一种分解式预应力碳纤维张拉装置及其施工方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种分解式预应力碳纤维张拉装置，包括：对称固定在待加固构件上的一对预应力张拉组件、设于该对预应力张拉组件之间的至少一条碳纤维板、将碳纤维板的端部连接在相邻预应力张拉组件上的张拉锚具、至少两个将碳纤维板压紧在待加固结构表面上的锚固板。本发明专利技术还公开了一种应用在上述预应力碳纤维张拉装置上的施工方法。本发明专利技术结构设计精简，将预应力碳纤维锚具分解为可重复使用的张拉锚具和采用环氧结构胶粘结及螺栓压紧方式永久固定的平板锚具，结构简易且成本低廉。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及土木结构工程
，尤其涉及一种分解式预应力碳纤维张拉装置及施工方法。
技术介绍
预应力碳纤维加固混凝土结构受弯构件的技术，是利用碳纤维作为预应力筋材，通过特殊的张拉锚固装置，对碳纤维施加预应力并锚固于混凝土受弯构件上，与受弯构件通过环氧结构胶粘结以承载拉应力，这种加固技术是将体外预应力的主动加固技术与碳纤维材料高强度性能结合在一起，大幅度提高碳纤维材料的利用率，能有效愈合既有混凝土结构受弯构件的裂缝病害，可较大幅度地提高加固构件的极限承载力。目前，运用于混凝土结构加固工程中用的预应力碳纤维板常规采用的是宽度为100mm或50mm，厚度为1mm～3mm的长方形薄板，其张拉锚固装置不但结构繁重且成本昂贵，因其不能重复使用，因此，相对于外贴钢板或碳纤维片材等常规加固技术其性价比较差。现有技术已出现的碳纤维张拉系统主要运用于桥梁混凝土结构加固工程中，例如公告号为CN102322152B的专利技术专利，公开了一种预应力碳纤维板张拉系统及张拉加固方法。碳纤维的张拉应力值≥100KN，普遍采用每端4个螺栓传递新增预应力至原结构，应力集中并且部分张拉锚固装置安装时还需要开凿结构表面混凝土，对于民用建筑或工业厂房的结构刚度或混凝土梁板厚度或梁的高度相对小于桥梁结构，显然现有预应力碳纤维加固技术无法在民用建筑及工业厂房的结构加固中推广应用。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提出一种分解式预应力碳纤维张拉装置及施工方法，该分解式预应力碳纤维张拉装置分解为用于夹持碳纤维板的张拉锚具、用于张拉牵引碳纤维板的预应力张拉组件、及用于压紧碳纤维板防止其回缩位移的锚固板等，碳纤维板锚固效果持久稳定，张拉锚具和预应力张拉组件的结构易组装拆卸，可重复使用。本专利技术采用的技术方案是，设计一种分解式预应力碳纤维张拉装置，包括：对称固定在待加固构件上的一对预应力张拉组件、设于该对预应力张拉组件之间的至少一条碳纤维板、将碳纤维板的端部连接在相邻预应力张拉组件上的张拉锚具、至少两个将碳纤维板压紧在待加固结构表面上的锚固板。预应力张拉组件包括：牵引板、通过张拉胶锚螺栓固定在待加固结构上的反力板、连接在反力板和牵引板之间的张拉螺杆，张拉锚具连接在牵引板上。至少有一个预应力张拉组件内的牵引板与反力板之间的间距可调节，该预应力张拉组件内设有用于锁定牵引板与反力板的锁固机构。张拉锚具有两种结构，第一种结构是，张拉锚具包括：由上壳和下壳通过固定螺栓连接构成的锚具外壳、及由上夹板和下夹板组合构成的楔形夹块，上壳和下壳之间设有楔形通孔槽，楔形夹块设于楔形通孔槽内，锚具外壳的一端连接碳纤维板，碳纤维板的端部夹设于上夹板与下夹板之间，锚具外壳的另一端固定有连接板，连接板通过牵引螺栓连接在牵引板上。上夹板和下夹板上与碳纤维板接触的一面为平直粗糙面，上夹板和下夹板上与锚具外壳接触的斜面为光滑面。第二种结构是，张拉锚具包括：由上压板和下压板通过固定螺栓连接构成的锚具外壳，锚具外壳的一端连接碳纤维板，碳纤维板的端部夹设于所述上压板和下压板之间，锚具外壳的另一端通过牵引螺栓连接在牵引板上。上压板和下压板上与碳纤维板接触的一面为由多段圆弧及平直面光滑过渡组成的平顺粗糙面。优选的，牵引螺栓的第一端固定安装在连接板内、第二端穿过牵引板，牵引螺栓的第二端依次套有球面垫圈组合体和牵引螺母。优选的，锚固板的中部为贴合碳纤维板的平面，锚固板的两端设有与该平面光滑过渡的斜面，该平面及斜面均为粗糙面。碳纤维板与待加固结构表面之间设有环氧结构胶，锚固板与碳纤维板之间也设有环氧结构胶。其中，预应力张拉组件具有多种实施结构。在第一实施例至第三实施例中，待加固结构的两端分别设有垂直设于待加固结构表面的一对梁柱，反力板直接安装在该对梁柱朝向相对的侧面上，碳纤维板位于两个梁柱之间。在第四实施例至第五实施例中，待加固结构的两端未设置梁柱，反力板垂直设置一底座上，底座安装在待加固结构的表面，碳纤维板位于两个反力板之间。在第一实施例中，张拉螺杆的第一端固定安装在反力板上、第二端活动穿过牵引板，锁固机构由套在张拉螺杆第二端上的内锁固螺母构成。碳纤维板张拉时，张拉螺杆的第二端还依次套有千斤顶衬套、千斤顶和外锁固螺母，千斤顶衬套位于千斤顶和牵引板之间。在第二实施例中，张拉螺杆的第一端固定安装在反力板上、第二端活动穿过牵引板，锁固机构包括：位于反力板与牵引板之间的锁固板、套在张拉螺杆上且位于锁固板与牵引板之间的内锁固螺母，锁固板固定在牵引板上，且活动穿过张拉螺杆。碳纤维板张拉时，张拉螺杆的第二端还依次套有千斤顶和外锁固螺母，千斤顶位于牵引板和外锁固螺母之间。在第三实施例中，张拉螺杆的第一端固定安装在反力板上、第二端活动穿过牵引板，锁固机构包括：位于张拉螺杆两侧的副螺杆、套在副螺杆上的副螺母，副螺杆的第一端固定在反力板上、第二端活动穿过牵引板，副螺母套在副螺杆的第二端上。在第四实施例中和第五实施例中，反力板上背向牵引板的一侧设有挡板，张拉螺杆的第一端固定安装在牵引板上、第二端活动穿过反力板和挡板，锁固机构由套在张拉螺杆且位于反力板与挡板之间的内锁固螺母构成。碳纤维板张拉时，张拉螺杆的第二端还依次套有千斤顶和外锁固螺母，千斤顶位于挡板和外锁固螺母之间。本专利技术还公开了一种应用在上述预应力碳纤维张拉装置上的施工方法，包括下列步骤：步骤1、在碳纤维板的端部安装张拉锚具；步骤1.1、将固定螺栓旋入上壳和下壳之间，拧紧后组装成锚具外壳，上壳和下壳之间形成楔形通孔槽；步骤1.2、将碳纤维板按照设计长度裁剪，碳纤维板的端部穿过楔形通孔槽；步骤1.3、将碳纤维板的端部夹持在上夹板和下夹板之间，上夹板与碳纤维板之间及下夹板与碳纤维板之间均放置一层砂纸或砂布，夹持完成后将上夹板和下夹板整体插入楔形通孔槽中；步骤1.4、将连接板通过安装螺栓固定连接在锚具外壳上；步骤2、在待加固结构上安装预应力张拉组件，将张拉锚具连接在预应力张拉组件上；步骤2.1、在待加固结构的表面上标记碳纤维板的中心线和锚固板的螺栓安装位置，在待加固结构的两端上标记反力板的螺栓安装位置，在待加固结构内植入用于安装反力板的张拉胶锚螺栓；步骤2.2、在待加固结构的两端上分别安装反力板，将张拉螺杆旋入并锁定在反力板上；步骤2.3、将连接板通过牵引螺栓连接在牵引板上，牵引螺栓穿过牵引板及球面垫圈组合体后旋入牵引螺母固定；步骤2.4、张拉螺杆活动穿过牵引板，通过螺母暂时固定牵引板及张拉锚具；步骤3、在预应力张拉组件上安装千斤顶，实施碳纤维板的预应力张拉；步骤3.1、将千斤顶衬套和千斤顶依次在张拉螺杆的活动端上，再旋入外锁固螺母；步骤3.2、手压油泵使千斤顶的活塞伸长，活塞推力通过千斤顶衬套传递给牵引板，牵引板通过牵引螺栓带动张拉锚具移动实现预应力张拉；步骤4、安装锚固板，将碳纤维板压紧在待加固结构表面上；步骤4.1、在待加固结构的表面上植入固定胶锚螺栓，在碳纤维板的两面均匀刮抹环氧结构胶，锚固板的粗糙面紧贴碳纤维板，固定胶锚螺栓穿过锚固板并旋上固定螺母；步骤4.2、采用搬手将固定螺母向待加固结构表面旋压，张拉锚具以球面垫圈组合体的球形中心为轴心，逆时针或顺时针转向待加固结构表面，当锚固板上的所有固定螺母压紧力一致且碳纤维板紧贴待加固结构表面之后，即完成锚固板的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分解式预应力碳纤维张拉装置，其特征在于，包括：固定在待加固构件两端上的一对预应力张拉组件、设于该对预应力张拉组件之间的至少一条碳纤维板、将碳纤维板的端部连接在相邻预应力张拉组件上的张拉锚具、至少两个将所述碳纤维板压紧在待加固结构表面上的锚固板；所述预应力张拉组件包括：牵引板、通过张拉胶锚螺栓固定在待加固结构上的反力板、连接在所述反力板和牵引板之间的张拉螺杆，所述张拉锚具连接在所述牵引板上；至少有一个预应力张拉组件内的牵引板与反力板之间的间距可调节，该预应力张拉组件内设有用于锁定牵引板与反力板的锁固机构。

【技术特征摘要】
1.一种分解式预应力碳纤维张拉装置，其特征在于，包括：固定在待加固构件两端上的一对预应力张拉组件、设于该对预应力张拉组件之间的至少一条碳纤维板、将碳纤维板的端部连接在相邻预应力张拉组件上的张拉锚具、至少两个将所述碳纤维板压紧在待加固结构表面上的锚固板；所述预应力张拉组件包括：牵引板、通过张拉胶锚螺栓固定在待加固结构上的反力板、连接在所述反力板和牵引板之间的张拉螺杆，所述张拉锚具连接在所述牵引板上；至少有一个预应力张拉组件内的牵引板与反力板之间的间距可调节，该预应力张拉组件内设有用于锁定牵引板与反力板的锁固机构。2.如权利要求1所述的分解式预应力碳纤维张拉装置，其特征在于，所述张拉锚具包括：由上壳和下壳通过固定螺栓连接构成的锚具外壳、及由上夹板和下夹板组合构成的楔形夹块，所述上壳和下壳之间设有楔形通孔槽，所述楔形夹块设于所述楔形通孔槽内，所述锚具外壳的一端连接碳纤维板，所述碳纤维板的端部夹设于所述上夹板与下夹板之间，所述锚具外壳的另一端固定有连接板，所述连接板通过牵引螺栓连接在所述牵引板上；所述上夹板和下夹板上与所述碳纤维板接触的一面为平直粗糙面，所述上夹板和下夹板上与所述锚具外壳接触的斜面为光滑面。3.如权利要求1所述的分解式预应力碳纤维张拉装置，其特征在于，所述张拉锚具包括：由上压板和下压板通过固定螺栓连接构成的锚具外壳，所述锚具外壳的一端连接碳纤维板，所述碳纤维板的端部夹设于所述上压板和下压板之间，所述锚具外壳的另一端通过牵引螺栓连接在所述牵引板上；所述上压板和下压板上与所述碳纤维板接触的一面为由多段圆弧及平直面光滑过渡组成的平顺粗糙面。4.如权利要求1或2所述的分解式预应力碳纤维张拉装置，其特征在于，所述牵引螺栓的第一端固定安装在张拉锚具内、第二端穿过所述牵引板，所述牵引螺栓的第二端依次套有球面垫圈组合体和牵引螺母。5.如权利要求4所述的分解式预应力碳纤维张拉装置，其特征在于，所述锚固板的中部为贴合所述碳纤维板的平面，所述锚固板的两端设有与该平面光滑过渡的斜面，该平面及斜面均为粗糙面；所述碳纤维板与待加固结构表面之间设有环氧结构胶，所述锚固板与碳纤维板之间也设有环氧结构胶。6.如权利要求5所述的分解式预应力碳纤维张拉装置，其特征在于，所述张拉螺杆的第一端固定安装在所述反力板上、第二端活动穿过所述牵引板，所述锁固机构由套在所述张拉螺杆第二端上的内锁固螺母构成；所述碳纤维板张拉时，所述张拉螺杆的第二端还依次套有千斤顶衬套、千斤顶和外锁固螺母，所述千斤顶衬套位于千斤顶和牵引板之间。7.如权利要求5所述的分解式预应力碳纤维张拉装置，其特征在于，所述张拉螺杆的第一端固定安装在所述反力板上、第二端活动穿过所述牵引板，所述锁固机构包括：位于所述反力板与所述牵引板之间的锁固板、套在所述张拉螺杆上且位于所述锁固板与牵引板之间的内锁固螺母，所述锁固板固定在所述牵引板上，且活动穿过所述张拉螺杆；所述碳纤维板张拉时，所述张拉螺杆的第二端还依次套有千斤顶和外锁固螺母，所述千斤顶位于所述牵引板和外锁固螺母之间。8.如权利要求5所述的分解式预应力碳纤维张拉装置，其特征在于，所述张拉螺杆的第一端固定安装在所述反力板上、第二端活动穿过所述牵引板，所述锁固机构包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋世刚，
申请(专利权)人：深圳市威士邦建筑新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44