專利名稱：一種采用預(yù)應(yīng)力碳纖維板加固梁的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種工程結(jié)構(gòu)加固裝置，特別是關(guān)于一種采用預(yù)應(yīng)力碳纖維板加 固梁的裝置。
背景技術(shù)：
工程結(jié)構(gòu)隨著使用時(shí)間的增長會導(dǎo)致老化，因?yàn)槭褂霉δ艿母淖儭⒐こ藤|(zhì)量存在 問題及遭受自然災(zāi)害等原因需要采取補(bǔ)強(qiáng)加固措施。傳統(tǒng)的加固方法主要有加大截面法、 外包鋼加固法、外部粘鋼加固法、預(yù)應(yīng)力加固法、增設(shè)支點(diǎn)加固法、裂縫修補(bǔ)法以及噴射混 凝土加固法等。與傳統(tǒng)的加固法相比，碳纖維復(fù)合材料(CFRP，Carbon Fiber Reinforced Polymers)加固法具有強(qiáng)度高、施工便捷高效、抗化學(xué)腐蝕能力優(yōu)異、適用性好等優(yōu)點(diǎn)，因 此，得到了廣泛應(yīng)用。盡管碳纖維復(fù)合材料具有很高的強(qiáng)度，但彈性模量較低，其強(qiáng)度的發(fā) 揮是以變形為代價(jià)的，因而其高強(qiáng)度很難得到充分發(fā)揮，而預(yù)應(yīng)力碳纖維加固可以很好地 解決該問題。但是，由于碳纖維板的抗拉強(qiáng)度很高、表面光滑且其抗剪強(qiáng)度很低，因此預(yù)應(yīng) 力碳纖維板加固的張拉錨固問題至今未能很好地解決。
發(fā)明內(nèi)容針對上述問題，本實(shí)用新型的目的是提供一種采用預(yù)應(yīng)力碳纖維板加固梁的裝置。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取以下技術(shù)方案一種采用預(yù)應(yīng)力碳纖維板加固 梁的裝置，其特征在于它包括將碳纖維板兩端固定在被加固梁上的錨固裝置，設(shè)置在所述 兩錨固裝置之間用于在所述碳纖維板上形成預(yù)應(yīng)力的張拉裝置，以及當(dāng)施加在所述碳纖維 板上的預(yù)應(yīng)力達(dá)到設(shè)計(jì)值時(shí)，用于替換各所述張拉裝置的混凝土墊塊。在兩所述錨固裝置之間設(shè)置有一個以上連接被加固梁和碳纖維板的拉接裝置，且 在所述兩錨固裝置之間設(shè)置兩個以上張拉裝置。所述錨固裝置包括上鋼夾板、下鋼夾板和高強(qiáng)螺栓，所述碳纖維板通過粘結(jié)樹脂 和高強(qiáng)螺栓固定在所述上鋼夾板和下鋼夾板之間，并通過螺栓固定在所述被加固梁上。所述上鋼夾板和下鋼夾板為對稱結(jié)構(gòu)，均包括前錨固端和后錨固端；所述前錨固 端的中線兩側(cè)設(shè)置夾持螺孔，固定在兩側(cè)所述夾持螺孔中的高強(qiáng)螺栓位于所述碳纖維板的 兩側(cè)，所述后錨固端的中線上設(shè)置中線螺孔，固定在所述中線螺孔中的高強(qiáng)螺栓穿過所述 碳纖維板。本實(shí)用新型由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn)1、本實(shí)用新型由于在碳纖 維板的兩端分別設(shè)置一錨固裝置，同時(shí)將錨固裝置采用膠體粘結(jié)、鋼板夾持和碳纖維板穿 孔的混合錨固方式，因此有效地解決了碳纖維板不易錨固的問題。2、本實(shí)用新型通過張拉 裝置來調(diào)節(jié)碳纖維板與被加固梁之間的距離，因此可以通過常規(guī)計(jì)算實(shí)現(xiàn)定量張拉碳纖維 板的效果。3、本實(shí)用新型由于是對碳纖維板采用橫向張拉，因此其施加的張拉力遠(yuǎn)低于傳 統(tǒng)縱向張拉力。4、本實(shí)用新型的預(yù)應(yīng)力張拉、錨固裝置可根據(jù)被加固梁的長度不同，采用分段張拉的方式進(jìn)行張拉，因此可以避免碳纖維板的橫向變形過大。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，施 工操作方便，它可以廣泛應(yīng)用于各種不同工程結(jié)構(gòu)的加固過程中。
圖1是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖圖2是本實(shí)用新型的錨固裝置結(jié)構(gòu)示意圖圖3是本發(fā)明上、下鋼夾板連接俯視示意圖具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型的進(jìn)行詳細(xì)的描述。如圖1所示，本實(shí)用新型裝置包括分別設(shè)置在碳纖維板1兩端的錨固裝置2，設(shè)置 在兩錨固裝置2之間預(yù)應(yīng)力張拉裝置3和拉接裝置4。如圖2所示，錨固裝置2采取膠體粘結(jié)、鋼板夾持、碳纖維板穿孔的混合錨固方式， 其包括上鋼夾板21、下鋼夾板22和高強(qiáng)螺栓23。如圖3所示，上鋼夾板21和下鋼夾板22 的大小和結(jié)構(gòu)相同、厚度可以是IOmm的鋼板，上鋼夾板21和下鋼夾板22均為中線對稱的 結(jié)構(gòu)。以上鋼夾板21為例，其可以分為前錨固端24和后錨固端25，前錨固端24沿中線對 稱設(shè)置有兩組夾持螺孔26，兩組夾持螺孔26分別位于連接后的碳纖維板1兩側(cè)，使高強(qiáng)螺 栓23不穿過碳纖維板1，不會對碳纖維板1的強(qiáng)度造成影響。后錨固端25的中線上設(shè)置 多個中線螺孔27，由于中線螺孔27位于碳纖維板1的端部，即使高強(qiáng)螺栓23從碳纖維板1 上穿過，對其強(qiáng)度的影響也比較小。本實(shí)用新型將碳纖維板1置于上鋼夾板21和下鋼夾板 22之間，用粘結(jié)樹脂將上鋼夾板21、碳纖維板1和下鋼夾板22粘結(jié)在一起，并通過高強(qiáng)螺 栓23將三者固定。上述錨固裝置2的實(shí)施例中，上鋼夾板21和下鋼夾板22與碳纖維板1的接觸部 位應(yīng)進(jìn)行打磨處理，以增大摩擦力。上述實(shí)施例中，張拉裝置3和拉接裝置4的個數(shù)可以根據(jù)碳纖維板1的實(shí)際長度 確定，比如設(shè)置兩個拉接裝置4，在兩個拉接裝置4之間的碳纖維板1與被加固梁5之間，就 需要增設(shè)一張拉裝置3。如果拉接裝置4的數(shù)量繼續(xù)增多，張拉裝置3的數(shù)量亦相應(yīng)增加。上述實(shí)施例中，如果被加固梁5比較短，中部的拉接裝置4也可以不設(shè)置，而直接 在兩錨固裝置2之間設(shè)置一個張拉裝置3。另外拉接裝置4設(shè)置時(shí)，可以是在碳纖維板1的 底部托一塊鋼板，而將鋼板用螺栓固定在被加固梁上，螺栓不穿過碳纖維板1，而位于碳纖 維板1的兩側(cè)。本實(shí)用新型使用時(shí)包括以下步驟1、在不損傷被加固梁5自身結(jié)構(gòu)的前提下，在被加固位置打孔，將兩個錨固裝置2 通過螺栓固定在被加固梁5上，在兩錨固裝置2之間不設(shè)或設(shè)置至少一個拉接裝置4 (如圖 1所示)。2、將碳纖維板1的中部穿過拉接裝置4，將碳纖維板1的兩端通過錨固裝置2錨固 在被加固梁5上，如果不設(shè)置拉接裝置4就直接通過錨固裝置2錨固碳纖維板1。3、在碳纖維板1與被加固梁5之間設(shè)置一個(不設(shè)拉接裝置4的情況下)或一個 以上張拉裝置3，張拉裝置3分別位于兩錨固裝置2之間(不設(shè)拉接裝置4的情況下)，或 每一錨固裝置2與拉接裝置4之間，或各拉接裝置4之間，通過張拉裝置3對碳纖維板1施 加與被加固梁5方向相反的作用力，將碳纖維板1拉離被加固梁5。碳纖維板1由于橫向變
4形產(chǎn)生的預(yù)應(yīng)力，可根據(jù)其材料的彈性模量結(jié)合碳纖維板1相對于被加固梁5的位移進(jìn)行計(jì)算。4、通過調(diào)節(jié)張拉裝置3調(diào)節(jié)碳纖維板1應(yīng)力值達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，通過設(shè)置在被加 固梁5與碳纖維板1之間的混凝土墊塊6替代張拉裝置3，以保持對碳纖維板1的張拉狀 態(tài)。以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技 術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，進(jìn)行的改進(jìn)和變化不應(yīng)排除在本實(shí)用新 型的保護(hù)范圍之外。
權(quán)利要求一種采用預(yù)應(yīng)力碳纖維板加固梁的裝置，其特征在于它包括將碳纖維板兩端固定在被加固梁上的錨固裝置，設(shè)置在所述兩錨固裝置之間用于在所述碳纖維板上形成預(yù)應(yīng)力的張拉裝置，以及當(dāng)施加在所述碳纖維板上的預(yù)應(yīng)力達(dá)到設(shè)計(jì)值時(shí)，用于替換各所述張拉裝置的混凝土墊塊。
2.如權(quán)利要求1所述的一種采用預(yù)應(yīng)力碳纖維板加固梁的裝置，其特征在于在兩所 述錨固裝置之間設(shè)置有一個以上連接被加固梁和碳纖維板的拉接裝置，且在所述兩錨固裝 置之間設(shè)置兩個以上張拉裝置。
3.如權(quán)利要求1或2所述的一種采用預(yù)應(yīng)力碳纖維板加固梁的裝置，其特征在于所 述錨固裝置包括上鋼夾板、下鋼夾板和高強(qiáng)螺栓，所述碳纖維板通過粘結(jié)樹脂和高強(qiáng)螺栓 固定在所述上鋼夾板和下鋼夾板之間，并通過螺栓固定在所述被加固梁上。
4.如權(quán)利要求3所述的一種采用預(yù)應(yīng)力碳纖維板加固梁的裝置，其特征在于所述上 鋼夾板和下鋼夾板為對稱結(jié)構(gòu)，均包括前錨固端和后錨固端；所述前錨固端的中線兩側(cè)設(shè) 置夾持螺孔，固定在兩側(cè)所述夾持螺孔中的高強(qiáng)螺栓位于所述碳纖維板的兩側(cè)，所述后錨 固端的中線上設(shè)置中線螺孔，固定在所述中線螺孔中的高強(qiáng)螺栓穿過所述碳纖維板。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種采用預(yù)應(yīng)力碳纖維板加固梁的裝置，其特征在于它包括將碳纖維板兩端固定在被加固梁上的錨固裝置，設(shè)置在所述兩錨固裝置之間用于在所述碳纖維板上形成預(yù)應(yīng)力的張拉裝置，以及當(dāng)施加在所述碳纖維板上的預(yù)應(yīng)力達(dá)到設(shè)計(jì)值時(shí)，用于替換各所述張拉裝置的混凝土墊塊。本實(shí)用新型專門設(shè)置了碳纖維板兩端的錨固裝置，通過張拉裝置來調(diào)節(jié)碳纖維板與被加固梁之間的距離，實(shí)現(xiàn)對碳纖維板的橫向張拉，不但結(jié)構(gòu)簡單，施工操作也方便，它可以廣泛應(yīng)用于各種不同工程結(jié)構(gòu)的加固過程中。
文檔編號E04G23/04GK201649685SQ20092027471
公開日2010年11月24日 申請日期2009年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月10日
發(fā)明者徐福泉, 李東彬, 趙基達(dá), 黃竟強(qiáng) 申請人:中國建筑科學(xué)研究院;建研科技股份有限公司