專利名稱：預(yù)應(yīng)力碳纖維片張拉方法及張拉裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到一種預(yù)應(yīng)力碳纖維片張拉方法及張拉裝置，尤其是一種可大幅度提高碳纖維片受力性能，使張拉控制應(yīng)力得到大大提高的預(yù)應(yīng)力碳纖維片張拉方法，以及在實施該方法時可使張拉力均勻的張拉裝置。
背景技術(shù)：
目前橋梁、房屋、隧道、堤壩等建筑物大多為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，雖然通過合理地配置鋼筋，可有效地提高建筑物的承載能力，但由于各種原因，如混凝土破損、環(huán)境污染對鋼筋混凝土的腐蝕、使用中對建筑物的沖擊以及設(shè)計時的缺陷等等，使得建筑結(jié)構(gòu)承載能力下降，而對建筑整體或局部進行加固維修時，通常是采用加大截面法或粘鋼加固的方法，這種方法施工復(fù)雜，截面變化大，影響外觀。
碳纖維具有高強、高彈模、質(zhì)輕、耐磨損、抗疲勞、抗老化、施工方便、快捷、無污染等優(yōu)點，因此隨著技術(shù)的發(fā)展，人們將最早用于航空等高科技領(lǐng)域的碳纖維材料引入到建筑領(lǐng)域，并得到廣泛應(yīng)用。
目前公知的加固方法是通過手工或簡單工具將碳纖維片粘貼于需加固的建筑結(jié)構(gòu)表面，與其他方法一樣由于被加固結(jié)構(gòu)在加固前已受力，因此碳纖維片粘貼在已受力的構(gòu)件上存在一定的應(yīng)力滯后，其強度不能被充分利用，影響建筑結(jié)構(gòu)的加固效果。
另一種方法是在碳纖維材料加固、補強應(yīng)用時，對其進行預(yù)張拉，但目前此種預(yù)張拉的方法通常僅用其抗拉強度的30～35％，材料強度得不到充分發(fā)揮，造成施工成本居高不下，嚴重影響了這種新材料的推廣與使用，究其主要原因是未能尋求到一種解決對碳纖維布進行預(yù)張拉的有效方法和裝置。
有鑒于上述公知技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明人藉由多年從事本領(lǐng)域的生產(chǎn)設(shè)計經(jīng)驗，針對目前碳纖維片在建筑領(lǐng)域的加固施工中的缺陷，進而提出通過施加預(yù)應(yīng)力提高碳纖維片的加固效果，并研制出本發(fā)明的預(yù)應(yīng)力碳纖維片張拉方法及張拉裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種預(yù)應(yīng)力碳纖維片張拉方法，通過在張拉前對碳纖維布進行整體處理構(gòu)成碳纖維片，從而達到大幅度提高碳纖維片受力性能及張拉控制應(yīng)力的目的。
本發(fā)明要解決的另一技術(shù)問題是提供一種預(yù)應(yīng)力碳纖維片的張拉裝置，尤其是一種結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，與碳纖維片連接牢固、張拉力均勻的預(yù)應(yīng)力碳纖維片張拉裝置。
為此，本發(fā)明提出一種預(yù)應(yīng)力碳纖維片張拉方法，其包括以下步驟A、對需加固構(gòu)件進行表面處理；B、將碳纖維布雙面涂粘貼樹脂，構(gòu)成碳纖維片；C、在碳纖維片兩端與剛性連接片相連接；D、對混凝土構(gòu)件粘貼面與碳纖維片材粘貼面同時涂粘貼樹脂；E、將碳纖維片一端的剛性連接片固定，對另一端的剛性連接片進行張拉；F、張拉碳纖維片到控制應(yīng)變值后，將張拉到位后的碳纖維片提升到被加固構(gòu)件的表面，通過滾壓排出空氣，將所述剛性連接片與被加固構(gòu)件相固定。
本發(fā)明進一步還提供一種實現(xiàn)上述預(yù)應(yīng)力碳纖維片張拉方法的張拉裝置，該張拉裝置具有兩個左右對稱的固定支架，一張拉連接板與所述固定支架相連接，所述張拉固定支架包括一固定板，一張拉導(dǎo)向板沿縱向與固定板固定連接，該張拉導(dǎo)向板上設(shè)有兩導(dǎo)向長槽，該導(dǎo)向板的一端與一張拉支撐板相垂直地固定連接，該張拉支撐板的底面固定設(shè)置于固定板，且該張拉支撐板的兩側(cè)相對設(shè)有加強肋；所述每一固定支架上均設(shè)有一張拉千斤頂，該千斤頂設(shè)置在所述張拉支撐板的一側(cè)，一張拉螺桿一端與所述千斤頂相連接，另一端貫穿該張拉支撐板與所述張拉連接板固定連接，所述張拉螺桿上垂直固定一提升及水平調(diào)整桿，該提升及水平調(diào)整桿的上端貫穿設(shè)置于上述張拉導(dǎo)向板的一導(dǎo)向長槽；所述張拉連接板的兩端設(shè)有相互平行的長槽，該長槽與張拉導(dǎo)向板上設(shè)置的其中一導(dǎo)向長槽相對應(yīng)，一提升及調(diào)整桿貫穿該兩長槽連接所述張拉導(dǎo)向板與張拉連接板，且該提升及調(diào)整桿與上述提升及水平調(diào)整桿相平行。
本發(fā)明提出的預(yù)應(yīng)力碳纖維片張拉方法使張拉力增加。由于碳纖維布在張拉前用粘貼樹脂進行整體性處理，處理后的碳纖維片比未處理的碳纖維布受力性能有了大幅度的提高，使張拉控制應(yīng)力得到大幅度提高，該碳纖維片的張拉應(yīng)變值可達到70％極限應(yīng)變值，應(yīng)變值達10000με，基本解決了碳纖維片加固的應(yīng)力滯后問題，能完全發(fā)揮碳纖維片的強度，使加固工程的性價比大幅度提高。
本發(fā)明的張拉方法可靠，張拉力均勻，效果好。通過用兩只相同的穿心千斤頂，通過并聯(lián)的方法，使兩只千斤頂產(chǎn)生的張拉力相同，使碳纖維片受力均勻，張拉工藝更加可靠、先進、便捷。張拉應(yīng)力由油壓控制，用液壓傳感器，數(shù)字顯示，也可用力值表顯示。
本發(fā)明的張拉裝置結(jié)構(gòu)簡單、易于操作，且張拉效果好。由于對設(shè)置在被加固構(gòu)件兩側(cè)的兩只千斤頂通過液壓系統(tǒng)同步控制，使該兩只千斤頂在張拉過程中始終保持相同的張拉力，從而使與張拉連接板相連接的碳纖維片所受的張拉力均勻；所述水平調(diào)整桿的設(shè)置，可克服在張拉過程中張拉連接板與張拉螺桿固定端向下的傾斜力，保證千斤頂對張拉連接板、碳纖維片的水平拉力最大，同時，在張拉完成后上述水平調(diào)整桿作為提升桿將張拉好的碳纖維片提升到被加固構(gòu)件，完成預(yù)應(yīng)力碳纖維片與被加固構(gòu)件的粘合，有效地提高了張拉力，使張拉作業(yè)安全、可靠。


圖1是本發(fā)明張拉裝置使用中的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明張拉裝置的張拉連接板與碳纖維片相連接的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明張拉裝置的張拉連接板與碳纖維片相連接的分解示意圖；圖4是圖1中沿A-A線的剖視示意圖；圖5是圖1中標號35所示滾排的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
下面配合附圖及具體實施例對本發(fā)明的具體實施方式
作進一步的詳細說明。
本發(fā)明的預(yù)應(yīng)力碳纖維片的張拉方法包括以下步驟A、對需加固構(gòu)件進行表面處理；B、將碳纖維布雙面涂粘貼樹脂，構(gòu)成碳纖維片；C、碳纖維片兩端與剛性連接板相連接；D、對混凝土構(gòu)件粘貼面與碳纖維片材粘貼面同時涂粘貼樹脂；E、將碳纖維片一端的剛性連接板固定，對另一端的剛性連接板進行張拉；根據(jù)需要，張拉端的剛性連接板離開被加固構(gòu)件表面一預(yù)定距離，如可為一厘米左右的距離，以保證碳纖維片不與被加固構(gòu)件表面粘結(jié)。
F、張拉碳纖維片到控制應(yīng)變值后，將張拉到位后張拉端的剛性連接板提升到被加固構(gòu)件的表面，此時碳纖維片與被加固構(gòu)件表面完成貼合，通過滾壓排出空氣，將所述剛性連接板與被加固構(gòu)件相固定。
當然亦可將上述步驟C與步驟D互換。
碳纖維布在張拉前用粘貼樹脂進行整體性處理，由于粘貼樹脂在纖維受力過程中的傳遞作用，處理后的碳纖維片比未處理的碳纖維布受力均勻性有了大幅度的提高，使張拉控制應(yīng)力得到大幅度提高，該碳纖維片的張拉應(yīng)變值可達到70％極限應(yīng)變值，應(yīng)變值達10000με，基本解決了碳纖維片加固的應(yīng)力滯后問題，能完全發(fā)揮碳纖維片的強度，使加固工程的性價比大幅度提高。
如圖1所示，本發(fā)明提出的實現(xiàn)上述預(yù)應(yīng)力碳纖維片張拉方法的裝置具有兩個左右對稱的固定支架1，一張拉連接板2與所述固定支架相連接，所述固定支架1包括一固定板11，一張拉導(dǎo)向板12沿縱向與固定板11固定連接，該張拉導(dǎo)向板12同時作為提升支架，所述張拉導(dǎo)向板(提升支架)12沿長度方向設(shè)有兩導(dǎo)向長槽121、122，該導(dǎo)向板12的一端與一張拉支撐板13相垂直地固定連接，該張拉支撐板13的底面固定設(shè)置于固定板11，且該張拉支撐板的兩側(cè)相對設(shè)有一組加強肋14、15、16；所述每一固定支架1上均設(shè)有一張拉千斤頂3，該千斤頂3由所述張拉支撐板13支撐，張拉支撐板與千斤頂之間設(shè)滾排35及行程調(diào)節(jié)器34。上述千斤頂3的頂桿為一張拉螺桿31，該張拉螺桿31的一端與上述張拉連接板2固定連接，另一端穿過千斤頂3，在千斤頂內(nèi)缸頂部用墊板及螺帽33固定，配合參見圖4，所述張拉螺桿31上垂直固定一提升及水平調(diào)整桿32，該提升及水平調(diào)整桿32的上端貫穿設(shè)置于上述張拉導(dǎo)向板12的一導(dǎo)向長槽121；配合參見圖2，所述張拉連接板2的兩端設(shè)有相互平行的長槽21，該長槽21與張拉導(dǎo)向板12上設(shè)置的其中一導(dǎo)向長槽122相對應(yīng)，一提升及調(diào)整桿22貫穿該兩長槽連接所述張拉導(dǎo)向板12與張拉連接板2，且該提升及調(diào)整桿22與上述提升及水平調(diào)整桿32相平行。所述張拉連接板2上設(shè)有一與碳纖維片4固定端的剛性連接板41相配合的貫通孔23，如圖3所示，該剛性連接板可為鋁板或鋼板，當然也可為其它具有一定剛性的連接板。
所述千斤頂3為液壓千斤頂，被加固構(gòu)件10的兩側(cè)各設(shè)置一只，其油路相通，可保持兩只千斤頂在張拉過程中保持張拉力相同。
如圖1所示，所述千斤頂3為一穿心千斤頂，所述張拉螺桿31貫穿該千斤頂，張拉螺桿31一端貫穿滾排35及行程調(diào)節(jié)器34并穿過千斤頂固定在千斤頂內(nèi)缸頂部，張拉螺桿31的另一端與張拉連接板2固定連接。所述行程調(diào)節(jié)器34由一口型支撐框341及一調(diào)節(jié)螺母342組成，該行程調(diào)節(jié)器34口型支撐框341的一端與千斤頂3固定連接，另一端與所述滾排35相接觸。所述調(diào)節(jié)螺母342位于口型支撐框內(nèi)并螺設(shè)于張拉螺桿31。
如圖5所示，所述滾排包括數(shù)個圓柱體滾軸351及一滾軸支架352，該滾軸351可轉(zhuǎn)動地與滾軸支架352水平相連接，所述滾軸351頂?shù)钟趶埨伟?3，在張拉螺桿31的帶動下可沿張拉支撐板13上、下滾動。
本發(fā)明的工作原理是對需加固構(gòu)件進行表面處理，包括底涂，找平膩子等，然后根據(jù)所需大小裁剪碳纖維布，在其雙面涂粘貼樹脂，構(gòu)成碳纖維片4，對混凝土構(gòu)件粘貼面與碳纖維片材粘貼面同時涂粘貼樹脂；碳纖維片4的兩端均固定在剛性連接板41上，其中一端的剛性連接板41通過貫通孔23與張拉連接板2固定連接，并位于被加固構(gòu)件10底面的一端，另一端的剛性連接板41固定在被加固構(gòu)件10底面的另一端，碳纖維片4與被加固構(gòu)件10的底表面離開一定的距離，使碳纖維片不與其底表面粘合；同時將本發(fā)明的張拉裝置的兩張拉固定支架1通過固定板11上設(shè)置的通孔17分別固定在被加固構(gòu)件10張拉端的左右兩側(cè)，與張拉連接板2固定連接的張拉螺桿31穿入張拉支撐板13的長槽孔131內(nèi)，并貫穿滾排35、行程調(diào)節(jié)器34及穿心千斤頂3，通過墊板與螺帽將該張拉螺桿31與穿心千斤頂3的內(nèi)缸頂部固定連接，同時，垂直固定于張拉螺桿31上的提升及水平調(diào)整桿32穿過設(shè)于張拉導(dǎo)向板12的一長槽121內(nèi)；此時，張拉連接板2兩側(cè)的長槽21正好與固定支架1的張拉導(dǎo)向板12的導(dǎo)向槽122相對應(yīng)，然后對其進行張拉，在液壓系統(tǒng)的控制下，被加固構(gòu)件張拉端兩側(cè)的千斤頂3同時動作，其內(nèi)缸同步向外推出，對兩張拉螺桿31產(chǎn)生相同拉力，同時通過張拉連接板2對碳纖維片4施加拉力，當千斤頂內(nèi)缸到達行程，但張拉還需繼續(xù)時，將上述調(diào)節(jié)螺母342向靠近滾排一側(cè)的口型支撐框341旋緊，使張拉螺桿31保持已完成的張拉力，千斤頂3的內(nèi)缸回位，調(diào)整缸頂?shù)膲|板和螺帽33進行第二個行程的張拉，從而提高了千斤頂?shù)膹埨谐獭?br> 張拉到位，根據(jù)需要，通常為被張拉碳纖維片的張拉應(yīng)變值達到5000～8000微應(yīng)變值時，同樣通過上述調(diào)節(jié)螺母342，當卸除液壓缸的載荷后，仍能使張拉螺桿31保持對碳纖維片4的張拉力，然后提升張拉端的張拉連接板，上述滾排35的滾軸351沿支撐板13上下滾動，從而大大減少了提升過程中的摩擦阻力，使張拉完成后的碳纖維片4可方便地提升到位與被加固構(gòu)件10底面粘合，并采用滾壓等方法排出粘貼面之間的空氣。同時通過張拉連接板2上設(shè)置的貫通孔23將碳纖維片4端部的剛性連接板41固定于被加固構(gòu)件的表面上，可采用射釘槍將該剛性連接板41與被加固構(gòu)件相固定或與預(yù)埋在被加固構(gòu)件內(nèi)的鋼板焊接固定。最后，拆除固定支架1和張拉連接板2，完成對碳纖維片的張拉作業(yè)。
上述的提升及水平調(diào)整桿32可克服在張拉過程中張拉連接板2與張拉螺桿固定端向下的傾斜力，保證千斤頂3對張拉連接板2、碳纖維片4的水平拉最大，在張拉過程中不致將碳纖維片4固定端的剛性連接板41拉下。
本發(fā)明由于對設(shè)置在被加固構(gòu)件10兩側(cè)的兩只千斤頂3通過液壓系統(tǒng)同步控制，使該兩只千斤頂在張拉過程中始終保持相同的張拉力，從而使與張拉連接板2相連接的碳纖維片4所受的張拉力均勻；通過行程調(diào)節(jié)器34的調(diào)節(jié)螺母342，在張拉過程中可增加千斤頂?shù)膹埨谐?，在張拉到位后，可將張拉螺桿31固定在該張拉位置，液壓缸卸載后仍可保持對碳纖維片4的張拉力不變；同時，藉由上述提升及水平調(diào)整桿32、及滾排35的設(shè)置，有效地提高了張拉力，使張拉作業(yè)安全、可靠。本發(fā)明的張拉裝置，通過并聯(lián)的方法，使所述兩穿心千斤頂拉力相同，從而使碳纖維片的受力均勻，張拉工藝更加可靠、先進、便捷，張拉應(yīng)力由油壓控制，用液壓傳感器，數(shù)字顯示，也可用力值表顯示。
權(quán)利要求
1.一種預(yù)應(yīng)力碳纖維片張拉方法，包括A、對需加固構(gòu)件進行表面處理；B、將碳纖維布雙面涂粘貼樹脂，構(gòu)成碳纖維片；C、在碳纖維片兩端與剛性連接片相連接；D、對混凝土構(gòu)件粘貼面與碳纖維片材粘貼面同時涂粘貼樹脂；E、將碳纖維片一端的剛性連接片固定，對另一端的剛性連接片進行張拉；F、張拉碳纖維片到控制應(yīng)變值后，將張拉到位后的碳纖維片提升到被加固構(gòu)件的表面，通過滾壓排出空氣，將所述剛性連接片與被加固構(gòu)件相固定。
2.如權(quán)利要求1所述預(yù)應(yīng)力碳纖維片張拉方法，其特征在于所述E中，所述碳纖維片一端的剛性連接板固定在被加固構(gòu)件的底面，對其另一端進行張拉，該碳纖維片與被加固構(gòu)件的底表面離開一定的距離，使碳纖維片不與其底表面粘合。
3.如權(quán)利要求1或2所述預(yù)應(yīng)力碳纖維片張拉方法，其特征在于所述碳纖維片張拉應(yīng)變值為5000～8000微應(yīng)變值。
4.一種實現(xiàn)上述預(yù)應(yīng)力碳纖維片張拉方法的張拉裝置，其特征在于該張拉裝置具有兩個左右對稱的固定支架，一張拉連接板與所述固定支架相連接，所述張拉固定支架包括一固定板，一張拉導(dǎo)向板沿縱向與固定板固定連接，該張拉導(dǎo)向板上設(shè)有兩導(dǎo)向長槽，該導(dǎo)向板的一端與一張拉支撐板相垂直地固定連接，該張拉支撐板的底面固定設(shè)置于固定板，且該張拉支撐板的兩側(cè)相對設(shè)有加強肋；所述每一固定支架上均設(shè)有一張拉千斤頂，該千斤頂設(shè)置在所述張拉支撐板的一側(cè)，一張拉螺桿一端與所述千斤頂相連接，另一端貫穿該張拉支撐板與所述張拉連接板固定連接，所述張拉螺桿上垂直固定一提升及水平調(diào)整桿，該提升及水平調(diào)整桿的上端貫穿設(shè)置于上述張拉導(dǎo)向板的一導(dǎo)向長槽；所述張拉連接板的兩端設(shè)有相互平行的長槽，該長槽與張拉導(dǎo)向板上設(shè)置的其中一導(dǎo)向長槽相對應(yīng)，一提升及調(diào)整桿貫穿該兩長槽連接所述張拉導(dǎo)向板與張拉連接板，且該提升及調(diào)整桿與上述提升及水平調(diào)整桿相平行。
5.如權(quán)利要求4所述的預(yù)應(yīng)力碳纖維片張拉裝置，其特征在于所述張拉連接板上設(shè)有一與碳纖維片固定端的剛性連接板相配合的貫通孔。
6.如權(quán)利要求5所述的預(yù)應(yīng)力碳纖維片張拉裝置，其特征在于所述碳纖維片固定端的剛性連接板可為鋁板或鋼板。
7.如權(quán)利要求4所述的預(yù)應(yīng)力碳纖維片張拉裝置，其特征在于所述千斤頂與張拉支撐板之間設(shè)有滾排及行程調(diào)節(jié)器。
8.如權(quán)利要求7所述的預(yù)應(yīng)力碳纖維片張拉裝置，其特征在于所述行程調(diào)節(jié)器由一口型支撐框及一調(diào)節(jié)螺母組成，該行程調(diào)節(jié)器口型支撐框的一端與千斤頂固定連接，另一端與所述滾排相接觸；所述調(diào)節(jié)螺母位于口型支撐框內(nèi)并螺設(shè)于張拉螺桿。
9.如權(quán)利要求7所述的預(yù)應(yīng)力碳纖維片張拉裝置，其特征在于所述滾排包括數(shù)個圓柱體滾軸及一滾軸支架，該滾軸可轉(zhuǎn)動地與滾軸支架相連接，所述滾軸頂?shù)钟趶埨伟濉?br> 10.如權(quán)利要求4所述的預(yù)應(yīng)力碳纖維片張拉裝置，其特征在于所述千斤頂為液壓千斤頂，其與液壓管路相連接，可同步運動地設(shè)置。
11.如權(quán)利要求4或10所述的預(yù)應(yīng)力碳纖維片張拉裝置，其特征在于所述千斤頂為一穿心千斤頂，所述張拉螺桿貫穿所述千斤頂，其兩端由墊板、螺母與該千斤頂?shù)膬?nèi)缸相連接。
全文摘要
一種預(yù)應(yīng)力碳纖維片張拉方法及張拉裝置，其中所述的預(yù)應(yīng)力碳纖維片張拉方法由于碳纖維布在張拉前用粘貼樹脂進行整體性處理，處理后的碳纖維片比未處理的碳纖維布受力性能有了大幅度的提高，使張拉控制應(yīng)力得到大幅度提高，能完全發(fā)揮碳纖維片的強度，使加固工程的性價比大幅度提高。本發(fā)明的張拉裝置由于對設(shè)置在被加固構(gòu)件兩側(cè)的兩只千斤頂通過液壓系統(tǒng)同步控制，使與張拉連接板相連接的碳纖維片所受的張拉力均勻；所述水平調(diào)整桿的設(shè)置，可保證千斤頂對張拉連接板、碳纖維片的水平拉力最大，同時，在張拉完成后上述水平調(diào)整桿作為提升桿將張拉好的碳纖維片提升到被加固構(gòu)件，有效地提高了張拉力，使張拉作業(yè)安全、可靠。
文檔編號B28B23/02GK1664274SQ200410006508
公開日2005年9月7日 申請日期2004年3月4日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月4日
發(fā)明者楊良榮 申請人:北京特希達科技有限公司