一种预应力FRP加固柱形结构的预应力施加装置制造方法及图纸

一种预应力FRP加固柱形结构的预应力施加装置，包括预应力装置、牵引装置和轨道装置，预应力装置和牵引装置通过连接杆连接，预应力装置包括FRP缠绕轴，连接杆通过拉力杆Ⅰ与FRP缠绕轴连接，FRP缠绕轴上缠绕有FRP，牵引装置包括传动杆和牵引动力源，连接杆通过拉力杆Ⅱ与传动杆连接，传动杆由牵引动力源驱动转动，传动杆端部连接有传动杆端齿轮，所述轨道装置包括齿条和连接钢片，轨道装置为半圆形，且直径与待加固柱形结构的外径相匹配，两个半圆形轨道装置通过连接钢片之间的螺栓连接形成一个圆形轨道，传动杆端齿轮配合在齿条上。对FRP所施加预应力均匀，消除了现有方法中FRP与被加固结构（或上一层FRP）之间的摩擦带来的影响。

A prestressed application device of column structure strengthened by prestressed FRP

【技术实现步骤摘要】
一种预应力FRP加固柱形结构的预应力施加装置
本技术涉及管道支撑装置，尤其涉及一种预应力FRP加固柱形结构的预应力施加装置。
技术介绍
近年来，FRP（纤维增强复合塑料）加固法被广泛应用于土木工程领域，传统FRP加固方法大多是在原有结构上进行粘贴，此法虽然能提高结构性能，但FRP受力滞后于原有结构，仅当原有结构二次受力时，FRP才能发挥作用，不能充分发挥FRP超强抗拉性能，预应力FRP加固法由此产生。由于FRP材料强度较大，厚度很小，预应力施加有一定难度，存在预应力损失、FRP因与结构摩擦导致预应力不均匀、多层缠绕加固时步骤繁琐等问题。因此，研发快捷高效的圆形结构外贴FRP修复预应力施加装置需求迫切。
技术实现思路
针对上述技术问题，本技术的目的是提供一种PCCP管道开挖修复支撑装置，为FRP加固柱形结构施加预应力，而且所施加预应力均匀、多层缠绕加固方便，且整套装置方便拆卸，可多次重复利用。本技术的技术方案具体为：一种预应力FRP加固柱形结构的预应力施加装置，包括预应力装置、牵引装置和轨道装置，预应力装置和牵引装置通过连接杆连接，预应力装置包括FRP缠绕轴，连接杆通过拉力杆Ⅰ与FRP缠绕轴连接，FRP缠绕轴上缠绕有FRP，牵引装置包括传动杆和牵引动力源，连接杆通过拉力杆Ⅱ与传动杆连接，传动杆由牵引动力源驱动转动，传动杆端部连接有传动杆端齿轮，所述轨道装置包括齿条和连接钢片，轨道装置为半圆形，且直径与待加固柱形结构的外径相匹配，两个半圆形轨道装置通过连接钢片之间的螺栓连接形成一个圆形轨道，传动杆端齿轮配合在齿条上。所述拉力杆Ⅱ为弧形，且弧度与轨道装置的弧度相同。所述由轨道装置构成的圆形轨道在待加固柱形结构上设置有两个，且两个圆形轨道相对设置，预应力装置和牵引力装置位于两圆形轨道之间，传动杆两端的传动杆端齿轮分别配合在两侧圆形轨道的齿条上。所述FRP缠绕轴两端连接有缠绕轴端轴承，缠绕轴端轴承通过拉力杆Ⅰ连接有套筒，套筒套设在连接杆上，拉力杆Ⅰ两端分别与缠绕轴端轴承和套筒以垂直于轴心线的方式连接。所述拉力杆Ⅰ上设有千斤顶，两台千斤顶为同步千斤顶，千斤顶端部连接有弧形磨阻片，缠绕轴端轴承内侧的FRP缠绕轴上套设有磨阻环，弧形磨阻片的内径与磨阻环外径相匹配。所述牵引动力源为绞车系统，绞车系统固定连接在底座杆上，绞车系统的输出端连接有绞车齿轮，传动杆上设置有传动齿轮，绞车齿轮与传动齿轮相配合。所述传动杆两端连接有传动杆轴承，拉力杆Ⅱ连接在传动杆轴承与连接杆之间，拉力杆Ⅱ一端与连接杆垂直连接，另一端以垂直于传动杆轴承轴心线的方式与传动杆轴承固定连接，两侧的拉力杆Ⅱ之间垂直连接有底座杆，传动杆上自传动杆轴承向外依次连接有传动杆端齿轮和传动杆端钢轮。所述轨道装置还包括钢轮轨道，钢轮轨道位于齿条内侧且在径向方向上远离轨道装置圆心，传动杆端钢轮配合在钢轮轨道上，连接杆两端连接有连接杆端钢轮，连接杆端钢轮也配合在钢轮轨道上。相对于现有技术，本技术的技术效果为，对FRP所施加预应力均匀，消除了现有方法中FRP与被加固结构（或上一层FRP）之间的摩擦带来的影响。可对FRP进行多圈连续缠绕，对FRP施加的预应力能够通过千斤顶的表盘呈现，实现了FRP预应力可视化。附图说明图1是本技术的结构示意图。图2是本技术牵引装置与轨道装置的连接结构图。图3是本技术预应力装置和牵引装置的结构示意图。图4是本技术轨道装置的结构示意图。图5是本技术轨道装置的剖面结构示意图。具体实施方式一种预应力FRP加固柱形结构的预应力施加装置，包括预应力装置、牵引装置和轨道装置，预应力装置包括FRP缠绕轴1、FRP2、磨阻环3、拉力杆Ⅰ4、缠绕轴端轴承5、套筒6、千斤顶7、弧形磨阻片8；牵引装置包括连接杆9、连接杆端钢轮10、拉力杆Ⅱ11、传动杆端钢轮12、传动杆端齿轮13、传动杆轴承14、传动杆15、绞车系统16、绞车齿轮17、传动齿轮18、底座杆19；轨道装置20包括齿条21、钢轮轨道22、连接钢片23；待加固柱形结构25。如图2-3中所示，预应力装置和牵引装置通过连接杆9连接，预应力装置包括FRP缠绕轴1，连接杆9通过拉力杆Ⅰ4与FRP缠绕轴1连接，FRP缠绕轴1上缠绕有FRP2，牵引装置包括传动杆15和牵引动力源，连接杆9通过拉力杆Ⅱ11与传动杆15连接，传动杆15由牵引动力源驱动转动，传动杆15端部连接有传动杆端齿轮13，所述轨道装置包括齿条21和连接钢片23，轨道装置20为半圆形，且直径与待加固柱形结构25的外径相匹配，两个半圆形轨道装置20通过连接钢片23之间的螺栓连接形成一个圆形轨道，传动杆端齿轮13配合在齿条21上，牵引动力源驱动传动杆15转动，传动杆端齿轮13随传动杆一起转动，传动杆端齿轮会沿着齿条移动。拉力杆Ⅱ11为弧形，且弧度与轨道装置20的弧度相同。FRP缠绕轴1两端连接有缠绕轴端轴承5，缠绕轴端轴承5通过拉力杆Ⅰ4连接有套筒6，套筒6套设在连接杆9上，拉力杆Ⅰ4两端分别与缠绕轴端轴承5和套筒6以垂直于轴心线的方式连接，拉力杆Ⅰ4与缠绕轴端轴承5外环面垂直连接。拉力杆Ⅰ4上设有千斤顶7，两台千斤顶7为同步千斤顶，可通过千斤顶上的表盘读数控制千斤顶7施加力的大小。千斤顶7端部连接有弧形磨阻片8，缠绕轴端轴承5内侧的FRP缠绕轴1上套设有磨阻环3，弧形磨阻片8的内径与磨阻环3外径相匹配。磨阻环3与弧形磨阻片8的材质均为摩擦系数不随温度变化而变化且耐磨损的材料，通过对FRP缠绕轴1施加阻尼，使FRP2在展开过程中受到预拉应力。牵引动力源为绞车系统16，为电动、手动或液压绞车，绞车系统16有自锁功能，即当绞车失去前进动力时，绞车转轴不会发生反向转动。绞车系统16固定连接在底座杆19上，绞车系统16的输出端连接有绞车齿轮17，传动杆15上设置有传动齿轮18，绞车齿轮17与传动齿轮18相配合。传动杆15两端连接有传动杆轴承14，拉力杆Ⅱ11连接在传动杆轴承14与连接杆9之间，拉力杆Ⅱ11一端与连接杆9垂直连接，另一端以垂直于传动杆轴承轴心线的方式与传动杆轴承14固定连接，两侧的拉力杆Ⅱ11之间垂直连接有底座杆19，传动杆15上自传动杆轴承14向外依次连接有传动杆端齿轮13和传动杆端钢轮12。如图4-5中所示，轨道装置还包括钢轮轨道22，钢轮轨道22位于齿条21内侧且在径向方向上远离轨道装置圆心，齿条背向轨道装置圆心，传动杆端齿轮的下侧与齿条配合在一起，传动杆端齿轮上侧与轨道装置之间具有空隙，钢轮轨道面向轨道装置圆心，传动杆端钢轮上侧与钢轮轨道接触，传动杆端钢轮下侧与轨道装置之间具有空隙。传动杆端钢轮12配合在钢轮轨道22上，连接杆9两端连接有连接杆端钢轮10，连接杆端钢轮10也配合在钢轮轨道22上。如图1中所示，由轨道装置构成的圆形轨道在待加固柱形结构25上设置有两个，且两个圆形轨道相对设置，两个半圆形轨道连接成的圆形轨道中的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种预应力FRP加固柱形结构的预应力施加装置，其特征在于：包括预应力装置、牵引装置和轨道装置，预应力装置和牵引装置通过连接杆（9）连接，预应力装置包括FRP缠绕轴（1），连接杆（9）通过拉力杆Ⅰ（4）与FRP缠绕轴（1）连接，FRP缠绕轴（1）上缠绕有FRP（2），牵引装置包括传动杆（15）和牵引动力源，连接杆（9）通过拉力杆Ⅱ（11）与传动杆（15）连接，传动杆（15）由牵引动力源驱动转动，传动杆（15）端部连接有传动杆端齿轮（13），所述轨道装置（20）包括齿条（21）和连接钢片（23），轨道装置（20）为半圆形，且直径与待加固柱形结构（25）的外径相匹配，两个半圆形轨道装置（20）通过连接钢片（23）之间的螺栓连接形成一个圆形轨道，传动杆端齿轮（13）配合在齿条（21）上。/n

【技术特征摘要】
1.一种预应力FRP加固柱形结构的预应力施加装置，其特征在于：包括预应力装置、牵引装置和轨道装置，预应力装置和牵引装置通过连接杆（9）连接，预应力装置包括FRP缠绕轴（1），连接杆（9）通过拉力杆Ⅰ（4）与FRP缠绕轴（1）连接，FRP缠绕轴（1）上缠绕有FRP（2），牵引装置包括传动杆（15）和牵引动力源，连接杆（9）通过拉力杆Ⅱ（11）与传动杆（15）连接，传动杆（15）由牵引动力源驱动转动，传动杆（15）端部连接有传动杆端齿轮（13），所述轨道装置（20）包括齿条（21）和连接钢片（23），轨道装置（20）为半圆形，且直径与待加固柱形结构（25）的外径相匹配，两个半圆形轨道装置（20）通过连接钢片（23）之间的螺栓连接形成一个圆形轨道，传动杆端齿轮（13）配合在齿条（21）上。


2.如权利要求1所述的预应力FRP加固柱形结构的预应力施加装置，其特征在于：所述拉力杆Ⅱ（11）为弧形，且弧度与轨道装置的弧度相同。


3.如权利要求1所述的预应力FRP加固柱形结构的预应力施加装置，其特征在于：所述由轨道装置构成的圆形轨道有两个，设置在待加固柱形结构（25）上，且两个圆形轨道相对设置，预应力装置和牵引力装置位于两圆形轨道之间，传动杆（15）两端的传动杆端齿轮（13）分别配合在两侧圆形轨道的齿条（21）上。


4.如权利要求1所述的预应力FRP加固柱形结构的预应力施加装置，其特征在于：所述FRP缠绕轴（1）两端连接有缠绕轴端轴承（5），缠绕轴端轴承（5）通过拉力杆Ⅰ（4）连接有套筒（6），套筒（6）套设在连接杆（9）上，拉力杆Ⅰ（4）两端分别与缠绕轴端轴承（5）和套筒（6）以垂直于轴心...

【专利技术属性】
技术研发人员：王复明，方宏远，翟科杰，赵鹏，潘艳辉，
申请(专利权)人：南方工程检测修复技术研究院，郑州维霖工程科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44