一种预应力纤维布加固装置及其施工方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种预应力纤维布加固装置及其施工方法。该装置包括锚固螺杆、套裹式锚具、夹片式锚具、纤维布和预应力施加装置，其中预应力施加装置包括：预应力施加框架、千斤顶和横梁；套裹式和夹片式锚具均为长方体形，两端各有一个圆形通孔。套裹式锚具上有用于穿过纤维布的矩形通缝。夹片式锚具上有一楔形孔，将夹片楔入其中，实现对纤维布的夹持。利用本发明专利技术预应力纤维布加固装置对纤维布张拉锚固后，加固效果好，预应力损失小，且加固后的钢筋混凝土柱外观变化不大。采用夹片式锚具能有效锚固纤维布。该加固装置施工方法操作方便，预应力的施加采用专门的施加装置实施效率高且可循环利用，经济性好。

【技术实现步骤摘要】
一种预应力纤维布加固装置及其施工方法
本专利技术属于桥梁工程、建筑工程等结构加固领域，特别涉及一种用于加固钢筋混凝土柱的预应力纤维布加固装置及其施工方法。
技术介绍
预应力纤维增强复合材料（FiberReinforcedPlastics，简称FRP）加固混凝土结构技术加固效果明显，应用前景广阔，在世界范围内得到越来越广泛的应用。区别于普通的外贴式加固法，预应力FRP加固技术作为一种主动的加固方法，通过施加预应力对墩柱提供横向约束力，使混凝土处于三向受压状态，从而提高混凝土的极限承载力和延性，同时也可以避免FRP材料的应力滞后效应，充分发挥FRP材料轻质、高强的特性，取得良好的加固效果。预应力FRP布加固技术中，一个至关重要的问题就是预应力损失，而锚具（即加固装置）的设计对预应力损失影响较大。目前，预应力纤维布加固混凝土墩柱的张拉锚固装置多存在锚固效果不佳，预应力损失较快等问题，使得张拉效果达不到预期；另外，寻求更加简单快捷对FRP布施加预应力并能有效锚固保持其预应力的施工方法，是推广预应力FRP布加固技术运用的关键问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种预应力纤维布加固装置及其施工方法，该纤维布锚固装置采用夹片式锚具，其结构受力更加合理，能够承受更大的预应力，从而充分发挥碳纤维布的性能。本专利技术采用的技术方案是：一种预应力纤维布加固装置，包括两个锚固螺杆、一个套裹式锚具、一个夹片式锚具、纤维布和预应力施加装置。所述套裹式锚具为长方形状，其两端各有一个用于和夹片式锚具相连的圆形通孔Ⅰ，中间有一个用于穿过纤维布的2mm宽矩形通缝。所述夹片式锚具为长方形状，其两端各有一个用于和套裹式锚具相连的圆形通孔Ⅱ，中间有一个用于插入夹片的楔形孔和用于夹紧纤维布的夹片。所述预应力施加装置包括预应力施加框架、千斤顶和横梁；其中，预应力施加框架为门形框架，其上有用于和千斤顶相连的螺孔I；千斤顶上有用于和预应力施加框架相连的螺孔II，千斤顶前端为活塞，活塞顶端有用于和横梁相连的螺孔III；横梁为长方体形，中部有一凸起螺杆，用于和千斤顶活塞顶端的螺孔III相连。本专利技术的预应力纤维布加固装置的施工方法的具体步骤为：（1）根据待加固混凝土柱的周长确定所需纤维布的长度，将纤维布的一端穿过套裹式锚具内的矩形通缝，再将纤维布对折使纤维布的两端对齐。将两端对齐后的纤维布由夹片式锚具上楔形孔的小口穿入大口穿出，穿过夹片式锚具。在两片夹片夹持纤维布的一侧和纤维布两端均匀涂抹纤维布粘结胶后，将两片夹片夹紧纤维布的两端，将其挤压进夹片式锚具上的楔形孔中，完成对纤维布的夹持。先将纤维布缠绕夹片式锚具一周，再将纤维布缠绕套裹式锚具一周，缠绕时确保纤维布与套裹式锚具和夹片式锚具之间裹紧，待纤维布粘结胶胶体固化后，完成纤维布与夹片式锚具和套裹式锚具的安装。（2）将与套裹式锚具和夹片式锚具安装好的纤维布，按照标记好的位置缠绕在待加固柱上。将套裹式锚具上的圆形通孔Ⅰ和夹片式锚具上的圆形通孔Ⅱ对齐，然后将锚固螺杆穿过套裹式锚具两端的圆形通孔Ⅰ和夹片式锚具两端的圆形通孔Ⅱ，将螺母套入锚固螺杆上，无需拧紧，完成套裹式锚具和夹片式锚具的连接。（3）将横梁中部的螺杆放入千斤顶活塞顶端的螺孔III内，旋转横梁直至螺杆和千斤顶活塞顶端的螺孔III完全拧紧，完成千斤顶与横梁的连接。将与横梁连接好的千斤顶底部的螺孔II与预应力施加框架的螺孔I对齐，将螺栓穿过螺孔I和螺孔II，拧紧螺母，完成横梁、千斤顶和预应力施加框架之间的连接。也即完成了预应力施加装置的装配。（4）将步骤三中装配好的预应力施加装置中的预应力施加框架的门型开口卡住夹片式锚具的两端，预应力施加装置中的横梁顶住套裹式锚具，用千斤顶活塞顶推横梁带动套裹式锚具向夹片式锚具移动，对纤维布施加预应力，当对纤维布的预应力施加至所需要的设计值后，拧紧锚固螺杆上的螺母，卸下预应力施加装置。对纤维布表面均匀涂刷一层树脂浸渍胶。完成对钢筋混凝土柱的加固。采用上述技术方案后，与现有技术方案对比，本专利技术的优点为：（1）利用本专利技术预应力纤维布加固装置对纤维布张拉锚固后，加固效果好，预应力损失较小，且加固后的钢筋混凝土墩柱外观变化不大。（2）锚具呈扁平的矩形截面具有更大的惯性矩受理合理，能够承受更大的预应力。（3）采用夹片夹紧纤维布再插入锚具内的楔形槽的方法，可有效锚固纤维布，避免纤维布张拉过程中的滑移现象。（4）该加固装置施工方法操作方便，预应力的施加采用专门的施加装置实施效率高且加固装置可以循环利用，经济性较好。附图说明图1为本专利技术实施例1中待加固钢筋混凝土柱为方柱时的预应力纤维布加固装置的预应力施加过程示意图。图2为本专利技术实施例1中待加固钢筋混凝土柱为方柱时的预应力纤维布加固装置的主视图。图3为本专利技术实施例1中待加固钢筋混凝土柱为方柱时的预应力纤维布加固装置的最终使用状态示意图。图4为本专利技术实施例2中待加固钢筋混凝土柱为圆柱时的预应力纤维布加固装置的预应力施加过程示意图。图5为本专利技术实施例2中待加固钢筋混凝土柱为圆柱时的预应力纤维布加固装置的主视图。图6为本专利技术实施例2中待加固钢筋混凝土柱为圆柱时的预应力纤维布加固装置的最终使用状态示意图。图7为本专利技术套裹式锚具的结构示意图。图8为本专利技术套裹式锚具的主视图。图9为本专利技术套裹式锚具的俯视图及局部剖面图。图10为本专利技术夹片式锚具的结构示意图。图11为本专利技术夹片式锚具的主视图。图12为本专利技术夹片式锚具的俯视图及局部剖面图。图13为本专利技术预应力施加装置中的千斤顶背面视角结构示意图。图14为本专利技术预应力施加装置中的千斤顶正面视角结构示意图。图15为本专利技术预应力施加装置中的横梁结构示意图。图16为本专利技术预应力施加装置各部分结构示意图。图17为本专利技术中预应力施加装置的组合结构示意图。图18为本专利技术中预应力施加装置的俯视图。图19为本专利技术中预应力施加装置的主视图。图中标记：1-锚固螺杆；2A-套裹式锚具；2A1-圆形通孔Ⅰ；2A2-矩形截面通孔；2B-夹片式锚具；2B1-圆形通孔Ⅱ；2B2-夹片；2B3-楔形通孔；3-碳纤维布；4-预应力施加框架；41-锚孔I；5-千斤顶；51-螺孔II；52-千斤顶活塞；53-螺孔III；6-横梁；61-横梁中部凸起螺杆；7-钢筋混凝土方柱；8-钢筋混凝土圆柱。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步详细的说明。实施例1：如图1~3和7~19所示，本实施例以钢筋混凝土方柱为加固对象，对其进行加固，采用双层预应力碳纤维布对其进行加固，碳纤维布宽150mm，具体如下：一种预应力纤维布加固装置，包括两个锚固螺杆1、一个套裹式锚具2A、一个夹片式锚具2B、纤维布3和预应力施加装置。所述套裹式锚具2A为长方形状，其两端各有一个用于和夹片式锚具2B相连的圆形通孔Ⅰ2A1，中间有一用于穿过纤维布3的2mm宽矩形通缝2A2。所述夹片式锚具2B为长方形状，其两端各有一个用于和套裹式锚具2A相连的圆形通孔Ⅱ2B1，中间有一个用于插入夹片2B2的楔形孔2B3和用于夹紧纤维布3的夹片2B2。所述预应力施加装置包括预应力施加框架4、千斤顶5和横梁6。所述预应力施加框架4为门形框架，其上有用于和千斤顶相连的螺孔I41。所述千斤顶5上有用于和预应力施加框架4相连的螺孔II51，千斤顶5本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种预应力纤维布加固装置，其特征在于：该预应力纤维布加固装置包括两个锚固螺杆（1）、一个套裹式锚具（2A）、一个夹片式锚具（2B）、纤维布（3）和预应力施加装置；所述套裹式锚具（2A）为长方形状，其两端各有一个用于和夹片式锚具（2B）相连的圆形通孔Ⅰ（2A1），中间有一用于穿过纤维布（3）的2mm宽矩形通缝（2A2）；所述夹片式锚具（2B）为长方形状，其两端各有一个用于和套裹式锚具（2A）相连的圆形通孔Ⅱ（2B1），中间有一个用于插入夹片（2B2）的楔形孔（2B3）和用于夹紧纤维布（3）的夹片（2B2）；所述预应力施加装置包括预应力施加框架（4）、千斤顶（5）和横梁（6）；所述预应力施加框架（4）为门形框架，其上有用于和千斤顶（5）相连的螺孔I（41）；所述千斤顶（5）上有用于和预应力施加框架（4）相连的螺孔II（51），千斤顶（5）前端为活塞（52），活塞（52）顶端有用于和横梁（6）相连的螺孔III（53）；所述横梁（6）为长方体形，其中部有一凸起螺杆（61），用于和千斤顶（5）活塞（52）顶端的螺孔III（53）相连。

【技术特征摘要】
1.一种预应力纤维布加固装置，其特征在于：该预应力纤维布加固装置包括两个锚固螺杆（1）、一个套裹式锚具（2A）、一个夹片式锚具（2B）、纤维布（3）和预应力施加装置；所述套裹式锚具（2A）为长方形状，其两端各有一个用于和夹片式锚具（2B）相连的圆形通孔Ⅰ（2A1），中间有一用于穿过纤维布（3）的2mm宽矩形通缝（2A2）；所述夹片式锚具（2B）为长方形状，其两端各有一个用于和套裹式锚具（2A）相连的圆形通孔Ⅱ（2B1），中间有一个用于插入夹片（2B2）的楔形孔（2B3）和用于夹紧纤维布（3）的夹片（2B2）；所述预应力施加装置包括预应力施加框架（4）、千斤顶（5）和横梁（6）；所述预应力施加框架（4）为门形框架，其上有用于和千斤顶（5）相连的螺孔I（41）；所述千斤顶（5）上有用于和预应力施加框架（4）相连的螺孔II（51），千斤顶（5）前端为活塞（52），活塞（52）顶端有用于和横梁（6）相连的螺孔III（53）；所述横梁（6）为长方体形，其中部有一凸起螺杆（61），用于和千斤顶（5）活塞（52）顶端的螺孔III（53）相连。2.一种如权利要求1所述的预应力纤维布加固装置的施工方法，其特征在于具体步骤为：根据待加固混凝土柱的周长确定所需纤维布（3）的长度，将纤维布（3）的一端穿过套裹式锚具（2A）内的矩形通缝（2A2），再将纤维布（3）对折使纤维布（3）的两端对齐；将两端对齐后的纤维布（3）由夹片式锚具（2B）上楔形孔（2B3）的小口穿入大口穿出，穿过夹片式锚具（2B）；在两片夹片（2B2）夹持纤维布的一侧和纤维布（3）两端均匀涂抹纤维布粘结胶后，将两片夹片（2B2）夹紧纤维布（3）的两端，将其挤压进夹片式锚具（2B）上的楔形孔（2B3）中，完成对纤维布（3）的夹持；先将纤维布（3）缠...

【专利技术属性】
技术研发人员：王强，刘传超，卢春玲，朱万旭，
申请(专利权)人：桂林理工大学，
类型：发明
国别省市：广西,45