施加預(yù)應(yīng)力；纖維增強(qiáng)復(fù)合材料片材(2)粘貼于被加固混凝土構(gòu)件(I)的表面，且第二錨栓(51)將夾持纖維增強(qiáng)材料復(fù)合片材(2)的第二夾具(4)植入混凝土內(nèi)；被加固混凝土構(gòu)件(I)的兩端部粘貼由纖維增強(qiáng)復(fù)合材料制作的U型箍(13)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加固受彎混凝土構(gòu)件的裝置，其特征在于上述鋼鉸線(10)設(shè)有4根，4根鋼鉸線(10)將第一鋼板(8)和第二鋼板(9)分別固定于被加固混凝土構(gòu)件(I)的兩端，形成預(yù)應(yīng)力張拉反力臺(tái)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加固受彎混凝土構(gòu)件的裝置，其特征在于上述第一鋼板(8)在對(duì)應(yīng)第二夾具(4)的高度處預(yù)留有張拉孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加固受彎混凝土構(gòu)件的裝置，其特征在于上述搭接鋼塊(7)的高度與第二夾具(4)的高度相同，搭接鋼塊(7)—側(cè)預(yù)留與第二夾具(4)對(duì)應(yīng)的螺栓連接孔，另一側(cè)預(yù)留用于連接張拉第二螺栓(11)的螺孔。
專利摘要本實(shí)用新型是一種加固受彎混凝土構(gòu)件的裝置。本實(shí)用新型在被加固混凝土構(gòu)件的受拉面兩端開槽，將帶預(yù)留孔的鋼板分別頂在構(gòu)件兩端，張拉鋼鉸線使鋼板與混凝土構(gòu)件形成反力臺(tái)；將粘結(jié)夾持纖維增強(qiáng)復(fù)合材料片端的鋼夾具嵌入槽內(nèi)，用錨栓將一端的夾具錨固于混凝土中，另一端的夾具利用螺栓和搭接鋼塊進(jìn)行連接；再把穿過鋼板與搭接鋼塊連接的高強(qiáng)螺栓作為張拉桿，用千斤頂對(duì)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料進(jìn)行張拉；將粘貼纖維增強(qiáng)復(fù)合材料并把張拉端的夾具錨固于混凝土中，在被加固混凝土構(gòu)件的兩端粘貼U型箍，待粘結(jié)膠固化后逐步分級(jí)放張預(yù)應(yīng)力。本實(shí)用新型利用被加固混凝土構(gòu)件本身作為張拉反力平臺(tái)，避免制作復(fù)雜的張拉裝置，并解決了纖維增強(qiáng)復(fù)合材料預(yù)應(yīng)力的錨固問題。
文檔編號(hào)E04G23/02GK203008401SQ201220547078
公開日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2012年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月24日
發(fā)明者謝建和, 李麗娟, 郭永昌, 劉鋒 申請(qǐng)人:廣東工業(yè)大學(xué)