本发明专利技术公开了一种体外预应力精确补张拉的加固装置及施工方法，装置包括锚固结构、补张拉结构、预应力筋，锚固结构对称固定在混凝土梁底部，补张拉结构固定在梁上且置于锚固结构之间，预应力筋两端穿过锚固结构且从补张拉结构之间穿过，补张拉结构包括圆杆、在圆杆上且上下运动的涡旋蜗杆、供预应力筋穿过的孔道组件以及置于圆杆上的应力控制组件，应力控制组件的旋转周长等于涡旋蜗杆的升降高度；施工方法包括安装锚固结构，固定补张拉结构，对预应力筋进行初张拉，补张拉结构与预应力筋固定在梁底，通过补张拉结构进行预应力弥补；本发明专利技术旨在提供一种可重复使用且能精确控制补张拉力的预应力加固装置。拉力的预应力加固装置。拉力的预应力加固装置。
【技术实现步骤摘要】
一种体外预应力精确补张拉的加固装置及施工方法
[0001]本专利技术涉及混凝土结构加固
，特别涉及一种体外预应力精确补张拉的加固装置及施工方法。
技术介绍
[0002]随着我国社会经济快速发展，交通量的迅猛增加会加速预应力混凝土梁劣化速率。此外，在桥梁服役过程中，由于遭到外界环境的侵蚀，结构内部预应力筋不可避免地会发生锈蚀，导致混凝土开裂，造成体内预应力损失。为避免对桥梁使用性能及安全性能造成过大影响，必须采取科学有效的加固方式以保障桥梁结构的服役安全。
[0003]体外预应力加固技术是一种常用的加固方法，其通过在梁体外布设拉杆或撑杆与被加固梁体锚固联结，再施加预应力改善结构内力分布。目前常用的体外预应力加固技术包括体外预应力钢丝束加固法和下撑式预应力拉杆加固法。体外预应力钢丝束加固法采用预应力钢丝束加固时，由于设置并张拉钢丝束会增加梁端上缘的压应力，从而易导致梁端上缘混凝土因抗压强度不足而开裂。下撑式预应力拉杆加固法可分为预应力拉杆加固与预应力撑杆加固，其中预应力拉杆加固法适用于受弯构件，而预应力撑杆加固法多用于提高轴心受压以及偏心受压钢筋混泥土柱的承载能力。
[0004]现有的预应力加固方法大都是一次性施工，例如专利号为：202120050815.6，专利名称为：一种用于空心板桥加固的有粘结预应力结构的专利中记载：粘结预应力结构在空心板板底安装锚固齿板；安装并张拉Φj8.6三股钢绞线；在板底设置剪力筋并安装钢丝网；在预应力筋和齿板区域分批次喷注高强抗拉砂浆。施工完成后预应力筋会发生松弛，难以再次补张拉或再次补张拉施工困难。此外，现有的体外预应力加固技术难以精确控制预应力大小，易出现张拉预应力过小或者过大的情况。因此，亟需开发一种能够有效控制预应力大小且具有多次补张拉能力的体外预应力加固装置。
技术实现思路
[0005]专利技术的目的在于提供一种体外预应力精确补张拉的加固装置及施工方法，解决了传统体外预应力无法精确控制张拉力大小以及张拉完成后难以进行再次补张拉的问题。
[0006]本专利技术是这样实现的，一种体外预应力精确补张拉的加固装置，所述加固装置包括锚固结构、预应力筋以及补张拉结构，
[0007]所述锚固结构固定在混凝土梁底部且对称设置，所述补张拉结构固定在所述混凝土梁上且置于所述锚固结构之间，所述预应力筋两端穿过所述锚固结构，且所述预应力筋从所述补张拉结构之间穿过，
[0008]所述补张拉结构包括圆杆、套设在所述圆杆上且上下运动的涡旋蜗杆、置于所述涡旋蜗杆上对称设置且供所述预应力筋穿过的孔道组件以及置于所述圆杆上的应力控制组件，所述应力控制组件包括转动涡轮，所述转动涡轮与所述涡旋蜗杆啮合，所述转动涡轮的旋转周长等于所述涡旋蜗杆的升降高度。
[0009]通过涡旋蜗杆与应力控制组件的组合，来精确控制预应力筋与混凝土梁底部之间的距离，进而精确控制预应力补张拉的大小，达到可持续精确弥补预应力混凝土预应力损失的问题。
[0010]圆杆为实心圆杆，圆杆通过底盘直接固定在混凝土梁的底部。
[0011]本专利技术的进一步技术方案是：所述应力控制组件还包括两块竖板、从所述竖板之间穿过的圆柱体以及套设在所述圆柱体上的刻度盘，所述转动涡轮置于两块所述竖板之间，所述圆柱体从所述转动涡轮穿过，且所述圆柱体与所述转动涡轮固定连接，所述圆柱体上设有撬孔。
[0012]本专利技术的进一步技术方案是：所述竖板两端分别通过固定环与所述圆杆顶部和底部连接。
[0013]本专利技术的进一步技术方案是：所述圆杆外侧设有孔洞，所述孔洞内设有圆珠，所述圆珠在原位滚动，所述涡旋蜗杆在所述圆杆上通过所述圆珠可上下运动。
[0014]所述孔洞包括若干组且竖向设置，所述圆珠为实心圆珠，圆珠可在原位进行滚动，保证实心圆杆与空心涡旋蜗杆保持适当间隙以及有效滑动。
[0015]本专利技术的进一步技术方案是：所述圆杆外侧设有棘齿，所述涡旋蜗杆内壁上设有与所述棘齿配合的单向齿条。
[0016]棘齿为两个，且末端设有橡胶，保证棘齿时刻保持与涡旋蜗杆内部贴合；采用棘齿与单向齿条的配合，有效防止补张拉完成后涡旋蜗杆的回位。
[0017]本专利技术的进一步技术方案是：所述孔道组件包括开设有孔道的本体、置于所述孔道内部上方的弹性橡胶，以及置于所述孔道内且与所述弹性橡胶下方连接的带槽圆珠，所述预应力筋从所述带槽圆珠底部的槽内穿过。
[0018]预应力筋穿过的孔道采用弹性橡胶与带孔带槽圆珠的组合，有效减少了孔道挤压预应力筋所产生的应力集中。
[0019]本专利技术的进一步技术方案是：所述锚固结构包括锚垫板块以及将锚垫板块固定在混凝土梁上的螺栓和螺母，所述预应力筋穿过所述锚垫板块且通过夹片固定。
[0020]本专利技术的进一步技术方案是：所述锚垫板块包括锚垫板以及锚板块，所述锚板块通过所述螺栓和螺母与混凝土梁固定，所述预应力筋穿过所述锚板块且通过所述夹片固定。
[0021]本专利技术还提供一种体外预应力精确补张拉的加固装置的施工方法，所述加固装置包括所述的加固装置，所述施工方法包括以下步骤：
[0022]步骤一、在混凝土梁上对应安装锚固结构的位置处打磨，直至露出粗骨料，在安装锚固结构的混凝土梁上钻固定锚固结构的孔；
[0023]步骤二、安装锚固结构，使得锚固结构与混凝土梁固定；
[0024]步骤三、将预应力筋一端穿过锚固结构且固定，预应力筋另一端穿过补张拉结构的孔道组件，调节补张拉结构在混凝土梁的位置，对补张拉结构进行固定；
[0025]步骤四、张拉预应力筋，使得预应力筋保持紧绷状态，使未固定端的预应力筋穿过另一锚固结构且固定，通过外部连接张拉装置，对预应力筋进行初张拉；
[0026]步骤五、初张拉完成后，拆除张拉装置，补张拉结构与预应力筋固定在混凝土梁的底部；
[0027]步骤六、当混凝土梁中的预应力筋发生预应力松弛时，即可通过补张拉结构进行预应力弥补。
[0028]本专利技术的进一步技术方案是：所述补张拉结构为两个，所述步骤五中初张拉完成后，记录初始张拉力F，测量张拉装置端预应力筋到梁底的距离h1，与两端锚固装置预应力筋到梁底的距离h2，测量补张拉结构与锚固端之间的水平距离B，得到1/2预应力筋的初始长度l；
[0029]所述步骤六中已知要求的补拉预应力大小为ΔF，则补张拉结构涡旋蜗杆下降的高度其中A为再张拉后的钢筋截面面积，E为预应力筋的弹性模量，操作补张拉结构，读取相对应的应力控制组件上的读数，得到涡旋螺杆下降的高度Δh，从而控制补张拉结构的精确张拉。
[0030]本专利技术的进一步技术方案是：所述步骤一、在安装预应力筋锚固结构位置处,打磨平混凝土梁体,同时打磨除掉表面的砂浆层直至露出粗骨料，在安装锚固结构的混凝土梁上钻与锚固结构上的螺栓孔相对应的孔；清除螺栓孔和混凝土打磨面的粉尘；
[0031]本专利技术的进一步技术方案是：所述步骤二中首先安装锚固结构中的锚垫板块，其次安装对应的螺栓，拧紧螺母。
[0032]本发本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种体外预应力精确补张拉的加固装置，其特征在于：所述加固装置包括锚固结构(2)、预应力筋(3)以及补张拉结构(4)，所述锚固结构(2)用于固定在混凝土梁(1)底部且对称设置，所述补张拉结构(4)用于固定在所述混凝土梁(1)上且置于所述锚固结构(2)之间，所述预应力筋(3)两端穿过所述锚固结构(2)，且所述预应力筋(3)从所述补张拉结构(4)之间穿过，所述补张拉结构(4)包括圆杆(401)、套设在所述圆杆(401)上且上下运动的涡旋蜗杆(402)、置于所述涡旋蜗杆(402)上对称设置且供所述预应力筋(3)穿过的孔道组件(407)以及置于所述圆杆(401)上的应力控制组件，所述应力控制组件包括转动涡轮(404)，所述转动涡轮(404)与所述涡旋蜗杆(402)啮合，所述转动涡轮(404)的旋转周长等于所述涡旋蜗杆(402)的升降高度。2.根据权利要求1所述的一种体外预应力精确补张拉的加固装置，其特征在于，所述应力控制组件还包括两块竖板(405)、从所述竖板(405)之间穿过的圆柱体(406)以及套设在所述圆柱体(406)上的刻度盘(411)，所述转动涡轮(404)置于两块所述竖板(405)之间，所述圆柱体(406)从所述转动涡轮(404)穿过，且所述圆柱体(406)与所述转动涡轮(404)固定连接，所述圆柱体(406)上设有撬孔。3.根据权利要求2所述的一种体外预应力精确补张拉的加固装置，其特征在于，所述竖板(405)两端分别通过固定环(403)与所述圆杆(401)顶部和底部连接。4.根据权利要求1
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3中任意一项所述的一种体外预应力精确补张拉的加固装置，其特征在于，所述圆杆(401)外侧设有孔洞，所述孔洞内设有圆珠(410)，所述圆珠(410)在原位滚动，所述涡旋蜗杆(402) 在所述圆杆(401)上通过所述圆珠(410)可上下运动。5.根据权利要求1
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3中任意一项所述的一种体外预应力精确补张拉的加固装置，其特征在于，所述圆杆(401)外周上设有棘齿(408)，所述涡旋蜗杆(402)内壁上设有与所述棘齿(408)配合的单向齿条。6.根据权利要求1
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3中任意一项所述的一种体外预应力精确补张拉的加固装置，其特征在于，所述孔道组件(407)包括开设有孔道的本体(407
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3)、置于所述孔道内部上方的弹性橡胶(407
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【专利技术属性】
技术研发人员：戴理朝，杨辉，王磊，易善昌，
申请(专利权)人：长沙理工大学，
类型：发明
国别省市：
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