采用CFRP布材进行混凝土结构的预应力加固装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种采用CFRP布材进行混凝土结构的预应力加固装置，它包括拉杆、两根撑杆、两个卷筒、CFRP布、粘结层和两个升降调节装置，所述拉杆上下两端设有螺纹，拉杆的下部两侧分别通过铰链斜向连接两根撑杆的一端，两根撑杆通过下调节螺母固定在拉杆下部，两根撑杆的另一端分别连接两个卷筒的中心，两个卷筒分别设于两个升降调节装置上，两个卷筒上缠绕CFRP布，所述粘结层设于被加固结构底部。本发明专利技术借助CFRP纤维间自身的摩擦力传递拉力，克服锚固破坏弱点；充分利用CFRP布的轻柔特点，借助自身的顶升实现张拉，从而实现张拉和粘贴施工一体化施工，既减少了施工工序，同时节省了常规的锚固体系，实现经济快捷的施工方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种混凝土结构的预应力加固施工方法中的预应力锚固和张拉的装置，具体的说是采用CFRP布材进行混凝土结构的预应力加固装置。
技术介绍
随着我国交通规模的迅速发展，在我国桥梁中70％左右的混凝土桥梁均进入超负荷服役期，许多桥梁进入了维修加固期，而且大量服役不久的桥梁也出现了损伤，导致我国桥梁较多的加固维护工程的出现，这种现象在野外的隧道工程甚至常规建筑工程中同样存在。目前对混凝土桥梁或结构物的加固方法常见的两类加固方式，一是采用粘钢板、粘碳纤维板或纤维布的被动受力方式进行；二是采用预应力，尤其是体外预应力技术进行主动受力方式加固。根据结构的受力特点和损伤程度，以及加固后的使用性能要求，采用预应力加固，可一定程度上完全恢复甚至可提高结构的承载能力。而采用粘钢板和FRP板或布的方式，由于是在结构已发生破坏或刚度发生改变后进行的补救措施，因而在使用性能或承载力方向均无法恢复到原有设计状态。
技术实现思路
本专利技术旨在克服现有技术的缺陷，提供一种采用CFRP布材进行混凝土结构的预应力加固装置，借助CFRP布在缠绕过程中的自身摩擦力克服夹片锚固对纤维的剪切作用，对CFRP布实现锚固；再借助一体化的撑杆和拉杆结构，实现对布材的平行张拉。然后粘贴于补加固结构表面，即可实现对结构施加预应力效果。为了解决上述技术问题，本专利技术是这样实现的：一种采用CFRP布材进行混凝土结构的预应力加固装置，其特征在于：它包括可调节长度拉杆、两根撑杆、两个卷筒、CFRP布、粘结层和两个升降调节装置，所述拉杆上下两端设有螺纹，拉杆的下部两侧分别通过铰链8斜向连接两根撑杆3的一端，两根撑杆通过下调节螺母固定在拉杆下部，两根撑杆的另一端分别连接两个卷筒4的中心，两个卷筒分别设于两个升降调节装置6上，两个卷筒上缠绕CFRP布，所述粘结层设于被加固结构底部。所述的采用CFRP布材进行混凝土结构的预应力加固装置，其特征在于：拉杆8的上部通过上调节螺母固定、植筋固定或锚固螺栓固定。所述的采用CFRP布材进行混凝土结构的预应力加固装置，其特征在于：所述拉杆下部两侧的撑杆采用非对称式布置。所述的采用CFRP布材进行混凝土结构的预应力加固装置，其特征在于：还包括拉力传感器，所述拉杆上设置拉力传感器，通过三角形受力静力平衡，监测拉杆的实际拉力。本专利技术的有益效果是：借助CFRP纤维间自身的摩擦力传递拉力，克服锚固破坏弱点；充分利用CFRP布的轻柔特点，借助自身的顶升实现张拉，从而实现张拉和粘贴施工一体化施工，既减少了施工工序，同时节省了常规的锚固体系，实现经济快捷的施工方法。本装置适用于桥梁、结构、隧道结构的整体或局部预应力加固。利用本专利技术的锚固和张拉方法，结合相应的顶升或张拉工艺，可提高对桥梁及其他混凝土结构的修补加固效率。附图说明下面结合附图和实施方式对本专利技术作进一步的详细说明：图1为CFRP布锚固顶升张拉加固示意图。图2为实施例1穿透式张拉示意图。图3为实施例2内腔式张拉示意图。图4为实施例3锚固式张拉示意图。附图标记:被加固结构1、拉杆2、撑杆3、卷筒4、CFRP布5、升降调节装置6、粘结层7、铰链8、上调节螺母9、下调节螺母10、锚固螺栓11、孔12。具体实施方式如图1所示：一种采用CFRP布材进行混凝土结构的预应力加固装置，它包括拉杆2、两根撑杆3、两个卷筒4、CFRP布5、粘结层7、拉力传感器和两个升降调节装置6，所述拉杆上下两端设有螺纹，拉杆的下部两侧分别通过铰链8斜向连接两根撑杆的一端，两根撑杆通过下调节螺母10固定在拉杆下部，两根撑杆的另一端分别连接两个卷筒的中心，两个卷筒分别设于两个升降调节装置上，两个卷筒上缠绕CFRP布。拉杆的上部通过上调节螺母9固定、植筋固定或锚固螺栓固定；所述拉杆下部两侧的撑杆采用非对称式布置；拉杆上设置拉力传感器，通过三角形受力静力平衡，监测拉杆的实际拉力。该基于自锚式的CFRP布材锚固与顶升张拉装置，实现CFRP布材料施加预应力，对混凝土结构进行加固。本专利技术借助自身的摩擦力提供锚固力，避免常规锚固方式对纤维丝的剪切破坏，借助撑杆式顶升实现对CFRP布的张拉。具体的，借助固定于加固结构物1上的拉杆1长度的调整，推动斜向的两根撑杆3伸展；撑杆端部在卷筒4上缠绕锚固的CFRP布5在撑杆推动下不断卷紧和拉长；借助升降距离调节器6将CFRP布5调整到与粘结层7相粘结附于结构物1表面；当粘结层7达到设计粘结力时，剪断CFRP布；拆除拉杆2、撑杆3、卷筒4和距离调节器6。如此，本专利技术可实现CFRP布材对结构沿不同方向和部位的预应力锚固。为此，本专利技术采用不同于常规的预应力锚具的开发思路，借助CFRP纤维间自身的摩擦力传递拉力，克服锚固破坏弱点；充分利用CFRP布的轻柔特点，借助自身的顶升实现张拉，从而实现张拉和粘贴施工一体化施工，既减少了施工工序，同时节省了常规的锚固体系，实现经济快捷的施工。本专利技术技术适用于桥梁、结构、隧道结构的整体或局部预应力加固。利用本专利技术的锚固和张拉设计，结合相应的顶升或张拉工艺，可提高对桥梁及其他混凝土结构的修补加固效率。本专利技术创新要点：基于自锚式的CFRP锚固与顶升张拉的预应力加固装置，其包括CFRP的自身锚固和CFRP布材张拉，张拉后的CFRP布粘贴于被加固结构上，实现对混凝土结构进行预应力加固。其技术特征在于借助CFRP布层间自身的摩擦力提供锚固力，避免采用常规夹片式锚具导致的剪切破坏。其特征在于借助撑杆和连杆机动原理，连杆长度的改变，实现撑杆端部间距增长，连带撑杆端部的CFRP布的拉伸。通过调整拉伸后的CFRP与加固结构的间距，将拉伸后的CFRP布粘贴于被加固结构上，待粘结层达到设计强度时，裁割CFRP和释放支撑杆结构，即可实现对结构的预应力加固。所述的撑杆与拉杆结构，根据拉杆缩短产生的拉力和撑杆分力平衡受力特点，可采用非对称式布置，且拉杆与撑杆交点处采用铰链接形式，可实现CFRP布的与结构表面位置自适应。具体实施方法和步骤如下：步骤一、将CFRP布5缠绕在卷筒4上；步骤二、在结构物1上安装固定可调节长度拉杆2；步骤三、调节拉杆2，推动与拉杆2相连的斜向的两根撑杆3伸展；步骤四、撑杆端部以卷筒式锚固的CFRP布5在撑杆推动下不断拉伸并卷紧；步骤五、在结构物表面涂抹粘结材料7(根据其粘结性能可提前涂抹)，调节升降装置6，借助粘结层材料7将张拉后的CFRP布5粘结于结构物1表面；步骤六、当粘结层达到设计粘结力时，在卷筒4附近剪断CFRP布5，拆除锚固用和顶升张拉用装置。实施例1如图2所示：若被加固结构1截面低，采用穿透式张拉结构，拉杆穿过被加固构件1并通过上调节螺母9固定。采用上述方式固定好拉杆和调节螺母后，对结构表面进行粘结剂涂抹处理，然后将CFRP布在滚筒上预缠3～4层，由于是通过调节中央拉杆长度来实现对CFRP布的顶升张拉，因此必须确保两侧滚筒上的底层CFRP固定牢固。在CFRP拉应力达到设计张拉应力时，停止调整拉杆。在达到所需张拉力后，调节高度螺丝使CFRP布与结构表面实现粘结。在高度调节时，应保证锚固点和拉杆撑杆绞点相对位置不变，从而保证CFRP布的伸长度不变，也即张拉力不降低。在拉杆上设置拉力传杆器监测实际拉力，通过三角形受力静力平衡，很容易计算出相应CFRP布的拉应力大本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采用CFRP布材进行混凝土结构的预应力加固装置，其特征在于：它包括拉杆、两根撑杆、两个卷筒、CFRP布、粘结层和两个升降调节装置，所述拉杆上下两端设有螺纹，拉杆的下部两侧分别通过铰链斜向连接两根撑杆的一端，两根撑杆通过下调节螺母固定在拉杆下部，两根撑杆的另一端分别连接两个卷筒的中心，两个卷筒分别设于两个升降调节装置上，两个卷筒上缠绕CFRP布，所述粘结层设于被加固结构底部；所述拉杆下部两侧的撑杆采用非对称式布置。

【技术特征摘要】
1.一种采用CFRP布材进行混凝土结构的预应力加固装置，其特征在于：它包括拉杆、两根撑杆、两个卷筒、CFRP布、粘结层和两个升降调节装置，所述拉杆上下两端设有螺纹，拉杆的下部两侧分别通过铰链斜向连接两根撑杆的一端，两根撑杆通过下调节螺母固定在拉杆下部，两根撑杆的另一端分别连接两个卷筒的中心，两个卷筒分别设于两个升降调节装置上，两个卷筒上缠绕CFRP布，所述粘结层设...

【专利技术属性】
技术研发人员：李方元，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：上海;31