一種預(yù)應(yīng)力纖維片材加固柱的裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種預(yù)應(yīng)力纖維片材加固柱的裝置，包括錨固于混凝土柱上的固定端錨具、張拉端錨具，與固定端錨具、張拉端錨具連接的凸型液壓千斤頂；還包括二分夾片式夾具，帶有柱帽的圓柱焊接于夾片式夾具上表面，嵌套于圓柱外的套筒通過頂壓桿連接于凸型液壓千斤頂上；纖維片材一端由張拉端的夾片式夾具夾持，另一端錨固于固定端錨具?？梢詫ν獍募庸讨睦w維片材有效施加預(yù)應(yīng)力，有效夾持纖維布等較薄的纖維片材和纖維板等較厚的纖維片材，并能保持較高的預(yù)應(yīng)力，減小了鋼材用量，節(jié)約加固成本，施工快速方便，方便在工程加固中推廣使用。
【專利說明】
一種預(yù)應(yīng)力纖維片材加固柱的裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及土建交通技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種預(yù)應(yīng)力纖維片材加固柱的裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]由于材料老化、施工質(zhì)量、自然或人為等因素的影響，現(xiàn)有的很多鋼筋混凝土工程急待修復(fù)和加固，世界各國每年都要為此耗費巨資。纖維片材具有輕質(zhì)、高強、耐腐蝕，將纖維片材粘貼在構(gòu)件表面受拉，可以增強和改善構(gòu)件的受力性能。然而對鋼筋混凝土柱僅僅采用纖維片材外包加固技術(shù)，是一種被動加固技術(shù)，有著應(yīng)力滯后，對使用階段性能無改善，承載能力提高幅度有限的缺點。采用剛度大的纖維片材并對其施加預(yù)應(yīng)力是解決上述工程問題的有效方法。通過對纖維片材施加預(yù)應(yīng)力，并通過專用的錨具錨固在鋼筋混凝土柱上，能夠提高纖維片材的強度利用率，能較好地改善被加固柱的使用階段的性能，有效控制裂縫的發(fā)展，減少柱的變形，將被動加固變?yōu)橹鲃蛹庸?。將預(yù)應(yīng)力技術(shù)引進纖維片材外貼加固柱有著非常重要的意義和作用。但目前尚未見有能在實際工程應(yīng)用的預(yù)應(yīng)力纖維片材加固柱的裝置及方法，僅見有少量預(yù)應(yīng)力纖維布加固柱的裝置，但僅限于實驗室室內(nèi)應(yīng)用，無法在工程中大規(guī)模推廣;而對于較厚的預(yù)應(yīng)力纖維板，目前都僅用于加固梁板，尚未見有預(yù)應(yīng)力纖維板加固柱的裝置及其方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]發(fā)明目的:為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種預(yù)應(yīng)力纖維片材加固柱的裝置及方法。
[0004]技術(shù)方案:為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的一種預(yù)應(yīng)力纖維片材加固柱的裝置，包括錨固于混凝土柱上的固定端錨具、張拉端錨具，與固定端錨具、張拉端錨具連接的凸型液壓千斤頂;還包括二分夾片式夾具，帶有柱帽的圓柱焊接于夾片式夾具上表面，嵌套于圓柱外的套筒通過頂壓桿連接于凸型液壓千斤頂上；纖維片材一端由張拉端的夾片式夾具夾持，另一端錨固于固定端錨具。
[0005]其中，固定端錨具、張拉端錨具由錨杯、夾片組成，且錨杯上開有兩組螺紋孔，一組孔用于植筋錨固于柱上，另一組孔用于螺桿連接固定端錨具、張拉端錨具和凸型液壓千斤頂。
[0006]其中，凸型液壓千斤頂形狀為凸形，由液壓千斤頂和凸型鋼外套連接組成，其通過凸型鋼外套兩個翼板固定于固定端錨具和張拉端錨具上。
[0007]其中，二分夾片式夾具由兩個錨杯和夾片組成，兩個錨杯通過高強螺栓連接。
[0008]其中，套筒的直徑大于圓柱的直徑，套筒的高度與圓柱相同，套筒能夠在圓柱和柱帽的約束下自由轉(zhuǎn)動。
[0009]其中，纖維片材為碳纖維片材、玄武巖纖維片材、玻璃纖維片材、芳綸纖維片材中的一種，或者碳纖維片材、玄武巖纖維片材、玻璃纖維片材、芳綸纖維片材與鋼纖維復(fù)合片材。
[0010]一種預(yù)應(yīng)力纖維片材加固柱的方法，包括以下步驟:
[0011 ] (I)在混凝土柱上植螺栓，固定端錨具、張拉端錨具通過螺栓固定于柱上；
[0012](2)纖維片材穿過張拉端錨具的錨杯，兩端通過夾片分別錨固于二分夾片式夾具和固定端錨具；
[0013](3)凸型液壓千斤頂錨固于張拉端錨具上；
[0014](4)連接頂壓桿和圓柱，頂壓千斤頂，對纖維片材施加預(yù)應(yīng)力；
[0015](5)待纖維片材預(yù)應(yīng)力達到要求后，將夾片楔緊入張拉端錨具的錨杯中固定纖維片材；
[0016](6)卸下二分夾片式夾具的螺桿，達到預(yù)應(yīng)力放張的目的，并拆除二分夾片式夾具和凸型液壓千斤頂。
[0017]其中，纖維片材為碳纖維片材、玄武巖纖維片材、玻璃纖維片材、芳綸纖維片材中的一種，或者碳纖維片材、玄武巖纖維片材、玻璃纖維片材、芳綸纖維片材與鋼纖維復(fù)合片材。
[0018]有益效果:本發(fā)明的一種預(yù)應(yīng)力纖維片材加固柱的裝置及方法，具有以下有益效果:
[0019]1.可以對外包的加固柱的纖維片材有效施加預(yù)應(yīng)力，從而能夠提高纖維片材的強度利用率，能較好地改善被加固柱的使用階段的性能，有效控制裂縫的發(fā)展，減少柱的變形，將被動加固變?yōu)橹鲃蛹庸獭?br>[0020]2.可以有效夾持纖維布等較薄的纖維片材和纖維板等較厚的纖維片材，并能保持較高的預(yù)應(yīng)力。
[0021]3.由于施加預(yù)應(yīng)力可以提高纖維片材的強度利用率，因而在提高相同的承載力的前提下，可以大大節(jié)約纖維片材的用量，且由于除了兩個錨具以外，其他構(gòu)件均可重復(fù)使用，減小了鋼材用量，節(jié)約加固成本。
[0022]4.施工快速方便，方便在工程加固中推廣使用。
【附圖說明】
[0023 ]圖1為本發(fā)明三維立體示意圖；
[0024]圖2為本發(fā)明預(yù)應(yīng)力纖維片材加固柱的裝置的俯視圖；
[0025]圖3為本發(fā)明預(yù)應(yīng)力纖維片材加固柱的裝置的主視圖；
[0026]圖4為本發(fā)明的凸型液壓千斤頂?shù)闹饕晥D；
[0027]圖5為本發(fā)明的凸型液壓千斤頂?shù)难鲆晥D。
[0028]圖中:I一固定端錨具，2—高強螺栓，3—凸型液壓千斤頂，4一二分夾片式夾具，5一柱帽，6一圓柱，7一套筒，8一頂壓桿，9一纖維片材，10一張拉端銷具，11一混凝土柱，12—液壓千斤頂，13—凸型鋼外套。
【具體實施方式】
[0029]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作更進一步的說明。
[0030]如圖1，圖2，圖3所示，本發(fā)明的一種預(yù)應(yīng)力纖維片材加固柱的裝置，包括錨固于混凝土柱11上的固定端錨具1、張拉端錨具10，與固定端錨具1、張拉端錨具10連接的凸型液壓千斤頂3;還包括二分夾片式夾具4，帶有柱帽5的圓柱6焊接于夾片式夾具4上表面，嵌套于圓柱6外的套筒7通過頂壓桿8連接于凸型液壓千斤頂3上;纖維片材9 一端由張拉端的夾片式夾具4夾持，另一端錨固于固定端錨具I，固定端錨具1、張拉端錨具10由錨杯、夾片組成，且錨杯上開有兩組螺紋孔，一組孔用于植筋錨固于柱上，另一組孔用于螺桿連接固定端錨具1、張拉端錨具10和凸型液壓千斤頂3，凸型液壓千斤頂3形狀為凸形，由液壓千斤頂12和凸型鋼外套13連接組成，其通過凸型鋼外套13兩個翼板固定于固定端錨具I和張拉端錨具10上。二分夾片式夾具4由兩個錨杯和夾片組成，兩個錨杯通過高強螺栓2連接，套筒7的直徑大于圓柱6的直徑，套筒7的高度與圓柱6相同，套筒7能夠在圓柱6和柱帽5的約束下自由轉(zhuǎn)動，纖維片材9為碳纖維片材、玄武巖纖維片材、玻璃纖維片材、芳綸纖維片材中的一種，或者碳纖維片材、玄武巖纖維片材、玻璃纖維片材、芳綸纖維片材與鋼纖維復(fù)合片材。其中，固定端錨具和張拉端錨具開有4排12個螺紋孔，其中內(nèi)兩排通過高強螺栓植筋與柱體連接，外兩排通過高強螺栓與凸型液壓千斤頂連接，用以固定凸型液壓千斤頂。套筒直徑比圓柱大1mm，確保套筒能夠在圓柱和柱帽的約束下自由轉(zhuǎn)動，但不能上下移動，從而實現(xiàn)鉸接的目的。二分夾片式夾具開有2排6個螺紋孔，通過高強螺栓將兩個分開的錨杯組裝成一個錨杯。其中，凸型液壓千斤頂3形狀為凸形，由液壓千斤頂12和凸型鋼外套13連接組成，其通過凸型鋼外套13兩個翼板固定于固定端錨具I和張拉端錨具10上。
[0031]本發(fā)明還提供一種預(yù)應(yīng)力纖維片材加固柱的方法，包括以下步驟:
[0032](I)在混凝土柱11上植螺栓2，固定端錨具1、張拉端錨具10通過螺栓2固定于柱上；
[0033](2)纖維片材9穿過張拉端錨具10的錨杯，兩端通過夾片分別錨固于二分夾片式夾具4和固定端錨具I;
[0034](3)凸型液壓千斤頂3錨固于張拉端錨具1上；
[0035](4)連接頂壓桿8和圓柱6，頂壓千斤頂，對纖維片材9施加預(yù)應(yīng)力；
[0036](5)待纖維片材9預(yù)應(yīng)力達到要求后，將夾片楔緊入張拉端錨具10的錨杯中固定纖維片材9;
[0037](6)卸下二分夾片式夾具4的螺桿，達到預(yù)應(yīng)力放張的目的，并拆除二分夾片式夾具4和凸型液壓千斤頂3，最后進行噴涂砂漿的表面保護措施。
[0038]纖維片材9為碳纖維片材、玄武巖纖維片材、玻璃纖維片材、芳綸纖維片材中的一種，或者碳纖維片材、玄武巖纖維片材、玻璃纖維片材、芳綸纖維片材與鋼纖維復(fù)合片材。
[0039]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，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，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種預(yù)應(yīng)力纖維片材加固柱的裝置，其特征在于:包括錨固于混凝土柱(11)上的固定端錨具(1)、張拉端錨具(10)，與固定端錨具(1)、張拉端錨具(10)連接的凸型液壓千斤頂(3);還包括二分夾片式夾具(4)，帶有柱帽(5)的圓柱(6)焊接于夾片式夾具(4)上表面，嵌套于圓柱(6)外的套筒(7)通過頂壓桿(8)連接于凸型液壓千斤頂(3)上;纖維片材(9) 一端由張拉端的夾片式夾具(4)夾持，另一端錨固于固定端錨具(I)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種預(yù)應(yīng)力纖維片材加固柱的裝置，其特征在于:其中，固定端錨具(1)、張拉端錨具(10)由錨杯、夾片組成，且錨杯上開有兩組螺紋孔，一組孔用于植筋錨固于柱上，另一組孔用于螺桿連接固定端錨具(I)、張拉端錨具(10)和凸型液壓千斤頂⑶。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種預(yù)應(yīng)力纖維片材加固柱的裝置，其特征在于:其中，凸型液壓千斤頂(3)形狀為凸形，由液壓千斤頂(12)和凸型鋼外套(13)連接組成，其通過凸型鋼外套(13)兩個翼板固定于固定端錨具(I)和張拉端錨具(10)上。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種預(yù)應(yīng)力纖維片材加固柱的裝置，其特征在于:其中，二分夾片式夾具(4)由兩個錨杯和夾片組成，兩個錨杯通過高強螺栓(2)連接。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種預(yù)應(yīng)力纖維片材加固柱的裝置，其特征在于:其中，套筒(7)的直徑大于圓柱(6)的直徑，套筒(7)的高度與圓柱(6)相同，套筒(7)能夠在圓柱(6)和柱帽(5)的約束下自由轉(zhuǎn)動。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種預(yù)應(yīng)力纖維片材加固柱的裝置，其特征在于:其中，纖維片材(9)為碳纖維片材、玄武巖纖維片材、玻璃纖維片材、芳綸纖維片材中的一種，或者碳纖維片材、玄武巖纖維片材、玻璃纖維片材、芳綸纖維片材與鋼纖維復(fù)合片材。7.—種預(yù)應(yīng)力纖維片材加固柱的方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)在混凝土柱(11)上植螺栓(2)，固定端錨具(I)、張拉端錨具(10)通過螺栓(2)固定于柱上； (2)纖維片材(9)穿過張拉端錨具(10)的錨杯，兩端通過夾片分別錨固于二分夾片式夾具(4)和固定端錨具(I); (3)凸型液壓千斤頂(3)錨固于張拉端錨具(10)上； (4)連接頂壓桿(8)和圓柱(6)，頂壓千斤頂，對纖維片材(9)施加預(yù)應(yīng)力； (5)待纖維片材(9)預(yù)應(yīng)力達到要求后，將夾片楔緊入張拉端錨具(10)的錨杯中固定纖維片材(9); (6)卸下二分夾片式夾具(4)的螺桿，達到預(yù)應(yīng)力放張的目的，并拆除二分夾片式夾具(4)和凸型液壓千斤頂(3)。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種預(yù)應(yīng)力纖維片材加固柱的方法，其特征在于:其中，纖維片材(9)為碳纖維片材、玄武巖纖維片材、玻璃纖維片材、芳綸纖維片材中的一種，或者碳纖維片材、玄武巖纖維片材、玻璃纖維片材、芳綸纖維片材與鋼纖維復(fù)合片材。
【文檔編號】E04G23/02GK105937306SQ201610343980
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年5月20日
【發(fā)明人】吳剛, 李興華, 蔣劍彪, 李東平, 陸紹輝
【申請人】東南大學(xué), 北京特希達科技有限公司, 柳州歐維姆結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)有限公司