预张拉高强度纤维布加固圆形结构的施工方法技术

本发明专利技术公开了一种预张拉高强度纤维布加固圆形结构的施工方法，该方法可以用来加固筒仓、水塔、冷却塔、烟囱、储气罐以及储油罐等圆形结构，或受压圆形桥墩、圆柱等圆形混凝土构件时的施工方法。该方法包括如下步骤：裁剪高强纤维布；连接裁剪好的高强纤维布与配套锚头；将连接好锚头的高强纤维布围套在待加固结构的预定位置，将螺杆穿过高强纤维布两端的锚头并旋紧螺杆上的螺母，对高强纤维布施加预拉应力，达到预定的设计应力后锁紧螺母。本发明专利技术既可用于圆形结构的应急快速加固，也可用于永久加固。本发明专利技术实用性强，预应力的施加过程可控、易行，保证材料强度较高利用率的同时，具有足够的安全储备。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及高强度复合材料增强或者加固圆形结构(构件)的方法，特别涉及一 种通过预张拉高强纤维布来加固筒仓、水塔、冷却塔、烟 、储气罐以及储油罐等圆形结构， 或受压圆形桥墩、圆柱等圆形混凝土构件时的施工方法。
技术介绍
圆形结构(构件)的范畴包括诸如筒仓、水塔、冷却塔、烟囱、储气罐、储油罐以及 受压圆形桥墩、圆柱等。具有薄壁圆环状截面如筒仓等在内压力作用下，在包含圆环轴线的 任何径向截面上，外壁均受到较大拉力；圆形桥墩等实心圆截面构件在轴向压力作用下，截 面有均勻涨大的趋势。因此圆形结构(构件)外壁可能出现混凝土的疏松、坍落、钢筋外露， 甚至使某些具有储备功能的圆形结构(构件)出现渗漏现象，这对圆形结构(构件)造成 了重大的安全隐患。对于筒仓等圆形结构(构件)常用的加固方法有扩大截面加固法、外 包钢加固法、内挂钢筋网片喷射混凝土法等。但相比纤维复合材料加固法的高强高效、施工 便捷、极佳的耐腐蚀与耐久性能等优点，传统加固方法往往有施工工期长、造价较高、适用 面受限等多种不足。FRP(纤维增强复合塑料)具有耐腐蚀性能好、抗疲劳、可设计性好等特点，特别是 具有质量轻而抗拉强度非常高的优良特性，使其成为加固补强各种结构形式的理想材料。 在实际应用中为了充分而合理地利用高强纤维布受拉时轻质高强的特点，取得理想的加固 效果，对高强纤维布主动施加预拉应力是一个有效的途径。但是，在应用高强纤维布为工程结构的加固补强时，锚具内受到较高应力，层间剪 切强度是靠较弱的树脂来承担，所以加固效果受到锚固装置的制约。而目前市场上可靠成 熟的锚具装置还很少，夹持效果往往不理想，不便于在工程结构中普遍推广。而且在工程 中，以往施工方法存在操作步骤多、对施工人员要求高、施加预应力方法复杂且不够成熟等 问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有高强纤维布预应力张拉和锚固施工方法的上述不足， 提供了一种预张拉高强纤维布加固圆形结构(构件)的施工方法，本专利技术既可用于圆形结 构(构件)的应急快速加固，如震后结构或构件的快速加固，也可用于永久加固，如维修改 造工程。通过使用本专利技术配套自锁式锚具可以快速、便捷地施加定量预应力，以提高被加固 圆形构件的极限强度和刚度。本专利技术中的包括如下步骤a、裁剪高强纤维布；所述高强纤维布的强度为不小于IOOOMpa(兆帕)；b、连接裁剪好的高强纤维布布条与配套锚头；所述配套锚头为两个，分别布置在 高强纤维布布条的两端；C、将连接好锚头的高强纤维布围套在待加固结构(构件)的预定位置，用两个螺杆依次穿入两端锚头，并用螺母固定，以便连接并锁住两个锚头；d、旋紧螺杆上的螺母，对高强纤维布施加预拉应力，达到预定的设计应力后锁紧 螺母。所述锚头的两个端部截面为方形，中间部分截面为圆形，两个端部均设置有用于 螺杆穿过的螺纹孔。步骤b)中所述的高强纤维布与锚头的连接形式为当采用单层高强纤维布布条 围套圆形结构(构件)时，高强纤维布的两个端部浸胶后由锚头的两半夹紧，通过螺钉将锚 头的两半固定并预夹紧锚头，将高强纤维布的端部在锚头的中部缠绕，缠绕的过程中确保 高强纤维布与锚头之间涂胶并裹紧，待胶体固化后锚头与高强纤维布连接完毕。步骤b)中所述的高强纤维布与锚头的连接形式为当采用双层高强纤维布围套 圆形结构(构件)时，高强纤维布的端部搭接后用胶粘合在一起组成一个封闭布圈，将两个 锚头放入布圈内即可。步骤b)中所述的高强纤维布与锚头的连接形式为当采用端部双层中间一层高 强纤维布围套圆形结构(构件)时，在纤维布的两端分别用胶粘合成一个直径大于锚头直 径的布圈，两个锚头分别放置在两个布圈内。步骤d)中所述的施加预应力的方法为施加预应力时，一手持扳手抵住高强螺栓 杆的头部，另一手持扳手旋紧螺母施加预应力，旋紧螺母的过程应在两根螺杆之间交替进 行，加力的同时观察扭矩扳手上的读数，扭矩扳手达到预定设计读数时停止施加预应力并 固定和锁紧螺母。应急快速加固时，待加固结构(构件)的表面可不进行处理。永久加固时，建议加 固前预先对待加固结构(构件)表面进行简单处理，磨去混凝土表面的水泥浮浆，置换疏松 和脱落的混凝土，之后重复上述步骤a、b、c和d。预应力施加完成之后对高强纤维布表面 涂刷浸渍胶，促使自锁高强纤维布加固体系与原结构(构件)更好地协同工作。如果需要 更多的防护，可将绿豆沙均勻涂覆于自锁高强纤维布加固体系外表面上。本专利技术所采用的施工方法，已制作好的实物配套自锁式锚具与圆形构件经过实验 得到良好的加固效果。既可适用于圆形结构(构件)的快速加固，也可适用于圆形结构(构 件)的永久加固；对预应力的施加过程可控、易行；按照最大30%极限强度对高强纤维布进 行预应力张拉，保证材料强度较高利用率的同时，具有足够的安全储备。与现有技术相比，本专利技术的优点是1)本专利技术采用我们自己专利技术研究的自锁式锚具成果(一种高强度纤维材料自锁 式锚固装置，主要由锚头、螺杆、螺栓、高强纤维布等组成。可采用一层或者两层高强纤维布 受力方式，分别对应不同制作方法。两层布受力时，将布在两端搭接长度范围内用胶粘合， 待胶体固化后，锚头放入布圈内即可。一层布受力时，布的端部可采用浸胶后由锚头的两半 夹紧，后缠绕布于锚头中部一或两圈，涂胶并裹紧；端部也可采用类似双层布的套筒方式， 中部一层布)，本锚具构造简单合理、操作方便、夹持效果理想且成本低廉，能快速便捷地对 已有结构进行加固补强。2)本专利技术提供了一种针对圆形结构(构件)的可以有效夹紧高强纤维布并可对 高强纤维布便捷定量施加预应力的加固施工方法。采用本专利技术的施工方法加固补强圆形构 件，不但能充分利用高强度纤维增强复合材料的优良特性，还能提高被加固圆形结构(构4件)的极限强度和刚度，并能延长其使用寿命等。3)本专利技术既可用于圆形结构(构件)的应急快速加固，如震后快速加固；也可用 于永久加固，如维修改造工程。在实际工程中可操作性强，预应力的施加过程可控、易行，不 需要大型施工设备，保证材料强度较高利用率的同时，具有足够的安全储备，有很高的实用 价值。附图说明图1为本专利技术的施工方法指导自锁高强纤维布加固体系加固圆形结构(构件)的 示意图；图2为本专利技术施工步骤中螺杆安装过程1 ；图3为本专利技术施工步骤中螺杆安装过程2 ；图4为本专利技术施工步骤中螺杆安装过程3 ；图5为本专利技术施工步骤中螺杆安装过程4 ；图6为本专利技术使用单层高强纤维布时的自锁高强纤维布加固体系的俯视图；图7为图6的A处的局部放大图；图8为本专利技术使用双层高强纤维布时的自锁高强纤维布加固体系的俯视图；图9为图8的B处的局部放大中1-锚头，2-预应力螺栓孔，3-待加固构件，4-高强纤维布，5-螺杆，6-螺母。 具体实施例方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实 施方式对本专利技术作进一步详细的说明。本专利技术既可用于圆形结构(构件)的应急快速加固，如桥墩的震后快速加固；也可 用于永久加固，如维修改造工程。加固时，在高强纤维布的两端分别固定一个锚头1，然后 将高强纤维布4围绕在待加固构件3的外表面，再通过螺杆5、螺母6的配合安装将两个锚 头1固定，通过拧紧螺母6来施加预应力，如图1所示。锚头1的结构如图2所示，每只锚 头端部截面呈现方形，中部截面呈现圆形，在本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种预张拉高强度纤维布加固圆形结构的施工方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：ａ、裁剪高强纤维布布条；所述高强纤维布的强度为不小于１０００ＭＰＡ；ｂ、连接裁剪好的高强纤维布布条与配套锚头；所述配套锚头为两个，分别布置在高强纤维布布条的两端；ｃ、将连接好锚头的高强纤维布布条围套在待加固圆形结构的预定位置，用两个螺杆依次穿入两端锚头，并用螺母固定，连接并锁住两个锚头；ｄ、旋紧螺杆上的螺母，对高强纤维布布条施加预拉应力，达到预定的设计应力后锁紧螺母。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周长东，厉春龙，李季，白晓彬，田腾，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：11