專利名稱：預(yù)應(yīng)力纖維布加固砼結(jié)構(gòu)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于建筑結(jié)構(gòu)工程領(lǐng)域，特別涉及一種預(yù)應(yīng)力纖維布加固砼結(jié)構(gòu)的方法。
背景技術(shù)：
混凝土柱由于承載能力不足或溫度應(yīng)力等外界作用而產(chǎn)生縱向裂縫時，可在其環(huán)
向粘貼纖維布進行加固，以約束縱向裂縫的發(fā)展，提高其承載能力和使用壽命。 纖維布(特別是碳纖維)由于具有優(yōu)異的物理學(xué)性能和良好的粘接性、耐久性以
及耐蝕性，并且具有強度較高、體積小、重量輕等優(yōu)點，在加固混凝土抗拉表面方面得到廣
泛應(yīng)用，比其他結(jié)構(gòu)加固混凝土結(jié)構(gòu)更有優(yōu)勢。 現(xiàn)有技術(shù)中，為發(fā)揮其高強度的優(yōu)勢，通常將碳纖維布在施加預(yù)應(yīng)力條件下再粘 貼在混凝土構(gòu)件表面，可以有效提高纖維布的利用率，同時更好地約束混凝土構(gòu)件表面裂 縫的產(chǎn)生和發(fā)展，利于提高構(gòu)件的承載能力和延長使用壽命。對碳纖維布施加預(yù)應(yīng)力的施 工方法普遍采用沿纖維布縱向張拉技術(shù)，通過在纖維布兩端縱向施加拉力，達到張拉纖維 布的目的。纖維布縱向張拉技術(shù)的施工設(shè)備結(jié)構(gòu)以及施工工藝過于復(fù)雜，提高施工難度，降 低工作效率，且由于纖維布需要較大的張拉力，現(xiàn)有的錨固措施和張拉設(shè)備很難獲得較大 的張拉力，否則會造成纖維布損傷；同時現(xiàn)有的張拉設(shè)備及錨固措施對纖維布的張拉和錨 固不均勻，錨固后容易造成預(yù)應(yīng)力損失，錨固效果差。 因此，需要一種預(yù)應(yīng)力纖維布加固砼結(jié)構(gòu)的方法，所使用的設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單輕便，工 作效率高，操作簡單容易，節(jié)約施工成本，張拉和錨固過程中對纖維布施力均勻，施加較大 張拉力也不會造成纖維布損傷，并不會造成預(yù)應(yīng)力損失。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種預(yù)應(yīng)力纖維布加固砼結(jié)構(gòu)的方法，所使用的 設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單輕便，操作簡單容易，張拉和錨固過程中對纖維布施力均勻，施加較大張拉力 也不會造成纖維布損傷，使纖維布達到較大的縱向張拉力，并不會造成預(yù)應(yīng)力損失，更好地 抑制混凝土柱縱向裂紋產(chǎn)生和發(fā)展的目的，節(jié) 約施工成本，減小工程風(fēng)險，縮短工期，具有顯著的技術(shù)經(jīng)濟綜合效益。
本發(fā)明的預(yù)應(yīng)力纖維布加固砼結(jié)構(gòu)的方法，包括以下步驟 a.布置張拉設(shè)備所述張拉設(shè)備包括張拉反力梁、張拉桿和張拉連接板，所述張
拉反力梁包括固定梁段和張拉梁段，所述固定梁段固定設(shè)置在與砼柱待加固表面相鄰的砼
柱表面，張拉梁段沿橫向延伸出砼柱表面，所述張拉桿平行于砼柱待加固表面一端以可滑
動的方式穿過張拉梁段并連接張拉連接板，另一端螺紋配合設(shè)置張拉螺母； b.布置纖維布將纖維布沿砼柱待加固表面橫向布置，一端通過第一錨具錨固形
成第一錨固段，另一端與張拉連接板固定連接形成張拉段，所述纖維布與砼柱待加固表面
相對的一面涂有粘接劑；所述第一錨具包括第一錨固壓板和固定設(shè)置在砼柱待加固表面的
第一錨固螺栓，所述第一錨固壓板通過第一錨固螺栓將纖維布第一錨固段緊壓在砼柱待加固表面，所述第一錨固段形成向端部逐漸加厚的楔形結(jié)構(gòu)，所述第一錨固段的厚端延伸出 第一錨固壓板；所述張拉連接板為夾板結(jié)構(gòu)，所述張拉連接板通過張拉螺栓夾住張拉段，所 述張拉段形成與第一錨固段加厚方向相反的楔形結(jié)構(gòu)，張拉段厚端延伸出張拉連接板；
c.縱向張拉通過旋緊張拉螺母使張拉桿對纖維布施加縱向張拉力并達到設(shè)定 拉力； d.錨固完成纖維布靠近張拉連接板處通過第二錨具進行錨固形成第二錨固段，
所述第二錨具包括第二錨固壓板和固定設(shè)置在砼柱待加固表面的第二錨固螺栓，所述第二
錨固壓板通過第二錨固螺栓將第二錨固段緊壓在砼柱待加固表面，所述第二錨固段形成與
第一錨固段加厚方向相反的楔形結(jié)構(gòu)，所述第二錨固段的厚端延伸出第二錨固壓板； e.滾壓粘貼通過均勻作用于纖維布外表面的壓力，使纖維布密貼于砼柱待加固表面。 進一步，步驟a中，張拉設(shè)備還包括前支角鋼，所述前支角鋼的內(nèi)角沿豎向卡在砼 柱一角并緊靠張拉反力梁內(nèi)側(cè)承壓面； 進一步，在前支角鋼下端聯(lián)結(jié)有輔助平角鋼，用于輔助支撐張拉板，并使張拉件保 持與被張拉纖維布平直。 進一步，所述纖維布第一錨固段、第二錨固段和張拉段的楔形結(jié)構(gòu)均由纖維布縱 橫交錯疊鋪粘結(jié)而成； 進一步，所述步驟c中，張拉結(jié)束時至少達到設(shè)計拉力的102 % ，并靜定至少2分鐘 后放回至設(shè)計拉力； 進一步，步驟d中，錨固完成后拆除張拉設(shè)備； 還包括步驟f :待粘接劑達到設(shè)計強度后，拆除第一錨固壓板和第二錨固壓板，并 切除設(shè)計粘貼區(qū)域外多余的纖維布，按設(shè)計要求對外表面進行防護處理；
進一步，所述第一錨固段的薄端與第一錨固壓板內(nèi)側(cè)端部的間距至少為lOmm，所 述第二錨固段的薄端與第二錨固壓板內(nèi)側(cè)端部的間距至少為lOmm，張拉段的薄端與張拉連 接板內(nèi)側(cè)端部的間距至少為10mm ; 進一步，沿張拉反力梁縱向設(shè)置條形通孔，所述固定梁段通過穿過條形通孔的螺 栓固定在砼柱表面，所述張拉桿通過條形通孔穿過張拉梁段； 進一步，張拉螺母通過球形鉸接結(jié)構(gòu)緊靠張拉梁段外側(cè)表面，所述張拉螺母與球 形鉸接結(jié)構(gòu)之間設(shè)置平面軸承； 進一步，所述張拉桿上設(shè)置拉力傳感器，所述拉力傳感器的信號輸出端連接拉力 信號處理系統(tǒng)，所述拉力信號處理系統(tǒng)連接數(shù)據(jù)輸出設(shè)備。 本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明的預(yù)應(yīng)力纖維布加固砼結(jié)構(gòu)的方法，纖維布錨固和 張拉受力區(qū)域采用與預(yù)應(yīng)力方向相反的楔形結(jié)構(gòu)，采用較為簡單的張拉反力梁和張拉桿結(jié) 構(gòu)的張拉設(shè)備，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單輕便，操作簡單容易，楔形結(jié)構(gòu)的錨固和張拉受力區(qū)域使張拉 和錨固過程中對纖維布施力均勻，施加較大張拉力也不會造成纖維布損傷，使纖維布達到 較大的縱向張拉力，并不會造成預(yù)應(yīng)力損失，更好地抑制混凝土柱縱向裂紋產(chǎn)生和發(fā)展的 目的；本發(fā)明張拉操作對原混凝土結(jié)構(gòu)損傷小，可大大節(jié)約施工成本，減小工程風(fēng)險，縮短 工期，具有顯著的技術(shù)經(jīng)濟綜合效益。


下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步描述。
圖1為本發(fā)明安裝張拉設(shè)備后結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為圖1A向視圖；
圖3為圖1B向視圖。
具體實施例方式
圖1為本發(fā)明安裝張拉設(shè)備后結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為圖1A向視圖，圖3為圖IB向視 圖，如圖所示本實施例的預(yù)應(yīng)力纖維布加固砼結(jié)構(gòu)的方法，包括以下步驟
a.布置張拉設(shè)備所述張拉設(shè)備包括張拉反力梁8、張拉桿16和張拉連接板6，所 述張拉反力梁8包括固定梁段8a和張拉梁段8b，所述固定梁段8a固定設(shè)置在與砼柱1待 加固表面la相鄰的砼柱表面lb，張拉梁段8b沿橫向延伸出砼柱表面lb，所述張拉桿16平 行于砼柱待加固表面la—端以可滑動的方式穿過張拉梁段8b并連接張拉連接板6，另一端 螺紋配合設(shè)置張拉螺母10，所述張拉螺母10緊靠張拉梁段8b外側(cè)表面，外側(cè)表面是指背向 待加固表面la的一側(cè) b.布置纖維布將纖維布2沿砼柱1待加固表面la橫向布置，一端通過第一錨具 錨固形成第一錨固段2a，另一端與張拉連接板6固定連接形成張拉段2c，所述纖維布2與 砼柱1待加固表面la相對的一面涂有粘接劑，本實施例粘接劑采用涂環(huán)氧水泥漿；所述第 一錨具包括第一錨固壓板14和固定設(shè)置在砼柱1待加固表面la的第一錨固螺栓13，所述 第一錨固壓板14通過第一錨固螺栓13將纖維布2第一錨固段2a緊壓在砼柱1待加固表 面la，所述第一錨固段2a形成向端部逐漸加厚的楔形結(jié)構(gòu)，所述第一錨固段2a的厚端延伸 出第一錨固壓板14 ;所述張拉連接板6為夾板結(jié)構(gòu)，所述張拉連接板6通過張拉螺栓5夾 住張拉段2c，所述張拉段2c形成與第一錨固段2a加厚方向相反的楔形結(jié)構(gòu)，張拉段2c厚 端延伸出張拉連接板6 ;安裝后，纖維布2橫絲與第一錨固壓板14端部邊緣以及張拉連接 板6端部邊緣平行，保證張拉時纖維布均勻受力； c.縱向張拉通過旋緊張拉螺母使張拉桿對纖維布施加縱向張拉力并達到設(shè)定 拉力；縱向是相對于纖維布的縱向而言； d.錨固完成纖維布2靠近張拉連接板6處通過第二錨具進行錨固形成第二錨固 段2b，所述第二錨具包括第二錨固壓板4和固定設(shè)置在砼柱1待加固表面la的第二錨固螺 栓3，所述第二錨固壓板4通過第二錨固螺栓3將第二錨固段2b緊壓在砼柱1待加固表面 la，所述第二錨固段2b形成與第一錨固段2a加厚方向相反的楔形結(jié)構(gòu)，所述第二錨固段2b 的厚端延伸出第二錨固壓板4; e.滾壓粘貼通過均勻作用于纖維布2外表面的壓力，使纖維布2密貼于砼柱1待 加固表面la ;本實施例采用滾筒反復(fù)碾壓，使設(shè)計粘貼區(qū)域碳纖維布滿足侵漬要求；檢查 碳纖維布與待加固表面la的密貼情況，如果存在局部輕微不密貼，則可用大型注射器灌注 環(huán)氧樹脂確?？煽空辰Y(jié)；如果不密貼區(qū)域過長，則應(yīng)增加壓板使其密貼。
本實施例中，步驟a中，張拉設(shè)備還包括前支角鋼7，所述前支角鋼7的內(nèi)角沿豎向 卡在砼柱1一角并緊靠張拉反力梁8內(nèi)側(cè)承壓面，內(nèi)側(cè)承壓面是指張拉反力梁緊靠砼柱表 面lb的一側(cè)；在張拉時前支角鋼7可有效防止張拉反力梁8對砼柱1角造成損傷，從而保證砼柱1的使用性能和外觀不被破壞。 本實施例中，在前支角鋼7下端聯(lián)結(jié)有輔助平角鋼12，用于輔助支撐張拉板，并使 張拉件保持與被張拉纖維布平直。 本實施例中，所述纖維布2第一錨固段2a、第二錨固段2b和張拉段2c的楔形結(jié)構(gòu) 均由纖維布2縱橫交錯疊鋪粘結(jié)而成；保證受力狀態(tài)。 本實施例中，所述步驟c中，張拉過程中，分階段張拉纖維布2至設(shè)計噸位，本實施 例采用五階段張拉，每階段張拉后停止30秒以上后觀察有無異常情況，如果沒有，則繼續(xù) 張拉；否則查找原因及時調(diào)整至正常工作狀況。 本實施例中，所述步驟c中，張拉結(jié)束時至少達到設(shè)計拉力的102%，并靜定至少2
分鐘后放回至設(shè)計拉力；以減少松弛損失。
本實施例中，步驟d中，錨固完成后拆除張拉設(shè)備； 還包括步驟f :待粘接劑達到設(shè)計強度后，拆除第一錨固壓板14和第二錨固壓板 4，并切除設(shè)計粘貼區(qū)域外多余的纖維布，按設(shè)計要求對外表面進行防護處理。
本實施例中，所述第一錨固段2a的薄端與第一錨固壓板14內(nèi)側(cè)端部的間距至少 為10mm，所述第二錨固段2b的薄端與第二錨固壓板4內(nèi)側(cè)端部的間距至少為10mm，張拉段 2c的薄端與張拉連接板6內(nèi)側(cè)端部的間距至少為10mm ;可保證夾持厚度不高于楔形結(jié)構(gòu)的 厚端，保證夾持的穩(wěn)定性和牢固性。 本實施例中，沿張拉反力梁8縱向設(shè)置條形通孔8c，所述固定梁段8a通過穿過條 形通孔8c的螺栓17固定在砼柱表面lb，所述張拉桿16通過條形通孔8c穿過張拉梁段8b ; 可以調(diào)整張拉反力梁8沿砼柱表面lb的橫向位置，從而使張拉設(shè)備的通用性較強。
本實施例中，張拉螺母10通過球形鉸接結(jié)構(gòu)9緊靠張拉梁段外側(cè)表面，所述張拉 螺母10與球形鉸接結(jié)構(gòu)9之間設(shè)置平面軸承11 ;球形鉸接結(jié)構(gòu)9使張拉螺母10以自動適 應(yīng)張拉桿與張拉梁段外側(cè)表面非理想垂直情況，對中適應(yīng)性較強，保證張拉過程纖維布受 力的均勻性，平面軸承11能減小通過旋緊螺母達到張拉目的的摩擦力，從而降低施工力。
本實施例中，所述張拉桿16上設(shè)置拉力傳感器15，所述拉力傳感器15的信號輸出 端連接拉力信號處理系統(tǒng)(圖中沒有標出)，所述拉力信號處理系統(tǒng)連接數(shù)據(jù)輸出設(shè)備，施 工過程中，根據(jù)較為直觀的拉力數(shù)據(jù)進行張拉，利于保證張拉質(zhì)量。 最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較 佳實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(fā)明的技 術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本 發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
一種預(yù)應(yīng)力纖維布加固砼結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于包括以下步驟a.布置張拉設(shè)備所述張拉設(shè)備包括張拉反力梁、張拉桿和張拉連接板，所述張拉反力梁包括固定梁段和張拉梁段，所述固定梁段固定設(shè)置在與砼柱待加固表面相鄰的砼柱表面，張拉梁段沿橫向延伸出砼柱表面，所述張拉桿平行于砼柱待加固表面一端以可滑動的方式穿過張拉梁段并連接張拉連接板，另一端螺紋配合設(shè)置張拉螺母；b.布置纖維布將纖維布沿砼柱待加固表面橫向布置，一端通過第一錨具錨固形成第一錨固段，另一端與張拉連接板固定連接形成張拉段，所述纖維布與砼柱待加固表面相對的一面涂有粘接劑；所述第一錨具包括第一錨固壓板和固定設(shè)置在砼柱待加固表面的第一錨固螺栓，所述第一錨固壓板通過第一錨固螺栓將纖維布第一錨固段緊壓在砼柱待加固表面，所述第一錨固段形成向端部逐漸加厚的楔形結(jié)構(gòu)，所述第一錨固段的厚端延伸出第一錨固壓板；所述張拉連接板為夾板結(jié)構(gòu)，所述張拉連接板通過張拉螺栓夾住張拉段，所述張拉段形成與第一錨固段加厚方向相反的楔形結(jié)構(gòu)，張拉段厚端延伸出張拉連接板；c.縱向張拉通過旋緊張拉螺母使張拉桿對纖維布施加縱向張拉力并達到設(shè)定拉力；d.錨固完成纖維布靠近張拉連接板處通過第二錨具進行錨固形成第二錨固段，所述第二錨具包括第二錨固壓板和固定設(shè)置在砼柱待加固表面的第二錨固螺栓，所述第二錨固壓板通過第二錨固螺栓將第二錨固段緊壓在砼柱待加固表面，所述第二錨固段形成與第一錨固段加厚方向相反的楔形結(jié)構(gòu)，所述第二錨固段的厚端延伸出第二錨固壓板；e.滾壓粘貼通過均勻作用于纖維布外表面的壓力，使纖維布密貼于砼柱待加固表面。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)應(yīng)力纖維布加固砼結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于步驟a中，張 拉設(shè)備還包括前支角鋼，所述前支角鋼的內(nèi)角沿豎向卡在砼柱一角并緊靠張拉反力梁內(nèi)側(cè) 承壓面。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的預(yù)應(yīng)力纖維布加固砼結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于所述步驟a 中，在前支角鋼下端聯(lián)結(jié)有輔助平角鋼，用于輔助支撐張拉板，并使張拉件保持與被張拉纖 維布平直。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的預(yù)應(yīng)力纖維布加固砼結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于所述纖維布 第一錨固段、第二錨固段和張拉段的楔形結(jié)構(gòu)均由纖維布縱橫交錯疊鋪粘結(jié)而成。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的預(yù)應(yīng)力纖維布加固砼結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于所述步驟c 中，張拉結(jié)束時至少達到設(shè)計拉力的102%，并靜定至少2分鐘后放回至設(shè)計拉力。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的預(yù)應(yīng)力纖維布加固砼結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于步驟d中，錨 固完成后拆除張拉設(shè)備；還包括步驟f :待粘接劑達到設(shè)計強度后，拆除第一錨固壓板和第二錨固壓板，并切除設(shè)計粘貼區(qū)域外多余的纖維布，按設(shè)計要求對外表面進行防護處理。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的預(yù)應(yīng)力纖維布加固砼結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于所述第一錨固段的薄端與第一錨固壓板內(nèi)側(cè)端部的間距至少為lOmm，所述第二錨固段的薄端與第二 錨固壓板內(nèi)側(cè)端部的間距至少為10mm，張拉段的薄端與張拉連接板內(nèi)側(cè)端部的間距至少為 10mm。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的預(yù)應(yīng)力纖維布加固砼結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于沿張拉反力 梁縱向設(shè)置條形通孔，所述固定梁段通過穿過條形通孔的螺栓固定在砼柱表面，所述張拉桿通過條形通孔穿過張拉梁段。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的預(yù)應(yīng)力纖維布加固砼結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于張拉螺母通 過球形鉸接結(jié)構(gòu)緊靠張拉梁段外側(cè)表面，所述張拉螺母與球形鉸接結(jié)構(gòu)之間設(shè)置平面軸 承。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1至9任一權(quán)利要求所述的預(yù)應(yīng)力纖維布加固砼結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于所述張拉桿上設(shè)置拉力傳感器，所述拉力傳感器的信號輸出端連接拉力信號處理系 統(tǒng)，所述拉力信號處理系統(tǒng)連接數(shù)據(jù)輸出設(shè)備。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種預(yù)應(yīng)力纖維布加固砼結(jié)構(gòu)的方法，纖維布錨固和張拉受力區(qū)域采用與預(yù)應(yīng)力方向相反的楔形結(jié)構(gòu)，采用較為簡單的張拉反力梁和張拉桿結(jié)構(gòu)的張拉設(shè)備，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單輕便，操作簡單容易，楔形結(jié)構(gòu)的錨固和張拉受力區(qū)域使張拉和錨固過程中對纖維布施力均勻，施加較大張拉力也不會造成纖維布損傷，使纖維布達到較大的縱向張拉力，并不會造成預(yù)應(yīng)力損失，更好地抑制混凝土柱縱向裂紋產(chǎn)生和發(fā)展的目的；本發(fā)明張拉操作對原混凝土結(jié)構(gòu)損傷小，可大大節(jié)約施工成本，減小工程風(fēng)險，縮短工期，具有顯著的技術(shù)經(jīng)濟綜合效益。
文檔編號E04G21/12GK101713252SQ20091019149
公開日2010年5月26日 申請日期2009年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月17日
發(fā)明者周勁宇, 周志祥 申請人:周勁宇;周志祥