本发明涉及一种纤维布预应力施加装置和方法。包括纤维布、第一夹具、第二夹具、张拉平台、千斤顶、挡板、力传感器、升降摇杆等，第一加劲螺杆和第三加劲螺杆分别穿入张拉平台的端部固定于第一支座上，第二加劲螺杆和第四加劲螺杆分别穿入张拉平台端部固定于第二支座上；转动升降摇杆使张拉平台平稳升起；纤维布两端分别缠绕于第一钢辊和第二钢辊上，第二夹具平置于第二承台上，固定螺杆将第二夹具固定于张拉平台上；第一夹具平置于第一承台上，张拉螺杆穿过张拉平台将挡板、力传感器相连形成张拉端，利用千斤顶顶住挡板给纤维布施加预应力。本发明可提供较大的预应力，纤维布施力均匀，不会造成纤维布的损伤，解决了张拉过程出现的偏心问题。
1.一种纤维布预应力拉张装置，其特征在于包括纤维布（1）、第一夹具（2）、第二夹具（6）、第一螺栓（3）、第二螺栓（7）、第一钢辊（4）、第二钢辊（8）、张拉平台、固定螺杆（14）、张拉螺杆（15）、第一承台（12）、第二承台（13）、千斤顶（18）、挡板（16）、力传感器（17）、第一加劲螺杆（19）、第二加劲螺杆（20）、第三加劲螺杆（21）、第四加劲螺杆（22）、第一支座（23）、第二支座（24）、升降摇杆（25），其中第一加劲螺杆（19）和第三加劲螺杆（21）分别穿入张拉平台的端部固定于第一支座（23）上，第二加劲螺杆（20）和第四加劲螺杆（22）分别穿入张拉平台端部固定于第二支座（24）上；转动升降摇杆（25）通过传动机构进行力的传递，使张拉平台平稳升起；纤维布（1）两端分别缠绕于第一钢辊（4）和第二钢辊（8）上，用第一夹具（2）和第二夹具（6）分别夹持，并用第一螺栓（3）、第二螺栓（7）分别夹紧；第二夹具（6）平置于第二承台（13）上，固定螺杆（14）将第二夹具（6）固定于张拉平台上；第一夹具（2）平置于第一承台（12）上，张拉螺杆（15）穿过张拉平台的预留张拉孔将挡板（16）、力传感器（17）相连形成张拉端，利用千斤顶（18）顶住挡板（16）给纤维布（1）施加预应力。
2.根据权利要求1所述的纤维布预应力拉张装置，其特征在于上述传动机构为链传动
机构，包括有主动轮（27）、传动链条（26）、被动轮（28），转动升降摇杆（25）通过主动轮（27）、传动链条（26）、被动轮（28）进行力的传递。
3.根据权利要求1所述的纤维布预应力拉张装置，其特征在于上述张拉平台包括有第
一矩形管（10）、第二矩形管（11）、第一钢槽（5）、第二钢槽（9）；第一钢槽（5）、第二钢槽（9）分别安装在相互平行的第一矩形管（10）和第二矩形管（11）两端组成张拉平台。
4.根据权利要求3所述的纤维布预应力拉张装置，其特征在于上述第一加劲螺杆（19）和第三加劲螺杆（21）分别穿入第二矩形管（11）和第一矩形管（10）的端部固定于第一支座（23）上，第二加劲螺杆（20）和第四加劲螺杆（22）分别穿入第二矩形管（11）和第一矩形管（10）的端部固定于第二支座（24）上。
5.根据权利要求3所述的纤维布预应力拉张装置，其特征在于上述固定螺杆（14）将第二夹具（6）固定于带预留孔的第一钢槽（5）上；第一夹具（2）平置于第一承台（12）上，张拉螺杆（15）穿过第二钢槽（9）的预留张拉孔将挡板（16）、力传感器（17）相连形成张拉端，利用千斤顶（18）顶住挡板（16）给纤维布（1）施加预应力。
6.根据权利要求3所述的纤维布预应力拉张装置，其特征在于上述第一钢槽（5）在对应第一夹具（2）的高度处预留有孔洞，第二钢槽（9）在对应第二夹具（6）的高度处预留有孔洞。
7.根据权利要求1所述的纤维布预应力拉张装置，其特征在于上述张拉螺杆（15）、固定螺杆（14）各有2根，分别固定于第一夹具（2）和第二夹具（6）的两侧，使张拉时夹具与被张拉的纤维布（1）保持平直，不会发生侧动，避免偏心受拉。
8.根据权利要求1所述的纤维布预应力拉张装置，其特征在于上述第一夹具（2）和第二夹具（6）上下两块夹板之间的对接面设有多条纵向锯齿；上述第一夹具（2）和第二夹具（6）上下两块夹板之间预设放置钢辊第一钢辊（4）和第二钢辊（8）的凹槽，防止纤维布在张拉时滑出。
9.根据权利要求1至8任一项所述的纤维布预应力拉张装置，其特征在于上述力传感器
10.一种纤维布预应力拉张装置的预应力施加方法，其特征在于包括以下步骤：
1）利用第一钢槽（5）、第二钢槽（9）分别安装在相互平行的第一矩形管（10）和第二矩形管（11）两端组成张拉平台；
2）将第一加劲螺杆（19）和第三加劲螺杆（21）分别穿入第二矩形管（11）和第一矩形管（10）的端部，并固定于第一支座（23）上，第二加劲螺杆（20）和第四加劲螺杆（22）分别穿入第二矩形管（11）和第一矩形管（10）的端部，并固定于第二支座（24）上，将第一加劲螺杆（19）和第三加劲螺杆（21）、第二加劲螺杆（20）和第四加劲螺杆（22）分别用传动链条（26）连接；
3）在第一加劲螺杆（19）和第四加劲螺杆（22）配置主动轮（27），在第二加劲螺杆（20）和第三加劲螺杆（21）配置被动轮（28）；
4）在第一加劲螺杆（19）和第四加劲螺杆（22）设置升降摇杆（25）；
5）转动升降摇杆（25）升起张拉平台，并进行调平；
6）将纤维布（1）两端分别缠绕于第一钢辊（4）和第二钢辊（8），并用第一夹具（2）和第二夹具（6）分别夹持，利用第一螺栓（3）、第二螺栓（7）分别使第一夹具（2）和第二夹具（6）夹紧；
7）将第二夹具（6）平置于第二承台（13）上，利用固定螺杆（14）将第二夹具（6）固定于带预留孔的第二钢槽（9）上；
8）将第一夹具（2）平置于第一承台（12）上，利用张拉螺杆（15）穿过第一钢槽（5）的预留张拉孔将挡板（16）、力传感器（17）相连形成张拉端;
9）利用千斤顶（18）、挡板（16），拉动张拉螺杆（15），给纤维布（1）施加预应力。
一种纤维布预应力施加装置和方法
技术领域
[0001] 本发明涉及利用纤维布加固结构工程的技术领域，特别涉及一种纤维布预应力施加装置和方法。
背景技术
[0002] 钢筋混凝土结构在交通运输、工业建筑等领域获得了广泛的应用，为了消除由于过载，疲劳等原因带来的安全隐患，必须对损伤结构构件进行加固，延长其使用寿命。
[0003] 纤维增强复合材料由于其体积小、重量轻、强度高、抗腐蚀性好、疲劳性强和施工方便等优点，被广泛应用于混凝土结构加固工程中。然而，传统纤维布加固工程中主要采用粘贴纤维布加固法，这种加固方法主要存在以下缺点：不能及时恢复原结构的损伤，改变原结构的变形；不能充分发挥纤维布的高强度，整体加固效率低。预应力纤维布加固钢筋混凝土结构技术结合纤维增强复合材料加固技术与预应力技术各自的优势，能克服传统结构加固技术的缺点，更好地发挥纤维增强复合材料强度高的性能，提高纤维增强复合材料的利用率，有效地改善原结构的静力及疲劳性能，提高受损结构的使用性能和承载能力，控制裂缝与变形，延长其使用寿命。
[0004] 对纤维布施加预应力的方法主要为间接法和直接张拉法。间接法由于只能提供较小的预应力，且需要特定的装置，在实际工程并不常用；而现有的直接张拉技术施工设备及施工工艺缺点较多：张拉装置偏心，张拉过程施力不均匀，造成了纤维布在张拉过程中损伤，或者夹具设计不合理，张拉过程中纤维布直接滑出。总的来说，现有的装置和方法技术很难获得纤维布的大预应力水平，未能充分发挥纤维布的优点。因此，需要一种新的纤维布预应力施加装置和方法，既能够获取较大的预应力水平，张拉过程中施力均匀，不会对纤维布造成损伤，又能很好锚固的纤维布，防止预应力水平损失。
发明内容
[0005] 本发明的目的在于考虑上述问题而提供一种纤维布预应力施加装置。本发明张拉过程中施力均匀、不会对纤维布造成损伤，又能很好锚固纤维布、防止预应力水平损失。
[0006] 本发明的另一目的在于提供一种纤维布预应力施加装置的预应力施加方法。本发明能够施加纤维布较大预应力水平，且解决了张拉过程出现的偏心问题。
[0007] 本发明的技术方案是：本发明的预应力纤维布施加的装置，包括纤维布、第一夹具、第二夹具、第一螺栓、第二螺栓、第一钢辊、第二钢辊、张拉平台、固定螺杆、张拉螺杆、第一承台、第二承台、千斤顶、挡板、力传感器、第一加劲螺杆、第二加劲螺杆、第三加劲螺杆、第四加劲螺杆、第一支座、第二支座、升降摇杆，其中第一加劲螺杆和第三加劲螺杆分别穿入张拉平台的端部固定于第一支座上，第二加劲螺杆和第四加劲螺杆分别穿入张拉平台端部固定于第二支座上；转动升降摇杆通过传动机构进行力的传递，使张拉平台平稳升起；纤维布两端分别缠绕于第一钢辊和第二钢辊上，用第一夹具和第二夹具分别夹持，并用第一螺栓、第二螺栓分别夹紧；第二夹具平置于第二承台上，固定螺杆将第二夹具固定于张拉平台上；第一夹具平置于第一承台上，张拉螺杆穿过张拉平台的预留张拉孔将挡板、力传感器相连形成张拉端，利用千斤顶顶住挡板给纤维布施加预应力。
[0008] 本发明纤维布预应力拉张装置的预应力施加方法，包括以下步骤：
[0009] 1）利用第一钢槽、第二钢槽分别安装在相互平行的第一矩形管和第二矩形管的两端组成张拉平台；
[0010] 2）将第一加劲螺杆和第三加劲螺杆分别穿入第二矩形管和第一矩形管的端部，并固定于第一支座上，第二加劲螺杆和第四加劲螺杆分别穿入第二矩形管和第一矩形管的端部，并固定于第二支座上，将第一加劲螺杆和第三加劲螺杆、第二加劲螺杆和第四加劲螺杆分别用传动链条连接；
[0011] 3）在第一加劲螺杆和第四加劲螺杆配置主动轮，在第二加劲螺杆和第三加劲螺杆配置被动轮；
[0012] 4）在第一加劲螺杆和第四加劲螺杆设置升降摇杆；
[0013] 5）转动升降摇杆升起张拉平台，并进行调平；
[0014] 6）将纤维布两端分别缠绕于第一钢辊和第二钢辊，并用第一夹具和第二夹具分别夹持，利用第一螺栓、第二螺栓分别使第一夹具和第二夹具夹紧；
[0015] 7）将第二夹具平置于第二承台上，利用固定螺杆将第二夹具固定于带预留孔的第二钢槽上；
[0016] 8）将第一夹具置于第一承台上，利用张拉螺杆穿过第一钢槽的预留张拉孔将挡板、力传感器相连形成张拉端。
[0017] 9）利用千斤顶顶住挡板，拉动张拉螺杆，给纤维布施加预应力。
[0018] 本发明利用矩形管和U型钢槽搭建张拉平台，将其端部配置由传动链条连接的加劲螺杆，将纤维布的两端缠绕在钢辊上，夹置两片锯齿面钢夹具之间，通过高强螺栓将一端的夹具固定于张拉平台上，另一端的夹具通过两根螺杆和挡板与力传感器组合成张拉端，利用升降摇杆对张拉平台进行调平后，采用千斤顶对纤维布进行平稳张拉。本发明通过可自由升降的外部反力台张拉纤维布，可以提供较大程度的预应力，张拉端的双螺杆结构使得纤维布施力均匀，不会造成纤维布的损伤，解决了张拉过程出现的偏心问题；夹具锯齿面和钢辊双重作用较好锚固纤维布，极大程度地减少了夹具原因导致的预应力损失。本发明是一种构思精巧，性能卓越，副作用小的纤维布预应力施加的装置及方法。
附图说明
[0019] 图1为本发明在张拉平台中进行纤维布预应力张拉和锚固的结构示意图；
[0020] 图2为图1的A向视图；
[0021] 图3为图1的B向视图
[0022] 图4为图1的张拉端夹具的局部放大图。
具体实施方式
[0023] 实施例：
[0024] 本发明的结构示意图如图1所示，本发明的纤维布预应力施加方法所用的装置，包括纤维布1、第一夹具2、第二夹具6、第一螺栓3、第二螺栓7、第一钢辊4、第二钢辊8、张拉平台、固定螺杆14、张拉螺杆15、第一承台12、第二承台13、千斤顶18、挡板16、力传感器17、第一加劲螺杆19、第二加劲螺杆20、第三加劲螺杆21、第四加劲螺杆22，第一支座23、第二支座24、升降摇杆25，其中第一加劲螺杆19和第三加劲螺杆21分别穿入张拉平台的端部固定于第一支座23上，第二加劲螺杆20和第四加劲螺杆22分别穿入张拉平台端部固定于第二支座
24上；转动升降摇杆25通过传动机构进行力的传递，使张拉平台平稳升起；纤维布1两端分别缠绕于第一钢辊4和第二钢辊8上，用第一夹具2和第二夹具6分别夹持，并用第一螺栓3、第二螺栓7分别夹紧；第二夹具6平置于第二承台13上，固定螺杆14将第二夹具6固定于张拉平台上；第一夹具2平置于第一承台12上，张拉螺杆15穿过张拉平台的预留张拉孔将挡板
16、力传感器17相连形成张拉端，利用千斤顶18顶住挡板16给纤维布1施加预应力。
[0025] 本实施例中，上述传动机构为链传动机构，包括有主动轮27、传动链条26、被动轮28，转动升降摇杆25通过主动轮27、传动链条26、被动轮28进行力的传递。
[0026] 本实施例中，上述张拉平台包括有第一矩形管10、第二矩形管11、第一钢槽5、第二钢槽9；第一钢槽5、第二钢槽9分别安装在相互平行的第一矩形管10和第二矩形管11两端组成张拉平台。其中第一钢槽5及第二钢槽9是U型钢槽。
[0027] 本实施例中，上述第一加劲螺杆19和第三加劲螺杆21分别穿入第二矩形管11和第一矩形管10的端部固定于第一支座23上，第二加劲螺杆20和第四加劲螺杆22分别穿入第二矩形管11和第一矩形管10的端部固定于第二支座24上。
[0028] 本实施例中，上述固定螺杆14将第二夹具6固定于带预留孔的第一钢槽5上；第一夹具2平置于第一承台12上，张拉螺杆15穿过第二钢槽9的预留张拉孔将挡板16、力传感器17相连形成张拉端，利用千斤顶18顶住挡板16给纤维布1施加预应力。
[0029] 上述第一加劲螺杆19和第三加劲螺杆21、第二加劲螺杆20和第四加劲螺杆22分别用传动链条26连接。
[0030] 此外，在第一加劲螺杆19和第四加劲螺杆22配置主动轮27，在第二加劲螺杆20和第三加劲螺杆21配置被动轮28。在第一加劲螺杆19和第四加劲螺杆22分别设置升降摇杆25。 转动升降摇杆25升起张拉平台，并进行调平。
[0031] 另外，上述第一钢槽5在对应第一夹具2的高度处预留有孔洞，第二钢槽9在对应第二夹具6的高度处预留有孔洞。上述张拉螺杆15、固定螺杆14各有2根，分别固定于第一夹具2和第二夹具6的两侧，使张拉时夹具与被张拉的纤维布1保持平直，不会发生侧动。
[0032] 上述第一夹具2和第二夹具6上下两块夹板之间的对接面设有多条纵向锯齿，并分别预设放置钢辊第一钢辊4和第二钢辊8的凹槽，防止纤维布在张拉时滑出。
[0033] 上述力传感器17的信号输出端连接力信号处理系统，用于控制预应力水平。
[0034] 本发明纤维布预应力施加的方法，在实际中的实施方式包括以下具体的步骤：
[0035] 1）安装张拉平台。利用第一钢槽5、第二钢槽9分别安装在相互平行的第一矩形管10和第二矩形管11两端组成张拉平台。
[0036] 2）张拉平台升降功能配置。将第一加劲螺杆19和第三加劲螺杆21分别穿入第二矩形管11和第一矩形管10端部，固定于第一支座23上，第二加劲螺杆20和第四加劲螺杆22分别穿入第二矩形管11和第一矩形管10端部，固定于第二支座24上，将第一加劲螺杆19和第二加劲螺杆20、第三加劲螺杆21和第四加劲螺杆22分别用传动链条26连接。在第一加劲螺杆19和第三加劲螺杆21配置主动轮27，在第二加劲螺杆45和第四加劲螺杆22配置被动轮28。在第一加劲螺杆19和第三加劲螺杆21设置升降摇杆25。
[0037] 3）调平张拉平台。转动升降摇杆25升起张拉平台（含第一矩形管10、第二矩形管11和第一钢槽5、第二钢槽9，并进行调平。
[0038] 4）夹持纤维布两端。裁剪纤维布1，将纤维布1两端分别缠绕于第一钢辊4和第二钢辊8，并用第一夹具2和第二夹具6分别夹持，利用第一螺栓3、第二螺栓7分别使第一夹具2和第二夹具6夹紧；夹具上下夹板的对接面构造成锯齿状，对接后能形成整体；
[0039] 5）安装夹具。将第二夹具6平置于第二承台13上，利用固定螺杆14将第二夹具6固定于带预留孔的第二钢槽9上；将第一夹具2平置于第一承台12上，利用张拉螺杆15穿过第一钢槽5的预留张拉孔将挡板16、力传感器17相连形成张拉端；其中第一夹具2和第二夹具6的对接面处于同一高度；
[0040] 7）张拉纤维布。利用千斤顶18顶住挡板16，拉动张拉螺杆15，给纤维布1施加预应力，根据力传感器控制预应力水平。
