專利名稱：用于加固鋼結(jié)構(gòu)的纖維板材張拉及固定裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型是涉及土木工程施工設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種用于加固鋼結(jié)構(gòu)的纖
維板材張拉及固定裝置。
背景技術(shù)：
目前，我國有不少鋼結(jié)構(gòu)建筑物由于各種原因需要加固改造，不斷探索更有效、更 合理、更經(jīng)濟的加固方法和加固材料成為當今土木工程領(lǐng)域的一個研究熱點。由于纖維增 強塑料板材具有極強的耐腐蝕性能及耐久性、施工便捷等優(yōu)點，因此將纖維增強塑料板材 用于結(jié)構(gòu)加固是近年來新興的一種加固方法。在現(xiàn)有的加固鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)中纖維增強塑料板 材的應(yīng)用是采用"普通粘貼法"，這種方法存在以下不足 (1)利用纖維增強塑料板材加固鋼結(jié)構(gòu)受彎構(gòu)件時，其高強度的特點僅在鋼梁屈 服后才得以充分發(fā)揮，而在鋼梁屈服前，纖維增強塑料板材所起的作用有限。因此，它對提 高被加固構(gòu)件的屈服荷載的作用不是十分明顯，對受彎構(gòu)件在正常使用階段性能的提高也 有限； (2)鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件往往不僅要求強度加固，還需要剛度加固，而纖維增強塑料板材的 性質(zhì)決定了普通的粘貼工藝不能明顯提高鋼構(gòu)件的剛度。 上述缺陷在一定程度上限制了纖維增強塑料在鋼結(jié)構(gòu)加固領(lǐng)域中的進一步應(yīng)用， 若對纖維增強塑料板材預(yù)先施加一定的預(yù)應(yīng)力，再粘貼到鋼結(jié)構(gòu)表面，即能克服以上技術(shù) 缺陷。 但是采用現(xiàn)有的張拉裝置對鋼結(jié)構(gòu)加固的纖維增強塑料板材施加預(yù)應(yīng)力，又存在 以下技術(shù)難點(l)張拉裝置與混凝土的連接方式一般采用在混凝土開孔用螺栓連接；(2) 由于預(yù)應(yīng)力纖維增強塑料板材的錨具有一定厚度，一般在混凝土保護層開槽以安放錨具， 才能保證纖維增強塑料板材能粘貼在結(jié)構(gòu)表面。而鋼結(jié)構(gòu)的材料特點決定了不能在其表面 過多的開孔或開鑿，因此目前還沒有用于鋼結(jié)構(gòu)加固的纖維板材預(yù)應(yīng)力張拉裝置。

發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的就是提供一種用于加固鋼結(jié)構(gòu)受彎構(gòu)件的纖維板材張拉及固 定裝置，它在保證被加固鋼結(jié)構(gòu)表面不被開鑿破壞的前提下，能夠?qū)w維板材進行張拉以 產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力，并通過固定裝置長期保持一定預(yù)應(yīng)力，有效實現(xiàn)纖維板材層對被加固構(gòu)件的 抗彎強度和剛度的增強作用。 本實用新型的解決方案是這樣的包括有固定支架、張拉支架、固定端錨具以及張 拉端錨具，所述的固定支架的一端有前伸的伸出部，該伸出部的下端與彎曲的轉(zhuǎn)向板的上 表面貼合，在所述的固定支架上設(shè)有卡住所述轉(zhuǎn)向板的卡槽，在所述的固定支架上設(shè)有限 位塊，所述的固定端錨具設(shè)置在所述限位塊的后方；所述的張拉支架的一端有前伸的伸出 部，該伸出部的下端與彎曲的轉(zhuǎn)向板的上表面貼合，在所述的張拉支架上設(shè)有卡住轉(zhuǎn)向板 的卡槽，在所述的張拉支架上設(shè)有移位塊，所述的張拉端錨具是設(shè)置在所述移位塊的后方，在所述張拉支架的后方安裝有千斤頂，在該千斤頂?shù)暮蠓皆O(shè)有頂推橫梁，在該頂推橫梁上 穿裝有螺桿，該螺桿穿過所述張拉支架的后側(cè)板與所述的移位塊連接，在所述的螺桿上位 于所述張拉支架后側(cè)板的外側(cè)設(shè)有螺母。 在上述方案中，所述的轉(zhuǎn)向板以及轉(zhuǎn)向板的一端可以為一段水平形狀，其后為曲 線彎曲形狀；所述的固定支架的伸出部是與所述轉(zhuǎn)向板的水平形狀部位貼合，其伸出部、卡 槽與所述的轉(zhuǎn)向板形成向上彎曲的貼合形狀；所述的張拉支架的伸出部是與轉(zhuǎn)向板的水平 形狀部位貼合，其伸出部、卡槽與轉(zhuǎn)向板形成向上彎曲的貼合形狀；所述的轉(zhuǎn)向板呈曲線彎 曲狀的一端可以是呈凸字型結(jié)構(gòu)，凸字型的肩部作為卡位插接在所述卡槽內(nèi)；所述的轉(zhuǎn)向 板呈曲線彎曲狀的一端可以是呈凸字型結(jié)構(gòu)，凸字型的肩部作為卡位插接在所述卡槽內(nèi)； 所述的轉(zhuǎn)向板上呈水平狀的一段距離可為^ 40mm。 本實用新型的優(yōu)點是 1、由于本實用新型具有一個固定支架和一個張拉支架，兩者采用鋼結(jié)構(gòu)焊接形 成，將纖維板材放在支架上進行張拉，被加固鋼結(jié)構(gòu)受彎構(gòu)件產(chǎn)生反拱形成預(yù)應(yīng)力狀態(tài)，通 過固定裝置使纖維板材長期保持一定的預(yù)應(yīng)力。鋼梁在外荷載的作用下產(chǎn)生彎曲變形趨 勢，處于預(yù)應(yīng)力狀態(tài)下的纖維板材發(fā)揮其高強抗拉作用，提高構(gòu)件的強度和剛度，從而達到 有效增強構(gòu)件抗彎能力的目的。2、由于本實用新型轉(zhuǎn)向板的一端為一段水平形狀，其后為 曲線彎曲形狀，并且固定支架以及張拉支架的伸出部沿其曲線變化與其貼合，相同的曲線 設(shè)計，保證在鋼結(jié)構(gòu)表面不被開鑿破壞的前提下，纖維板材能粘貼在鋼結(jié)構(gòu)的表面。施工裝 置結(jié)構(gòu)簡單，操作方便快捷，適用于加固鋼結(jié)構(gòu)受彎構(gòu)件的纖維板材的預(yù)應(yīng)力張拉及固定。

附圖是本實用新型的實施例。 附圖1是本實用新型的轉(zhuǎn)向板的結(jié)構(gòu)示意圖。 附圖2是附圖1的俯視圖。 附圖3是本實用新型固定端支架的結(jié)構(gòu)示意圖。 附圖4是附圖3的俯視圖。 附圖5是本實用新型張拉端的結(jié)構(gòu)示意圖。 附圖6是附圖5的俯視圖。 附圖7是本實用新型實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式本實施例包括有固定支架1、底板l-l、側(cè)板l-2、卡槽l-3、固定端錨具2、轉(zhuǎn)向板 3 、卡位3-1 、限位塊4、螺母5 、移位塊6 、螺母7 、螺桿8 、千斤頂9 、螺母10 、螺栓11 、頂推橫梁 12、碳纖維板材13、張拉支架14、底板14-1、側(cè)板14-2、轉(zhuǎn)向板15、卡位15_1、螺栓16、張拉 端錨具17。 所述的固定支架1的一端有前伸的伸出部，該伸出部的下端與彎曲的轉(zhuǎn)向板3的 上表面貼合，在所述的固定支架1上設(shè)有卡住所述轉(zhuǎn)向板3的卡槽l-3，在所述的固定支架 1上設(shè)有限位塊4，所述的固定端錨具2設(shè)置在所述限位塊4的后方；所述的張拉支架14的 一端有前伸的伸出部，該伸出部的下端與彎曲的轉(zhuǎn)向板15的上表面貼合，在所述的張拉支
4架14上設(shè)有卡住轉(zhuǎn)向板15的卡槽14-3，在所述的張拉支架14上設(shè)有移位塊6，所述的張 拉端錨具17是設(shè)置在所述移位塊6的后方，在所述張拉支架14的后方安裝有千斤頂9，在 該千斤頂9的后方設(shè)有頂推橫梁12，在該頂推橫梁上穿裝有螺桿8，該螺桿8穿過所述張拉 支架14的后側(cè)板與所述的移位塊6連接，在所述的螺桿8上位于所述張拉支架14后側(cè)板 的外側(cè)設(shè)有螺母7。 所述的轉(zhuǎn)向板3以及轉(zhuǎn)向板15的一端為一段水平形狀，其后為曲線彎曲形狀；所 述的固定支架1的伸出部是與所述轉(zhuǎn)向板3的水平形狀部位貼合，其伸出部、卡槽1-3與所 述的轉(zhuǎn)向板3形成向上彎曲的貼合形狀；所述的張拉支架14的伸出部是與轉(zhuǎn)向板15的水 平形狀部位貼合，其伸出部、卡槽14-3與轉(zhuǎn)向板15形成向上彎曲的貼合形狀。 所述的轉(zhuǎn)向板3呈曲線彎曲狀的一端呈凸字型結(jié)構(gòu)，凸字型的肩部作為卡位3-1 插接在所述卡槽1-3內(nèi)；所述的轉(zhuǎn)向板15呈曲線彎曲狀的一端呈凸字型結(jié)構(gòu)，凸字型的肩 部作為卡位15-1插接在所述卡槽14-3內(nèi)。 所述的轉(zhuǎn)向板3以及轉(zhuǎn)向板15上呈水平狀的一段為^ 40mm。 所述的固定支架1有底板l-l，在該底板1-1上豎立地連接有兩塊側(cè)板l-2，所述 的卡槽1-3是設(shè)在所述的側(cè)板1-2上，所述轉(zhuǎn)向板3呈凸字型形端的凸出部分伸入所述的 兩塊側(cè)板1-2之間，卡位3-1插接在所述的卡槽1-3內(nèi)；所述的張拉支架14有底板14-1 ，在 該底板14-1上豎立地連接有兩塊側(cè)板14-2，所述的卡槽14-3是設(shè)在所述的側(cè)板14-2上， 所述轉(zhuǎn)向板15呈凸字型形端的凸出部分伸入所述的兩塊側(cè)板14-2之間，卡位15-1插接在 所述的卡槽14-3內(nèi)。 位于所述卡槽1-3的后側(cè)在所述的側(cè)板1-2以及所述的轉(zhuǎn)向板3的相應(yīng)位置上分 別設(shè)有螺孔，在螺孔上安裝有螺栓11將兩者固定。 位于所述卡槽14-3的后側(cè)在所述的側(cè)板14-2以及所述的轉(zhuǎn)向板15的相應(yīng)位置 上分別設(shè)有螺孔，在螺孔上安裝有螺栓16將兩者固定。 所述轉(zhuǎn)向板3以及轉(zhuǎn)向板15的曲線彎曲部位是呈圓弧過渡狀。 在圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6、圖7所示的結(jié)構(gòu)中，本實用新型有一個固定支架 1和一個張拉支架14。其中固定支架1有一塊底板l-l，在底板1-1上豎立的焊接有兩塊側(cè) 板l-2，在這兩塊側(cè)板1-2上分別設(shè)有兩個卡槽l-3，在兩塊側(cè)板1-2之間設(shè)有一塊轉(zhuǎn)向板 3，這塊轉(zhuǎn)向板3的一端呈一段長度大于40mm的水平狀，其后呈弧形過渡向上彎曲形狀，另 一端呈凸字型，凸字型的凸出部分伸入兩塊側(cè)板1-2之間，凸字型的肩部作為卡位3-1插入 卡槽1-3內(nèi)將轉(zhuǎn)向板3和側(cè)板1-2聯(lián)接。兩塊側(cè)板1-2的伸出部的下端沿轉(zhuǎn)向板3的曲線 變化與轉(zhuǎn)向板3的上表面貼合。位于卡槽的后側(cè)在轉(zhuǎn)向板3以及兩塊側(cè)板1-2的相應(yīng)位置 上分別開有螺孔，在螺孔內(nèi)安裝螺栓11將轉(zhuǎn)向板3與兩塊側(cè)板固定聯(lián)接。在兩塊側(cè)板1-2 之間安裝有兩個限位塊4，固定端錨具2設(shè)置在所述限位塊4的后方。張拉支架有一塊底板 14-1，在底板14-1上豎立的焊接有兩塊側(cè)板14-2，在這兩塊側(cè)板14-2上分別設(shè)有兩個卡 槽14-3，在兩塊側(cè)板14-2之間設(shè)有一塊轉(zhuǎn)向板15，這塊轉(zhuǎn)向板15的一端呈一段長度大于 40mm的水平狀，其后呈弧形過渡向上彎曲形狀，另一端呈凸字型，凸字型的凸出部分伸入兩 塊側(cè)板14-2之間，凸字型的肩部作為卡位14-1插入卡槽14-3內(nèi)將轉(zhuǎn)向板15和側(cè)板14-2 聯(lián)接。兩塊側(cè)板14-2的伸出部的下端沿轉(zhuǎn)向板15的曲線變化與轉(zhuǎn)向板15的上表面貼合。 位于卡槽14-3的后側(cè)在轉(zhuǎn)向板15以及兩塊側(cè)板14-2的相應(yīng)位置上分別開有螺孔，在螺孔內(nèi)安裝螺栓16將轉(zhuǎn)向板15與兩塊側(cè)板14-2固定聯(lián)接。在張拉支架14上設(shè)有移位塊6，張 拉端錨具17是設(shè)置在所述移位塊6的后方，在張拉支架14的后方安裝有一個千斤頂9，在 該千斤頂9的后方設(shè)有頂推橫梁12，在該頂推橫梁12上穿裝有螺桿8，該螺桿8穿過張拉 支架14的后側(cè)板與移位塊6連接，在所述的螺桿8上位于所述張拉支架14后側(cè)板的外側(cè) 設(shè)有螺母7。 本實用新型在使用時，固定支架1和張拉支架14分別焊接在被加固鋼梁的表面， 將螺桿8穿入張拉支架14，將螺母7穿入螺桿8。碳纖維板材13按下料長度準備好，將移 位塊6穿入纖維板材的張拉端，碳纖維板材13兩端裝好錨具2和張拉端錨具17，并在碳纖 維板材13粘貼面涂上專用環(huán)氧膠。將固定端錨具2放在限位塊4的后面，然后將轉(zhuǎn)向板3 插入固定支架1的卡槽中，用螺栓11將轉(zhuǎn)向板3固定好；移位塊6穿入螺桿8，用螺母5固 定好移位塊6的位置，然后將轉(zhuǎn)向板15插入張拉支架14的卡槽中，用螺栓16將轉(zhuǎn)向板15 固定好，保證碳纖維板材能粘貼于被加固鋼梁的表面。將頂推橫梁12穿入螺桿8，用螺母 10固定頂推橫梁12的位置，通過千斤頂9輸入驅(qū)動外力，使螺桿8帶動移位塊6以及張拉 端錨具水平移動，碳纖維板材13開始被張拉，當達到張拉控制應(yīng)力時，停止驅(qū)動外力，將螺 母7扭緊，從而固定移位塊6，確保千斤頂9回油時碳纖維板材張拉狀態(tài)保持不變。移走千 斤頂，拆下螺母10以及頂推橫梁12，將螺桿8的長度裁至合適長度。
權(quán)利要求一種用于加固鋼結(jié)構(gòu)的纖維板材張拉及固定裝置，包括有固定支架(1)、張拉支架(14)、固定端錨具(2)以及張拉端錨具(17)，其特征在于所述的固定支架(1)的一端有前伸的伸出部，該伸出部的下端與彎曲的轉(zhuǎn)向板(3)的上表面貼合，在所述的固定支架(1)上設(shè)有卡住所述轉(zhuǎn)向板(3)的卡槽(1-3)，在所述的固定支架(1)上設(shè)有限位塊(4)，所述的固定端錨具(2)設(shè)置在所述限位塊(4)的后方；所述的張拉支架(14)的一端有前伸的伸出部，該伸出部的下端與彎曲的轉(zhuǎn)向板(15)的上表面貼合，在所述的張拉支架(14)上設(shè)有卡住轉(zhuǎn)向板(15)的卡槽(14-3)，在所述的張拉支架(14)上設(shè)有移位塊(6)，所述的張拉端錨具(17)是設(shè)置在所述移位塊(6)的后方，在所述張拉支架(14)的后方安裝有千斤頂(9)，在該千斤頂(9)的后方設(shè)有頂推橫梁(12)，在該頂推橫梁上穿裝有螺桿(8)，該螺桿(8)穿過所述張拉支架(14)的后側(cè)板與所述的移位塊(6)連接，在所述的螺桿(8)上位于所述張拉支架(14)后側(cè)板的外側(cè)設(shè)有螺母(7)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于加固鋼結(jié)構(gòu)的纖維板材張拉及固定裝置，其特征在于 所述的轉(zhuǎn)向板(3)以及轉(zhuǎn)向板(15)的一端為一段水平形狀，其后為曲線彎曲形狀；所述的 固定支架(1)的伸出部是與所述轉(zhuǎn)向板(3)的水平形狀部位貼合，其伸出部、卡槽(1-3)與 所述的轉(zhuǎn)向板(3)形成向上彎曲的貼合形狀；所述的張拉支架(14)的伸出部是與轉(zhuǎn)向板(15) 的水平形狀部位貼合，其伸出部、卡槽(14-3)與轉(zhuǎn)向板(15)形成向上彎曲的貼合形 狀。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于加固鋼結(jié)構(gòu)的纖維板材張拉及固定裝置，其特征在于 所述的轉(zhuǎn)向板(3)呈曲線彎曲狀的一端呈凸字型結(jié)構(gòu)，凸字型的肩部作為卡位(3-1)插接 在所述卡槽(1-3)內(nèi)；所述的轉(zhuǎn)向板(15)呈曲線彎曲狀的一端呈凸字型結(jié)構(gòu)，凸字型的肩 部作為卡位(15-1)插接在所述卡槽(14-3)內(nèi)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于加固鋼結(jié)構(gòu)的纖維板材張拉及固定裝置，其特征在于 所述的轉(zhuǎn)向板(3)以及轉(zhuǎn)向板(15)上呈水平狀的一段距離為^40mm。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的用于加固鋼結(jié)構(gòu)的纖維板材張拉及固定裝置，其 特征在于所述的固定支架(1)有底板(l-l)，在該底板(1-1)上豎立地連接有兩塊側(cè)板 (l-2)，所述的卡槽(1-3)是設(shè)在所述的側(cè)板(1-2)上，所述轉(zhuǎn)向板(3)呈凸字型形端的凸 出部分伸入所述的兩塊側(cè)板(1-2)之間，卡位(3-1)插接在所述的卡槽(1-3)內(nèi)；所述的張 拉支架(14)有底板(14-1)，在該底板(14-1)上豎立地連接有兩塊側(cè)板(14-2)，所述的卡 槽(14-3)是設(shè)在所述的側(cè)板(14-2)上，所述轉(zhuǎn)向板(15)呈凸字型形端的凸出部分伸入所 述的兩塊側(cè)板(14-2)之間，卡位(15-1)插接在所述的卡槽(14-3)內(nèi)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于加固鋼結(jié)構(gòu)的纖維板材張拉及固定裝置，其特征在于 位于所述卡槽(1-3)的后側(cè)在所述的側(cè)板(1-2)以及所述的轉(zhuǎn)向板(3)的相應(yīng)位置上分別 設(shè)有螺孔，在螺孔上安裝有螺栓(11)將兩者固定。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于加固鋼結(jié)構(gòu)的纖維板材張拉及固定裝置，其特征在于 位于所述卡槽(14-3)的后側(cè)在所述的側(cè)板(14-2)以及所述的轉(zhuǎn)向板(15)的相應(yīng)位置上 分別設(shè)有螺孔，在螺孔上安裝有螺栓(16)將兩者固定。
8. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于加固鋼結(jié)構(gòu)的纖維板材張拉及固定裝置，其特征在于 所述轉(zhuǎn)向板(3)以及轉(zhuǎn)向板(15)的曲線彎曲部位是呈圓弧過渡狀。
專利摘要一種用于加固鋼結(jié)構(gòu)的纖維板材張拉及固定裝置，包括有固定支架、張拉支架、固定端錨具以及張拉端錨具，其特點是固定支架和張拉支架均采用鋼結(jié)構(gòu)焊接形成，通過固定支架的轉(zhuǎn)向板、固定端錨具對碳纖維板材固定，張拉支架、張拉端錨具以及由千斤頂、螺桿、頂推橫梁等構(gòu)成的張拉移動組件張拉碳纖維板材。其優(yōu)點是它在保證被加固鋼結(jié)構(gòu)表面不被開鑿破壞的前提下，能夠?qū)w維板材進行張拉以產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力，并通過固定裝置長期保持一定預(yù)應(yīng)力，有效實現(xiàn)碳纖維板材層對被加固構(gòu)件的抗彎強度和剛度的增強作用。
文檔編號E04G23/02GK201502182SQ200920302340
公開日2010年6月9日 申請日期2009年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月20日
發(fā)明者張鵬, 朱萬旭, 燕柳斌, 鄧郎妮, 陳華 申請人:廣西工學院