專利名稱：一種碳纖維筋體外預(yù)應(yīng)力張拉錨固裝置及錨固方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于橋梁結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域，主要涉及一種預(yù)應(yīng)力張拉錨固體系及其使用方法，尤其是涉及一種碳纖維筋體外預(yù)應(yīng)力張拉錨固裝置及錨固方法。
背景技術(shù)：
橋梁結(jié)構(gòu)的加固是當(dāng)代工程研究的重要課題，而體外預(yù)應(yīng)力加固是一種有效的加固方法。如今碳纖維筋技術(shù)日益完善并且在工程上得到廣泛應(yīng)用，體外預(yù)應(yīng)力碳纖維筋布置于橋梁結(jié)構(gòu)梁底時(shí)可以有效提高橋梁的受拉抗彎能力，但是在加固橋梁結(jié)構(gòu)時(shí)，如何對碳纖維筋實(shí)施錨固安裝，又如何將預(yù)應(yīng)力有效地加到體外筋上并通過合理的張拉方式施加預(yù)應(yīng)力，而當(dāng)碳纖維筋布置于橋梁底部時(shí)由于受到空間限制如何實(shí)施有效張拉是張拉裝置要解決的關(guān)鍵問題。故此找到一套簡單方便的張拉裝置成為橋梁加固研究的關(guān)鍵技術(shù)問題之一 O同時(shí)，碳纖維筋雖然抗拉強(qiáng)度高且耐腐蝕性能好，在使用過程中強(qiáng)度不會(huì)降低，但是在工程結(jié)構(gòu)的實(shí)際使用過程中，其會(huì)處于不同的受力狀態(tài)，體外預(yù)應(yīng)力的大小也會(huì)需要進(jìn)行一定的調(diào)整，而傳統(tǒng)裝置不能解決這一問題所以這就要求有一個(gè)新的施工方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要是為了解決如何將碳纖維有效地錨固安裝到橋梁底部，并對碳纖維筋進(jìn)行有效張拉等技術(shù)問題。本發(fā)明解決了由于碳纖維筋的抗拉強(qiáng)度高，張拉力大，當(dāng)體外預(yù)應(yīng)力筋布置于橋梁底部時(shí)由于受到空間等因素的影響，傳統(tǒng)的技術(shù)不能對其進(jìn)行有效張拉的技術(shù)問題，提供了一種結(jié)構(gòu)簡單，施工方便，工期短，且在加固過程中不中斷交通的一種碳纖維筋體外預(yù)應(yīng)力張拉錨固裝置及錨固方法。本發(fā)明還解決了碳纖維筋雖然抗拉強(qiáng)度高，張拉性能好，但是在施加使用過程中，當(dāng)其處于不同的受力狀態(tài)時(shí)，以及受到外界干擾時(shí)，其預(yù)應(yīng)力大小會(huì)有所變化，需要對其預(yù)應(yīng)力進(jìn)行實(shí)時(shí)可控以及調(diào)整的技術(shù)問題，提供了一種簡單快速的施工方法，可對碳纖維筋的預(yù)應(yīng)力大小實(shí)施實(shí)時(shí)可控操作，且可以隨時(shí)調(diào)整碳纖維筋的方向的一種碳纖維筋體外預(yù)應(yīng)力張拉錨固裝置及錨固方法。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案解決上述問題的:
一種碳纖維筋?yuàn)A片式錨具體外預(yù)應(yīng)力錨固裝置，其特征在于，包括一個(gè)固定在梁上的連接裝置、固定在連接裝置上的施力裝置、以及設(shè)置在施力裝置上方的夾片式錨具。在上述的一種碳纖維筋?yuàn)A片式錨具體外預(yù)應(yīng)力錨固裝置，所述固定在梁上的連接裝置包括L型鋼板和螺栓，L型鋼板通過穿插在梁內(nèi)的螺栓和外界與螺栓配合的螺母將其固定在梁上。在上述的一種碳纖維筋?yuàn)A片式錨具體外預(yù)應(yīng)力錨固裝置，所述施力裝置包括碳纖維筋、套設(shè)在碳纖維筋上由兩個(gè)空心螺紋套筒組成的能夠人工扭轉(zhuǎn)的雙套筒旋轉(zhuǎn)裝置、以及設(shè)置在雙套筒旋轉(zhuǎn)裝置上方用于夾住碳纖維筋的夾片式錨具。L型鋼板通過螺栓與梁連接，可繞螺栓沿梁側(cè)面旋轉(zhuǎn)，而碳纖維筋時(shí)刻與L型鋼板的一個(gè)鋼板垂直，由此旋轉(zhuǎn)L型鋼的同時(shí)碳纖維筋的方向則隨著產(chǎn)生變化，而達(dá)到了調(diào)整碳纖維筋方向的目的；雙套筒旋轉(zhuǎn)裝置夾在L型鋼板和夾片式錨具中間，當(dāng)通過扳手選裝雙套筒旋轉(zhuǎn)裝置的內(nèi)筒時(shí)，內(nèi)筒將被旋轉(zhuǎn)出來，順勢頂住夾片式錨具使其向外移動(dòng)，此時(shí)碳纖維筋隨即向外延伸產(chǎn)生位移，通過控制雙套筒選裝的圈數(shù)和角度控制碳纖維筋的位移進(jìn)而控制其預(yù)應(yīng)力的大小。一種碳纖維筋?yuàn)A片式錨具體外預(yù)應(yīng)力錨固方法，其特征在于，包括以下步驟:
步驟1，:將L型鋼板通過螺栓固定于梁上，然后計(jì)算出碳纖維筋所需長度，將碳纖維
筋的兩端一次穿過雙套筒螺旋裝置，最后將兩端通過液壓千斤頂打入夾片式錨具三進(jìn)行固定，最后將碳纖維筋卡入L型鋼板的U型槽，使其L型鋼板、雙套筒旋轉(zhuǎn)裝置、碳纖維筋以及錨具組成如圖1所示。步驟2，通過扳手旋轉(zhuǎn)雙套筒旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的內(nèi)套筒，內(nèi)套筒會(huì)頂住夾片式錨具向外移動(dòng)，牽引碳纖維筋產(chǎn)生位移，產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力。本裝置具有以下優(yōu)點(diǎn):1.包含CFRP筋、轉(zhuǎn)向塊、錨固裝置三部分組成，結(jié)構(gòu)組成簡單，對梁的重量增加較輕，安裝、檢查、維修以及更換方便。2.通過轉(zhuǎn)化塊有效地緩解了CFRP的剪力，充分發(fā)揮了 CFRP筋抗拉性能好而抗剪性能差的特點(diǎn)。3.轉(zhuǎn)向塊通過CFRP筋而受到一個(gè)向上的力而平衡，無須打孔固定對梁傷害小，而錨固裝置通過螺桿與梁相連，一個(gè)孔，對梁的傷害小。4.L型鋼板與CFRP筋方向垂直且可以繞螺桿沿梁側(cè)面旋轉(zhuǎn)，通過L型鋼板可以調(diào)整CFRP筋的方向，L型鋼板將轉(zhuǎn)至傳來的壓力有效地轉(zhuǎn)化為梁的壓力，有效地減小孔的集中應(yīng)力保證螺桿和孔處的安全。5.通過旋轉(zhuǎn)雙套筒螺旋裝置給CFRP筋施加預(yù)應(yīng)力而無須借助于千斤頂?shù)葘?shí)力裝置，實(shí)力簡單操作方便，且通過雙套筒的位移有效地控制CFRP筋的預(yù)應(yīng)力大小。6.整個(gè)轉(zhuǎn)至可以根據(jù)梁的尺寸預(yù)制各部件不需要現(xiàn)場焊接，制作方便，安裝快速，實(shí)用性強(qiáng)。


圖1是本發(fā)明的一種注釋結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明中雙套筒螺旋裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖3是本發(fā)明中L型鋼板俯視結(jié)構(gòu)示意圖(帶U型槽)。
具體實(shí)施例方式下面通過實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步說明。圖中:L型鋼板I，雙套筒旋轉(zhuǎn)裝置2，夾片式錨具3，梁4，連接裝置5，螺栓6，碳纖維筋7，鋼片8、U型槽9。實(shí)施例:
首先介紹一下本發(fā)明所使用的張拉裝置的結(jié)構(gòu):如圖1和圖3所示，包括一個(gè)固定在梁4上的連接裝置5、固定在連接裝置5上的施力裝置、以及設(shè)置在施力裝置上方的夾片式錨具3 ;固定在梁4上的連接裝置5包括L型鋼板I和螺栓6，L型鋼板I通過穿插在梁4內(nèi)的螺栓6和外界與螺栓6配合的螺母將其固定在梁4上；L型鋼板I上設(shè)有一個(gè)U型槽9 ;施力裝置包括碳纖維筋7、套設(shè)在碳纖維筋7上由兩個(gè)空心螺紋套筒組成的能夠人工扭轉(zhuǎn)的雙套筒旋轉(zhuǎn)裝置2、以及設(shè)置在雙套筒旋轉(zhuǎn)裝置2上方用于夾住碳纖維筋的夾片式錨具3，其中焊接在L型鋼板兩側(cè)的8號鋼片可以增大L型鋼板的剛度防止L焊縫開裂以及受彎變形。如圖2所示，本發(fā)明的雙套筒旋轉(zhuǎn)裝置2主要有兩個(gè)套筒組成，分別為外套筒和內(nèi)套筒，內(nèi)外套筒之間通過螺紋連接，內(nèi)套筒下部與外套筒等高部分為螺紋結(jié)構(gòu)，上部為多邊形結(jié)構(gòu)可以利于被扳手卡緊。施力主要通過扳手扭轉(zhuǎn)雙套筒螺旋裝置2中的內(nèi)套筒，此時(shí)內(nèi)套筒被旋轉(zhuǎn)出來并頂住夾片式錨具3，使夾片式錨具牽引碳纖維筋而向外移動(dòng)產(chǎn)生位移，從而是碳纖維筋產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力。使用時(shí)，包括安裝步驟和操作步驟:
安裝步驟:將L型鋼板I通過螺栓固定于梁4上，然后計(jì)算出碳纖維筋7所需長度，將碳纖維筋7的兩端一次穿過雙套筒螺旋裝置2，最后將兩端通過液壓千斤頂打入夾片式錨具3三進(jìn)行固定，最后將碳纖維筋7卡入L型鋼板I的U型槽9，使其L型鋼板、雙套筒旋轉(zhuǎn)裝置、碳纖維筋以及錨具組成如圖1所示。操作步驟:通過扳手旋轉(zhuǎn)雙套筒旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的內(nèi)套筒，內(nèi)套筒會(huì)頂住夾片式錨具向外移動(dòng)，牽引碳纖維筋產(chǎn)生位移，產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力。本文中所描述的具體實(shí)施例僅僅是對本發(fā)明做精神說明。本發(fā)明所述領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改和補(bǔ)充或采用類似的方式替代，但并不會(huì)偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。盡管本文較多地使用了 L型鋼板I，雙套筒旋轉(zhuǎn)裝置2，夾片式錨具3，梁4，連接裝置5，螺栓6，碳纖維筋7，鋼片8、U型槽9等術(shù)語，但并不排除使用其它術(shù)語的可能性。使用這些術(shù)語僅僅是為了更方便地描述和解釋本發(fā)明的本質(zhì)；把它們解釋成任何一種附加的限制都是與本發(fā)明精神相違背的。
權(quán)利要求
1.一種碳纖維筋?yuàn)A片式錨具體外預(yù)應(yīng)力錨固裝置，其特征在于，包括一個(gè)固定在梁(4 )上的連接裝置(5 )、固定在連接裝置(5 )上的施力裝置、以及設(shè)置在施力裝置上方的夾片式鋪具(3 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種碳纖維筋?yuàn)A片式錨具體外預(yù)應(yīng)力錨固裝置，其特征在于，所述固定在梁(4)上的連接裝置(5)包括L型鋼板(I )和螺栓(6)，L型鋼板(I )通過穿插在梁(4 )內(nèi)的螺栓(6 )和外界與螺栓(6 )配合的螺母將其固定在梁(4 )上，L型鋼板(I )上設(shè)有一個(gè)U型槽(9)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種碳纖維筋?yuàn)A片式錨具體外預(yù)應(yīng)力錨固裝置，其特征在于，所述施力裝置包括碳纖維筋(7 )、套設(shè)在碳纖維筋(7 )上由兩個(gè)空心螺紋套筒組成的能夠人工扭轉(zhuǎn)的雙套筒旋轉(zhuǎn)裝置(2 )、以及設(shè)置在雙套筒旋轉(zhuǎn)裝置(2 )上方用于夾住碳纖維筋(7)的夾片式錨具(3)。
4.一種碳纖維筋?yuàn)A片式錨具體外預(yù)應(yīng)力錨固方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟1，將L型鋼板(I )通過螺栓固定于梁(4 )上，然后計(jì)算出碳纖維筋(7 )所需長度，將碳纖維筋(7 )的兩端一次穿過雙套筒螺旋裝置(2 )，最后將兩端通過液壓千斤頂打入夾片式錨具(3 )進(jìn)行固定，最后將碳纖維筋(7 )卡入L型鋼板(I )的U型槽(9); 步驟2，通過扳手旋轉(zhuǎn)雙套筒旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的內(nèi)套筒，內(nèi)套筒會(huì)頂住夾片式錨具向外移動(dòng)，牽引碳纖維筋產(chǎn)生位移，產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種碳纖維筋體外預(yù)應(yīng)力張拉錨固裝置及錨固方法。包括一個(gè)可以通過螺栓與梁固定且兩側(cè)面焊有鋼片的Ｌ型鋼板，一個(gè)中間帶有孔洞可以穿入碳纖維筋的可供人工扭轉(zhuǎn)的雙套筒螺旋裝置，一個(gè)固定碳纖維筋的夾片式錨具。本裝置結(jié)構(gòu)簡單，安裝施工方便且周期短，在不中斷交通的前提下對梁實(shí)施快速加固，且整個(gè)安裝過程對梁無損害，通過雙套筒螺旋裝置對預(yù)應(yīng)力的大小進(jìn)行實(shí)時(shí)控制和調(diào)整，由于結(jié)構(gòu)簡單，安裝施力過程無需借助其他施力裝置并且不中斷交通，從而有效地節(jié)約了經(jīng)濟(jì)成本。
文檔編號E01D22/00GK103147412SQ20131009401
公開日2013年6月12日 申請日期2013年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月22日
發(fā)明者于義翔, 張俊, 侯世超, 曹一勝, 段超, 雷霆, 劉學(xué)虎, 熊曼妮, 余果 申請人:武漢大學(xué)