一体式预应力纤维板加固梁板的原位张拉系统及方法

摘要

本发明公开了一体式预应力纤维板加固梁板的原位张拉系统，包括分别锚固于梁或板上的张拉端锚具和固定端锚具，与张拉端锚具连接的凸形液压千斤顶，还包括二分夹片式夹具，带有柱帽的圆柱焊接于夹片式夹具上表面，嵌套于圆柱外的套筒通过顶压杆连接于凸形液压千斤顶上；纤维板一端由张拉端的夹片式夹具夹持，另一端锚固于固定端锚具。本发明将锚具本身作为液压千斤顶的反力装置，不需要依靠另外的装置传递液压千斤顶的张拉力；通过在夹具上设置圆柱和柱帽与套筒相连，将顶压杆与夹具的连接由刚接变为铰接，能够有效解决张拉过程中的偏心问题，确保整个装置自动对中，节约加固成本，传力直接，抗震和抗疲劳性能好。

权利要求

1.一种一体式预应力纤维板加固梁板的原位张拉系统，其特征在于：包括分别锚固于梁或板上的张拉端锚具（1）和固定端锚具（10），与张拉端锚具（1）连接的凸形液压千斤顶（3），还包括二分夹片式夹具（4），带有柱帽（5）的圆柱（6）焊接于夹片式夹具（4）上表面，嵌套于圆柱（6）外的套筒（7）通过顶压杆（8）连接于凸形液压千斤顶（3）上；纤维板（9）一端由张拉端的夹片式夹具（4）夹持，另一端锚固于固定端锚具（10）；张拉端锚具（1）由锚杯、夹片组成，且锚杯上开有两组螺纹孔，一组孔用于植筋锚固于梁上，另一组孔用于螺杆连接张拉端锚具（1）和凸形液压千斤顶（3）。

2.根据权利要求1所述的一体式预应力纤维板加固梁板的原位张拉系统，其特征在于：其中，凸形液压千斤顶（3）形状为凸形，由液压千斤顶（12）和凸型钢外套（13）连接组成，凸型钢外套（13）左右两个翼板上开有螺孔，用于将凸形液压千斤顶（3）固定于张拉端锚具（1）上。

3.根据权利要求1所述的一体式预应力纤维板加固梁板的原位张拉系统，其特征在于：其中，二分夹片式夹具（4）由上下分开的锚杯和夹片组成，上下锚杯通过高强螺栓（2）连接。

4.根据权利要求1所述的一体式预应力纤维板加固梁板的原位张拉系统，其特征在于：其中，套筒（7）的直径大于圆柱（6）的直径，套筒（7）的高度与圆柱（6）相同，套筒（7）能够在圆柱（6）和柱帽（5）的约束下转动。

5.根据权利要求1所述的一体式预应力纤维板加固梁板的原位张拉系统，其特征在于：其中，圆柱（6）与顶压杆采用螺纹连接或者焊接。

6.根据权利要求1所述的一体式预应力纤维板加固梁板的原位张拉系统，其特征在于：其中，纤维板（9）为碳纤维板、玄武岩纤维板、玻璃纤维板、芳纶纤维板中的一种，或者碳纤维板、玄武岩纤维板、玻璃纤维板、芳纶纤维板与钢纤维复合板。

7.根据权利要求1所述的一体式预应力纤维板加固梁板的原位张拉系统，其特征在于：其中，固定端锚具（10）由锚杯、夹片组成。

说明书

一体式预应力纤维板加固梁板的原位张拉系统及方法

技术领域

[0001] 本发明涉及土建交通技术领域，具体是一种一体式预应力纤维板加固梁板的原位张拉系统及方法。

背景技术

[0002] 由于材料老化、施工质量、自然或人为等因素的影响,现有的很多桥梁工程、房屋急待修复和加固,世界各国每年都要为此耗费巨资。纤维板具有轻质、高强、耐腐蚀，将纤维板粘贴在构件表面受拉，可以增强和改善构件的受力性能。采用刚度大的纤维板并对其施加预应力是解决上述工程问题的有效方法。通过对纤维板施加预应力，并通过专用的锚具锚固在混凝土构件两端，能够提高纤维板的强度利用率，能较好地改善被加固结构的使用阶段的性能，有效控制裂缝的发展，减少结构的构件的挠度。将预应力技术引进纤维板外贴加固技术有着非常重要的意义和作用。但现有预应力纤维板张拉系统由于锚具与固定装置分离，导致张拉系统过于笨重且传力不直接，施工不方便，浪费材料；且现有装置均存在张拉过程中容易产生偏心问题，导致板的张拉应力不均匀，在加载过程中提前破坏；另外现有装置对于梁开槽面积过大，对梁造成的损伤严重。

发明内容

[0003] 发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种一体式预应力纤维板加固梁板的原位张拉系统及方法。

[0004] 技术方案：为解决上述技术问题，本发明的一种一体式预应力纤维板加固梁板的原位张拉系统，包括分别锚固于梁或板上的张拉端锚具和固定端锚具，与张拉端锚具连接的凸形液压千斤顶，还包括二分夹片式夹具，带有柱帽的圆柱焊接于夹片式夹具上表面，嵌套于圆柱外的套筒通过顶压杆连接于凸形液压千斤顶上；纤维板一端由张拉端的夹片式夹具夹持，另一端锚固于固定端锚具。

[0005] 其中，张拉端锚具由锚杯、夹片组成，且锚杯上开有两组螺纹孔，一组孔用于植筋锚固于梁上，另一组孔用于螺杆连接张拉端锚具和凸形液压千斤顶。

[0006] 其中，凸形液压千斤顶形状为凸形，由液压千斤顶和凸型钢外套连接组成，凸型钢外套左右两个翼板上开有螺孔，用于将凸形液压千斤顶固定于张拉端锚具上。

[0007] 其中，二分夹片式夹具由上下分开的锚杯和夹片组成，上下锚杯通过高强螺栓连接。

[0008] 其中，套筒的直径大于圆柱的直径，套筒的高度与圆柱相同，套筒能够在圆柱和柱帽的约束下转动。

[0009] 其中，圆柱与顶压杆采用螺纹连接或者焊接。

[0010] 其中，纤维板为碳纤维板、玄武岩纤维板、玻璃纤维板、芳纶纤维板中的一种，或者碳纤维板、玄武岩纤维板、玻璃纤维板、芳纶纤维板与钢纤维复合板。

[0011] 其中，固定端锚具由锚杯、夹片组成。

[0012] 一种预应力纤维板加固梁板的方法，包括以下步骤：

[0013] (1)在待加固的梁或板上植筋，固定张拉端锚具和固定端锚具；

[0014] (2)纤维板穿过张拉端锚具的锚杯，两端通过夹片分别锚固于二分夹片式夹具(4)和固定端锚具；

[0015] (3)通过高强螺栓，将凸形液压千斤顶锚固于张拉端锚具上；

[0016] (4)连接顶压杆和圆柱，顶压千斤顶，对纤维板施加预应力；

[0017] (5)待纤维板预应力达到要求后，将夹片楔紧入张拉端锚具的锚杯中固定纤维板；

[0018] (6)卸下二分夹片式夹具的螺杆，达到预应力放张的目的，并拆除二分夹片式夹具和凸形液压千斤顶。

[0019] 其中，纤维板为碳纤维板、玄武岩纤维板、玻璃纤维板、芳纶纤维板中的一种，或者碳纤维板、玄武岩纤维板、玻璃纤维板、芳纶纤维板与钢纤维复合板。

[0020] 有益效果：本发明的一体式预应力纤维板加固梁板的原位张拉系统及方法，具有以下有益效果：

[0021] 1、成功地将锚具本身作为液压千斤顶的反力装置，不需要依靠另外的装置传递液压千斤顶的张拉力；

[0022] 2、通过在夹具上设置圆柱和柱帽与套筒相连，将顶压杆与夹具的连接由刚接变为铰接，能够有效解决张拉过程中的偏心问题，确保整个装置自动对中；

[0023] 3、本发明大大减小了支座所占空间，更能在有空间限制的条件下使用，如短梁或者梁抗剪加固等；

[0024] 4、由于除了两端锚具以外，其他构件均可重复使用，减小了钢材和盖板用量，节约加固成本；

[0025] 5、梁上开槽面积减小，从而减小了对原梁的损伤，且降低了加固工作量；

[0026] 6、传力直接，抗震和抗疲劳性能好。

附图说明

[0027] 图1为本发明一体式预应力纤维板加固梁板的原位张拉系统的俯视图；

[0028] 图2为本发明一体式预应力纤维板加固梁板的原位张拉系统的主视图；

[0029] 图3为本发明的凸型液压千斤顶的主视图；

[0030] 图4为本发明的凸型液压千斤顶的下视图；

[0031] 图中：1-张拉端锚具，2-高强螺栓，3-凸形液压千斤顶，4-二分夹片式夹具，5-柱帽，6-圆柱，7-套筒，8-顶压杆，9-纤维板，10-固定端锚具,11-混凝土梁或板，12—液压千斤顶，13—凸型钢外套。

具体实施方式

[0032] 下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

[0033] 如图1、图2所示，一种一体式预应力纤维板加固梁板的原位张拉系统，包括分别锚固于梁或板上的张拉端锚具1和固定端锚具10，与张拉端锚具1连接的凸形液压千斤顶3，还包括二分夹片式夹具4，带有柱帽5的圆柱6焊接于夹片式夹具4上表面，嵌套于圆柱6外的套筒7通过顶压杆8连接于凸形液压千斤顶3上；纤维板9一端由张拉端的夹片式夹具4夹持，另一端锚固于固定端锚具10。张拉端锚具1由锚杯、夹片组成，且锚杯上开有两组螺纹孔，一组孔用于植筋锚固于梁上，另一组孔用于螺杆连接张拉端锚具1和凸形液压千斤顶3。其中，凸形液压千斤顶3形状为凸形，由液压千斤顶12和凸型钢外套13连接组成，凸型钢外套13左右两个翼板上开有螺孔，用于将凸形液压千斤顶3固定于张拉端锚具1上。二分夹片式夹具4由上下分开的锚杯和夹片组成，上下锚杯通过高强螺栓2连接。套筒7的直径大于圆柱6的直径，套筒7的高度与圆柱6相同，套筒7能够在圆柱6和柱帽5的约束下转动。圆柱6与顶压杆采用螺纹连接或者焊接。纤维板9为碳纤维板、玄武岩纤维板、玻璃纤维板、芳纶纤维板中的一种，或者碳纤维板、玄武岩纤维板、玻璃纤维板、芳纶纤维板与钢纤维复合板。固定端锚具10由锚杯、夹片组成。

[0034] 本发明还提供一种预应力纤维板加固梁板的方法，包括以下步骤：

[0035] (1)在待加固的梁或板上植筋，固定张拉端锚具1和固定端锚具10；

[0036] (2)纤维板9穿过张拉端锚具1的锚杯，两端通过夹片分别锚固于二分夹片式夹具4和固定端锚具10；

[0037] (3)通过高强螺栓2，将凸形液压千斤顶3锚固于张拉端锚具1上；

[0038] (4)连接顶压杆8和圆柱6，顶压千斤顶，对纤维板9施加预应力；

[0039] (5)待纤维板9预应力达到要求后，将夹片楔紧入张拉端锚具1的锚杯中固定纤维板9；

[0040] (6)卸下二分夹片式夹具4的螺杆，达到预应力放张的目的，并拆除二分夹片式夹具4和凸形液压千斤顶3。

[0041] 其中，纤维板9为碳纤维板、玄武岩纤维板、玻璃纤维板、芳纶纤维板中的一种，或者碳纤维板、玄武岩纤维板、玻璃纤维板、芳纶纤维板与钢纤维复合板。

[0042] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。