CN101761189A - 一种预应力纤维布加固锚具及其加固混凝土结构施工工艺 - Google Patents

一种预应力纤维布加固锚具及其加固混凝土结构施工工艺 Download PDF

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Abstract

一种预应力纤维布加固锚具及其加固混凝土结构施工工艺属于桥梁和工业建筑加固领域。带凹槽钢板(1)两端分别与第一块带孔钢板(2)、第二块带孔钢板(3)一侧垂直焊接，钢板(4)平行于带凹槽钢板(1)放置，且与第一块带孔钢板(2)、第二块带孔钢板(3)在另一侧焊接；带凹槽钢板(1)、第一块带孔钢板(2)、第二块带孔钢板(3)、钢板(4)形成长方体侧面，张拉端锚具附加压条(5)平行于带凹槽钢板(1)放置在长方体侧面内，形成张拉端锚具(7)。该锚具可保证纤维布的张拉应力达到其极限应力的65％以上；张拉端附加压条(5)，保证锚具平动，不倾斜。本发明的加固方法不需要大型机械设备，可更高的提高纤维布的张拉效率。

Description

一种预应力纤维布加固锚具及其加固混凝土结构施工工艺
技术领域
本发明是一种预应力纤维布加固锚具及其加固混凝土结构施工工艺，属于桥梁和工业建筑加固领域。
背景技术
近年来，我国的土木工程建设取得了很大的发展，已有的近百亿平方米高楼大厦、会展中心、工业厂房、高层住宅、铁路、公路、桥梁、隧道、港口及大型水利工程中，混凝土结构占有较大的比重。新结构、新材料、新技术、新工艺得到了研究、开发和应用。许多混凝土结构或构件在正常环境条件下具有良好的耐久性，而由于老化、不合理的设计、施工管理的不当、使用功能的改变、环境的腐蚀及人为损坏而影响结构使用性能、耐久性和安全性，从而造成重大的安全隐患，同时由于由于我国经济的快速发展，国内土木工程的大型修建、翻新工程等，以往的一些钢筋混凝土结构物已不能满足目前的使用要求。而将建筑物完全推倒重建即消耗大量资金，又影响正常的生产生活，因此，进行混凝土结构或构件的补强加固处理显得越来越重要。
常用的加固方法有：加大截面加固法、置换混凝土加固法、粘结外包型钢加固法、粘贴钢板加固法，绕丝法、锚栓锚固等加固方法，但其自身材料的限制使这些加固法存在许多缺陷，如施工时间长、减小使用空间、自重大等，且材料用量较多，据估算，全国每年用于各种工业与民用建筑物的粘钢板的需求量约近10万m2，考虑到我国地震带及地震活跃期等因素，其加固需求量将更为巨大。近年来，外贴纤维片材的加固方法由于高强高效、耐腐蚀、施工方便快捷、施工质量易保证、自重轻、不占用使用空间等优点而成为一项新兴加固技术。
预应力纤维布加固技术就是借鉴预应力混凝土结构的概念而提出的一种加固效果显著的方法。目前发展的预应力纤维片材加固受弯技术大体为三种：
1.让受弯构件起反拱，然后粘贴纤维片材，释放反拱，从而使得纤维片材产生预应力。此种方法产生的预应力水平较低。
2.直接张拉。通过外部反力架预先张拉纤维片材，在纤维布上涂刷树脂，然后粘贴到加固的构件上，待养护完毕后，卸去张拉设备放张。此方法仅限于实验室应用，实际工程中可能受现场加载仪器、施工条件的制约。
3.利用纤维片材的长度随温度变化的特性直接张拉，考虑纤维片材与混凝土之间较大的温度变形差，适当降低温度，使混凝土构件相对缩短而纤维片材相对伸长，待纤维片材伸长值达到要求后将其粘贴于梁上，待温度恢复正常时，纤维片材相对缩短而混凝土梁相对伸长，建立预应力。此方法同样受到现场设备、温度等条件的制约，而且施加预应力水平较低。
发明内容
本发明所述加固方法，能显著提高预应力施加效率，保证加固效果。为了这个目的，本发明提出了一种预应力纤维布加固锚具及其加固混凝土结构施工工艺。
本发明的预应力纤维布加固混凝土结构方法的技术方案是：
一种预应力纤维布张拉端锚具，其特征在于：该张拉端锚具7包括：带凹槽钢板1，带凹槽钢板1两端分别与第一块带孔钢板2、第二块带孔钢板3一侧垂直焊接，钢板4平行于带凹槽钢板1放置，且与第一块带孔钢板2、第二块带孔钢板3在另一侧焊接；带凹槽钢板1、第一块带孔钢板2、第二块带孔钢板3、钢板4形成长方体侧面，张拉端锚具附加压条5平行于带凹槽钢板1放置在上述长方体侧面内，形成张拉端锚具7。
应用上述的预应力纤维布张拉端锚具进行加固混凝土结构施工工艺，其特征在于，步骤如下：
①将纤维布14的两端用浸渍树脂分别与张拉端锚具7的带凹槽钢板1、固定端锚具8粘结，养护七天以上；
②将被加固试件13表层打磨平整，清除浮灰，表层刷底胶后养护七天以上；
③在被加固构件13打磨面跨径端头安装固定支架9；
④被加固构件13表层用浸渍树脂涂抹均匀，将张拉端锚具7放置到被加固构件13上，使第二块带孔钢板3一侧靠近固定支架9，带凹槽钢板1与被加固构件13接触，将张拉端附加压条5横向压住张拉端锚具7带凹槽钢板1的第二块带孔钢板3一侧，并将张拉端附加压条5的两端固定在被加固构件13上；将粘结有纤维布14的固定端锚具8固定到被加固构件13上，使纤维布14沿被加固构件13跨径方向平放；
⑤张拉千斤顶10借助螺杆12和承压凳11对纤维布14施加预应力，张拉完毕，将张拉端锚具7与固定支架9固定；卸下张拉千斤顶10和承压凳11；
⑥将纤维布14表面用浸渍树脂均匀涂抹，使其与被加固构件13表面充分粘结。
当纤维布14跨度超过1m时，在执行步骤⑥后再执行步骤⑦：
⑦在跨中每隔1m与纤维布14跨径垂直方向设置纤维布附加压条6，将纤维布附加压条6固定在被加固构件13上。
本发明一种预应力纤维布加固锚具及其加固混凝土结构施工工艺，张拉预应力时纤维布受力均匀，粘结牢固，锚具不倾斜、受力均匀，能提高纤维布预应力水平到纤维布极限抗拉强度的65％以上，而普通的预应力加固水平只能达到纤维布抗拉强度的20％~50％，更好的发挥纤维布高强的特点；纤维布压条6，有效的保证了粘结质量，提高了加固质量，施工设备简单，无需大型器械，因此现场施工方便快捷，几乎不受现场施工条件的限制。
附图说明
图1是本发明张拉端锚具的示意图；
图2是图1锚具A-A横断面示意图；
图3是固定端锚具示意图；
图4是固定支架示意图；
图5是承压凳；
图6是本发明预应力纤维布加固混凝土结构示意图；
图中：1-带凹槽钢板，2-第一块带孔钢板，3-第二块带孔钢板，4-钢板，5-张拉端锚具附加压条，6-纤维布压条，7-张拉端锚具，8-固定端锚具，9-固定支架，10-张拉千斤顶，11-承压凳，12-螺杆，13-被加固构件，14-纤维布。
具体实施方式
下面结合附图1～附图6对本发明制作方法进一步详述：
该张拉端锚具7包括：带凹槽钢板1，带凹槽钢板1两端分别与第一块带孔钢板2、第二块带孔钢板3一侧垂直焊接，钢板4平行于带凹槽钢板1放置，且与第一块带孔钢板2、第二块带孔钢板3在另一侧焊接；带凹槽钢板1、第一块带孔钢板2、第二块带孔钢板3、钢板4形成长方体侧面，张拉端锚具附加压条5平行于带凹槽钢板1放置在上述长方体侧面内，形成张拉端锚具7。
带凹槽钢板1制作方法同ZL 200520007680.6权利要求2，其特征在于：所述钢板的表面作0.5～1.0％的坡度，然后交叉开U形槽，U形槽的倾斜角度为30°～45°，U形槽的间距为2～4mm，U形槽的开口宽度为1～2mm，U形槽的深度为0.8～1.0mm；钢板的长度大于或等于150mm，钢板的厚度为6～10mm。带凹槽钢板1两端分别与第一块带孔钢板2、第二块带孔钢板3垂直焊接，钢板4与第一块带孔钢板2、第二块带孔钢板3在另一侧焊接形成长方体的侧面，组成张拉端锚具7，使张拉端锚具7具有刚度大、变形小的优点，大大加强了预应力加固效果，其中第一块带孔钢板2比第二块带孔钢板3厚10mm；将张拉端附加压条5横向压住张拉端锚具7带凹槽钢板1的第二块带孔钢板3一侧，并将两端固定在被加固构件13上，可以保证张拉端锚具7张拉时平动，不发生倾斜；为保证张拉端附加压条5的张拉空间，张拉端锚具7的长度取纤维布14张拉变形大小和120mm中的较大值。
加固过程中带凹槽钢板1和固定端锚具8与纤维布14两端粘结，固定端锚具8制作方法同ZL 200520007680.6权利要求2，其特征在于：所述钢板的表面作0.5～1.0％的坡度，然后交叉开U形槽，U形槽的倾斜角度为30°～45°，U形槽的间距为2～4mm，U形槽的开口宽度为1～2mm，U形槽的深度为0.8～1.0mm；钢板的长度大于或等于150mm，钢板的厚度为6～10mm，纤维布14沿被加固构件13跨径方向放置，固定支架9固定在被加固构件13端头处；张拉端锚具7与固定支架9固定；被加固构件13的跨径另一端固定固定端锚具8；纤维布压条6每隔1m左右垂直跨径方向横向布置一条，压住纤维布14，固定到被加固构件13上，可以确保纤维布14与被加固构件13粘结充分，有效的保证粘结质量。
下面结合附图1～附图6对本发明施工工序进一步详述：
1.将纤维布14的两端用浸渍树脂分别与张拉端锚具7的带凹槽钢板1、固定端锚具8粘结，养护七天以上；
2.将被加固试件13表层打磨平整，浮灰清除，表层刷底胶后养护七天；
3、在被加固构件13打磨面跨径端头安装固定支架9；
4.被加固构件13表层用浸渍树脂涂抹均匀，将张拉端锚具7放置到被加固构件13上，使第二块带孔钢板3一侧靠近固定支架9，与固定支架9间隔150mm，带凹槽钢板1与被加固构件13接触，将张拉端附加压条5横向压住张拉端锚具7带凹槽钢板1的第二块带孔钢板3一侧，并将两端固定在被加固构件13上；将粘结有纤维布14的固定端锚具8固定到被加固构件13上，使纤维布14沿被加固构件13跨径方向平放；
5、张拉千斤顶10借助螺杆12和承压凳11对纤维布14施加预应力，张拉完毕，将张拉端锚具7与固定支架9固定；卸下张拉千斤顶10和承压凳11；
6、将纤维布14表面用浸渍树脂均匀涂抹，使其与被加固构件13表面充分粘结；
7、当纤维布14跨度超过1m时，在跨中每隔1m与纤维布14跨径垂直方向设置纤维布附加压条6，将纤维布附加压条6固定在被加固构件13上。

Claims (3)

1.一种预应力纤维布张拉端锚具，其特征在于：该张拉端锚具(7)包括：带凹槽钢板(1)，带凹槽钢板(1)两端分别与第一块带孔钢板(2)、第二块带孔钢板(3)一侧垂直焊接，钢板(4)平行于带凹槽钢板(1)放置，且与第一块带孔钢板(2)、第二块带孔钢板(3)在另一侧焊接；带凹槽钢板(1)、第一块带孔钢板(2)、第二块带孔钢板(3)、钢板(4)形成长方体侧面，张拉端锚具附加压条(5)平行于带凹槽钢板(1)放置在上述长方体侧面内，形成张拉端锚具(7)。
2.一种应用权利要求1所述的预应力纤维布张拉端锚具进行加固混凝土结构施工工艺，其特征在于，步骤如下：
①将纤维布(14)的两端用浸渍树脂分别与张拉端锚具(7)的带凹槽钢板(1)、固定端锚具(8)粘结，养护七天以上；
②将被加固试件(13)表层打磨平整，清除浮灰，表层刷底胶后养护七天以上；
③在被加固构件(13)打磨面跨径端头安装固定支架(9)；
④被加固构件(13)表层用浸渍树脂涂抹均匀，将张拉端锚具(7)放置到被加固构件(13)上，使第二块带孔钢板(3)一侧靠近固定支架(9)，带凹槽钢板(1)与被加固构件(13)接触，将张拉端附加压条(5)横向压住张拉端锚具(7)带凹槽钢板(1)的第二块带孔钢板(3)一侧，并将张拉端附加压条(5)两端固定在被加固构件(13)上；将粘结有纤维布(14)的固定端锚具(8)固定到被加固构件(13)上，使纤维布(14)沿被加固构件(13)跨径方向平放；
⑤张拉千斤顶(10)借助螺杆(12)和承压凳(11)对纤维布(14)施加预应力，张拉完毕，将张拉端锚具(7)与固定支架(9)固定；卸下张拉千斤顶(10)和承压凳(11)；
⑥将纤维布(14)表面用浸渍树脂均匀涂抹，使其与被加固构件(13)表面充分粘结。
3.一种根据权利要求2所述工艺，其特征在于，当纤维布(14)跨度超过1m时，在执行步骤⑥后再执行步骤⑦：
⑦在跨中每隔1m与纤维布(14)跨径垂直方向设置纤维布附加压条(6)，将纤维布附加压条(6)固定在被加固构件(13)上。
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