一種加固受彎混凝土構件的裝置的製作方法

2023-06-12 08:22:51 2

專利名稱：一種加固受彎混凝土構件的裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型是一種加固受彎混凝土構件的裝置，特別是一種預應力纖維增強複合材料片材加固受彎混凝土構件的裝置，屬於加固受彎混凝土構件的裝置的改造技術。
背景技術：
由於施工缺陷、腐蝕、超載或疲勞等因素引起混凝土的損傷，導致了在役橋梁、隧道、工業廠房和海洋平臺等結構存在一定的安全隱患，這些受損混凝土結構通常採用加固補強的方式來達到當前的使用標準。近年來，纖維增強複合材料片材(包含板和布)以其重量輕、剛度和強度高、抗腐蝕性和疲勞性強等優點，在混凝土結構加固工程中得到了廣泛的應用。然而，目前實際加固工程中的纖維增強複合材料片材加固方法主要採用的是被動加固技術，這種技術主要存在下列缺點:作為補強材料的高強纖維片材只有在被加固結構二次受力，發生進一步變形之後才能逐步發揮作用，致使纖維片材材料強度不能充分發揮，整體加固效率低；另外，對於既有損傷的混凝土結構，該類外貼纖維增強複合材料片材加固技術並不能恢復已有的損傷，改善原結構變形的能力有限。為解決上述被動加固技術存在的問題，預應力纖維增強複合材料片材加固混凝土結構的新技術應運而生。該技術將纖維增強複合材料片材粘貼加固技術和體外預應力筋加固的長處結合在一起，進一步改善了加固效果，能更好地發揮纖維片材的高強抗拉性能，對加固構件正常使用階段的裂縫和變形有顯著改善，明顯提高整體加固效果。在預應力纖維增強複合材料片材加固受彎混凝土構件技術中，纖維增強複合材料片材預應力的施加與錨固是關鍵問題。目前，纖維增強複合材料預應力施加方法可分為間接法及直接張拉法。其中，間接法由於可提供的預應力較小，通常不被實際工程所採用；而現有的直接張拉技術，則需要特定的裝置作為張拉平臺，這既增大了施工難度，又提高了工程造價。另外，雖然國內外對預應力纖維增強複合材料加固結構都進行了較多的了研究，但仍然沒有很好的解決端部錨固的問題，特別是端部錨固與預應力施加是分步實施，使加固工程增加了工作量。
發明內容本實用新型的目的在於考慮上述問題而提供一種節省材料，降低成本，施工簡單的加固受彎混凝土構件的裝置。本實用新型操作簡單，方便實用。本實用新型的技術方案是:本實用新型的加固受彎混凝土構件的裝置，包括有纖維增強複合材料片材、第一夾具和第二夾具、第一錨栓和第二錨栓、第一螺栓、搭接鋼塊、第一鋼板和第二鋼板、鋼鉸線、第二螺栓、千斤頂、U型箍，其中被加固混凝土構件的受拉麵兩端開槽，帶預留孔的第一鋼板和第二鋼板分別頂在被加固混凝土構件的兩端，第一鋼板和第二鋼板的兩端分別張拉有使之與被加固混凝土構件形成反力臺的鋼鉸線，第一夾具和第二夾具分別粘結夾持在纖維增強複合材料片材的兩端；被加固混凝土構件的兩槽之間表面塗抹粘結樹脂後，第一夾具和第二夾具嵌入被加固混凝土構件兩端所設的槽內；第一錨栓將一端的第一夾具錨固於混凝土中；第一螺栓將搭接鋼塊與第二夾具連接在一起，第二螺栓穿過第一鋼板與搭接鋼塊連接；千斤頂張拉第二螺栓，給纖維增強複合材料片材施加預應力；纖維增強複合材料片材粘貼於被加固混凝土構件的表面，且第二錨栓將夾持纖維增強材料複合片材的第二夾具植入混凝土內；被加固混凝土構件的兩端部粘貼由纖維增強複合材料製作的U型箍。上述待纖維增強複合材料片材粘結膠固化後放張預應力，拆除搭接鋼塊和第一鋼板及第二鋼板。上述鋼鉸線設有4根，4根鋼鉸線將第一鋼板和第二鋼板分別固定於被加固混凝土構件的兩端，形成預應力張拉反力臺。上述第一鋼板在對應第二夾具的高度處預留有張拉孔。上述搭接鋼塊的高度與第二夾具的高度相同，搭接鋼塊一側預留與第二夾具對應的螺栓連接孔，另一側預留用於連接張拉第二螺栓的螺孔。本實用新型在混凝土構件的受拉麵兩端開槽，將帶預留孔的鋼板分別頂在構件兩端，張拉鋼鉸線使鋼板與混凝土構件形成反力臺；接著，將粘結夾持纖維增強複合材料兩端的鋼夾具嵌入槽內，並採用錨栓將一端的夾具錨固於混凝土中，另一端的夾具則利用螺栓和搭接鋼塊進行連接；然後，把穿過鋼板與搭接鋼塊連接的高強螺栓作為張拉杆，利用千斤頂對纖維增強複合材料進行張拉；最後，粘貼纖維增強複合材料並把張拉端的夾具錨固於混凝土中，在加固構件的兩端粘貼U型箍，待粘結膠固化後逐步分級放張預應力。本實用新型與現有的其它方法相比，是一種便於實施的纖維增強複合材料片材預應力加固技術，利用被加固的混凝土構件本身作為張拉反力平臺，避免了製作複雜的張拉裝置，同時較好的解決了纖維增強複合材料預應力的錨固問題，適用於所有利用纖維增強複合材料片材加固的受彎混凝土構件。本實用新型是一種設計巧妙，性能優良，方便實用的加固受彎混凝土構件的裝置。

圖1為本實用新型利用被加固構件作為反力臺進行纖維增強複合材料預應力張拉和鋪固的結構不意圖；圖2是張拉端錨固區的局部放大圖。
具體實施方式
實施例:本實用新型的結構示意圖如圖1、2所示，本實用新型的加固受彎混凝土構件的裝置，包括有纖維增強複合材料片材2、第一夾具3和第二夾具4、第一錨栓5和第二錨栓51、第一螺栓6、搭接鋼塊7、第一鋼板8和第二鋼板9、鋼鉸線10、第二螺栓11、千斤頂12、U型箍13，其中被加固混凝土構件I的受拉麵兩端開槽，帶預留孔的第一鋼板8和第二鋼板9分別頂在被加固混凝土構件I的兩端，第一鋼板8和第二鋼板9的兩端分別張拉有使之與被加固混凝土構件I形成反力臺的鋼鉸線10，第一夾具3和第二夾具4分別粘結夾持在纖維增強複合材料片材2的兩端；被加固混凝土構件I的兩槽之間表面塗抹粘結樹脂後，第一夾具3和第二夾具4嵌入被加固混凝土構件I兩端所設的槽內；第一錨栓5將一端的第一夾具3錨固於混凝土中；第一螺栓6將搭接鋼塊7與第二夾具4連接在一起，第二螺栓11穿過第一鋼板8與搭接鋼塊7連接；千斤頂12張拉第二螺栓11，給纖維增強複合材料片材2施加預應力；纖維增強複合材料片材2粘貼於被加固混凝土構件I的表面，且第二錨栓51將夾持纖維增強材料複合片材2的第二夾具4植入混凝土內；被加固混凝土構件I的兩端部粘貼由纖維增強複合材料製作的U型箍13。上述待纖維增強複合材料片材2粘結膠固化後放張預應力，拆除搭接鋼塊7和第一鋼板8及第二鋼板9。上述鋼鉸線10設有4根，4根鋼鉸線10將第一鋼板8和第二鋼板9分別固定於被加固混凝土構件I的兩端。本實施例中，上述第一鋼板8在對應第二夾具4的高度處預留有張拉孔。上述搭接鋼塊7的高度與第二夾具4的高度相同，搭接鋼塊7 —側預留與第二夾具4對應的螺栓連接孔，另一側預留用於連接張拉第二螺栓11的螺孔。本實用新型加固受彎混凝土構件的方法，是利用被加固混凝土構件I本身作為反力平臺，採用開槽嵌入的方式將夾持纖維增強複合材料片材2的第一夾具3錨固於混凝土構件中，通過搭接鋼塊7與第二夾具4的連接，利用千斤頂12張拉搭接鋼塊7的第二螺栓11，實施對構件進行預應力纖維增強複合材料加固，避免了制定複雜的張拉裝置。在實際中的實施方式包括以下具體的步驟:I)開槽。根據第一夾具3和第二夾具4的尺寸在被加固混凝土構件I的受拉麵兩端開槽，第一夾具3和第二夾具4均由預留連接錨栓孔的兩部分組成，上下部分的對接面構造成波浪形，上下部分對接能形成整體，開槽的深度剛好使得夾具上下部分的對接面與被加固混凝土構件I的受拉麵在同一水平面上。另外，第二夾具4一側預留螺栓連接孔，如圖2所示；2)形成張拉反力臺。將第一鋼板8和第二鋼板9分別頂在被加固構件I兩端，在預留孔穿入4根鋼鉸線把第一鋼板8和第二鋼板9連接起來，張拉鋼鉸線10使第一鋼板8和第二鋼板9與被加固混凝土構件I形成反力臺，其中第一鋼板8在對應第二夾具4的高度處預留外接張拉孔，如圖1所示；3)粘結夾持纖維增強複合材料兩端。根據被加固混凝土構件尺寸裁剪或現編纖維增強複合材料片材2，然後在第一夾具3和第二夾具4上下部分對接表面塗抹粘結樹脂，用第一夾具3和第二夾具4分別粘結夾持纖維增強複合材料片材2的兩端；4)嵌入夾具。塗抹粘結樹脂在被加固構件I的兩槽之間表面後，把第一夾具3和第二夾具4嵌入槽內，並採用第一錨栓5將第一夾具3錨固於混凝土中；5)連接搭接鋼塊。利用第一螺栓6將搭接鋼塊7與第二夾具4)連接起來，其中，搭接鋼塊7的高度與第二夾具4高度相同，搭接鋼塊7 —側預留與第二夾具4對應的螺栓連接孔，另一側預留用於連接第二螺栓11的螺孔；6)張拉縴維增強複合材料。利用12 16mm的高強第二螺栓11穿過第一鋼板8與搭接鋼塊7連接，利用千斤頂12直接張拉第二螺栓11，使纖維增強複合材料片材2獲得預應力；7)粘貼纖維增強複合材料。利用第二錨栓51將第二夾具4植入混凝土內，然後把纖維增強複合材料片材2用樹脂浸潰粘貼於被加固混凝土構件I表面，並在被加固混凝土構件I兩端靠近夾具區域的側面塗抹樹脂，各端每隔80_粘貼2 3條由纖維增強複合材料製作的U型箍13 ；8)釋放預應力。待粘結膠固化後，分級逐步放張預應力，拆除搭接鋼塊7、第一鋼板8和第二鋼板9。
權利要求1.一種加固受彎混凝土構件的裝置，其特徵在於包括有纖維增強複合材料片材(2)、第一夾具(3)和第二夾具(4)、第一錨栓(5)和第二錨栓(51)、第一螺栓(6)、搭接鋼塊(7)、第一鋼板(8)和第二鋼板(9)、鋼鉸線(10)、第二螺栓(11)、千斤頂(12)、U型箍(13)，其中被加固混凝土構件(I)的受拉麵兩端開槽，帶預留孔的第一鋼板(8)和第二鋼板(9)分別頂在被加固混凝土構件(I)的兩端，第一鋼板(8)和第二鋼板(9)的兩端分別張拉有使之與被加固混凝土構件(I)形成反力臺的鋼鉸線(10)，第一夾具(3)和第二夾具(4)分別粘結夾持在纖維增強複合材料片材(2)的兩端；被加固混凝土構件(I)的兩槽之間表面塗抹粘結樹脂後，第一夾具(3)和第二夾具(4)嵌入被加固混凝土構件(I)兩端所設的槽內；第一錨栓(5)將一端的第一夾具(3)錨固於混凝土中；第一螺栓(6)將搭接鋼塊(7)與第二夾具(4)連接在一起，第二螺栓(11)穿過第一鋼板(8)與搭接鋼塊(7)連接；千斤頂(12)張拉第二螺栓(11)，給纖維增強複合材料片材(2)施加預應力；纖維增強複合材料片材(2)粘貼於被加固混凝土構件(I)的表面，且第二錨栓(51)將夾持纖維增強材料複合片材(2)的第二夾具(4)植入混凝土內；被加固混凝土構件(I)的兩端部粘貼由纖維增強複合材料製作的U型箍(13)。
2.根據權利要求1所述的加固受彎混凝土構件的裝置，其特徵在於上述鋼鉸線(10)設有4根，4根鋼鉸線(10)將第一鋼板(8)和第二鋼板(9)分別固定於被加固混凝土構件(I)的兩端，形成預應力張拉反力臺。
3.根據權利要求1所述的加固受彎混凝土構件的裝置，其特徵在於上述第一鋼板(8)在對應第二夾具(4)的高度處預留有張拉孔。
4.根據權利要求1所述的加固受彎混凝土構件的裝置，其特徵在於上述搭接鋼塊(7)的高度與第二夾具(4)的高度相同，搭接鋼塊(7)—側預留與第二夾具(4)對應的螺栓連接孔，另一側預留用於連接張拉第二螺栓(11)的螺孔。
專利摘要本實用新型是一種加固受彎混凝土構件的裝置。本實用新型在被加固混凝土構件的受拉麵兩端開槽，將帶預留孔的鋼板分別頂在構件兩端，張拉鋼鉸線使鋼板與混凝土構件形成反力臺；將粘結夾持纖維增強複合材料片端的鋼夾具嵌入槽內，用錨栓將一端的夾具錨固於混凝土中，另一端的夾具利用螺栓和搭接鋼塊進行連接；再把穿過鋼板與搭接鋼塊連接的高強螺栓作為張拉杆，用千斤頂對纖維增強複合材料進行張拉；將粘貼纖維增強複合材料並把張拉端的夾具錨固於混凝土中，在被加固混凝土構件的兩端粘貼U型箍，待粘結膠固化後逐步分級放張預應力。本實用新型利用被加固混凝土構件本身作為張拉反力平臺，避免製作複雜的張拉裝置，並解決了纖維增強複合材料預應力的錨固問題。
文檔編號E04G23/02GK203008401SQ201220547078
公開日2013年6月19日 申請日期2012年10月24日 優先權日2012年10月24日
發明者謝建和, 李麗娟, 郭永昌, 劉鋒 申請人:廣東工業大學