CN103195255B - 一种预应力碳纤维布加固混凝土梁的施工方法 - Google Patents

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Abstract

一种预应力碳纤维布加固混凝土梁的施工方法，其中预应力施加装置包括固定装置(1)和张拉装置(2)，张拉装置(2)中的张拉部件主要包括一个螺杆(9)和可移动垫块(10)，固定装置(1)和张拉装置(2)分别设置于梁的两端，固定装置1用于固定碳纤维布的一端，碳纤维布的另一端绕垫块(10)的外表面粘贴一圈，旋转螺杆(9)推动垫块(10)移动进而张拉碳纤维布使其达到设计应力值，在张拉过的碳纤维布上均匀涂刷环氧树脂胶，使碳纤维布贴在梁表面并沿纤维布的受力方向赶压出气泡，以使纤维布和混凝土紧密粘贴，待环氧树脂胶固化达到所需强度后，将预应力施加装置拆除，完成梁体的碳纤维布预应力加固。

Description

一种预应力碳纤维布加固混凝土梁的施工方法
技术领域
本发明涉及一种混凝土梁的加固方法，特别是涉及一种预应力碳纤维布加固混凝土梁的施工方法。
背景技术
随着材料科学的发展，复合材料(碳纤维、玻璃纤维和玄武岩纤维等)的各项力学性能均有提高。同时，复合材料纤维也应用到实际的建筑和桥梁的加固工程中，提高了建筑和桥梁的抗弯及抗剪强度，进一步加强了结构抗震性及安全性，提高了结构的使用寿命。
碳纤维布加固混凝土结构是一种新型的混凝土结构加固方法，较之传统的加固方法，是采用高性能粘结剂将碳纤维布粘贴在建筑结构构件表面形成体外配筋，使两者共同工作，提高结构构件的抗弯和抗剪承载力，从而达到对建筑物进行加固补强的效果。随着碳纤维布加固研究的深入，近年来，碳纤维布加固方式逐渐从普通直接粘贴转为施加预应力加固的方式。施加预应力能够更加有效地发挥碳纤维布的高强性能，提高加固效果。然而现有的碳纤维布预应力施加方法，例如嵌入式张拉法、两端张拉法和梁上张拉法比较复杂，使用的张拉装置体积庞大，需占用较大的施工场地，施工效率低。
发明内容
本发明的目的是提供一种结构简单、预应力施加装置体积小且能方便快速操作的预应力碳纤维布加固混凝土梁的施工方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种预应力碳纤维布加固混凝土梁的施工方法，其中，预应力施加装置包括固定装置和张拉装置。固定装置包括支柱、上夹板、下夹板，上夹板和下夹板的四角处设置有孔，四个支柱穿过上夹板和下夹板，支柱上设有螺纹，上夹板和下夹板可沿支柱滑动。施工时，调整上、下夹板的位置使其夹紧混凝土梁，并利用螺母固定住上、下夹板；张拉装置包括支柱、上夹板、下夹板和张拉部件，支柱设有螺纹，四个支柱穿过下夹板，外侧两个支柱穿过上夹板，上夹板和下夹板可沿支柱滑动。施工时，调整上、下夹板的位置使其夹紧混凝土梁，并利用螺母固定住上、下夹板；张拉部件包括水平板、立板、螺杆和垫块，立板与水平板固定，立板位于水平板朝向梁远端的一侧，螺杆在低于水平板的位置穿过立板，垫块形状为长条形，其长度不小于梁的宽度，垫块位于水平板的下方和立板的后侧并与螺杆接触，通过旋转螺杆可推动垫块移动，所述施工方法包括以下步骤：
a、将准备粘贴碳纤维布的混凝土梁表面进行打磨，去掉1-2mm表面疏松层，并将浮灰清除干净，用丙酮擦拭混凝土梁表面；
b、用环氧树脂胶将碳纤维布一端固定于混凝土梁，再用环氧树脂胶将碳纤维布的另一端粘贴在垫块上，粘贴时，将碳纤维布绕垫块外表面缠绕至少一周，同时在碳纤维布控制点上粘贴应变片；
c、环氧树脂胶固化后，将固定装置1设置于碳纤维布的固定端，将碳纤维布牢固地固定住，以防止碳纤维布固定端在张拉过程中滑动。然后将张拉装置2设置于梁的另一端，在需要加固的梁表面位置均匀涂刷一层环氧树脂底胶，待固化后，通过旋转螺杆推动垫块移动，进而张拉碳纤维布达到设计应变值。在张拉过的碳纤维布上均匀涂刷环氧树脂面胶，使碳纤维布贴在梁表面并沿纤维的受力方向赶压出气泡，以使纤维布和混凝土紧密粘贴；
d、在梁体剪跨段粘贴3条100mm宽U形箍将碳纤维布固定在梁上，待环氧树脂胶固化达到所需强度后，将预应力施加装置拆除，完成梁体的碳纤维布预应力加固。
本发明对预应力张拉装置进行了改进，通过螺杆推动垫块移动来实现碳纤维布的张拉应变，施工方法简单，装置体积小，施工效率高。
附图说明
图1为本发明的固定装置示意图；
图2为本发明的张拉装置示意图；
图3垫块详图及其与碳纤维布的粘结方式示意图；
图4为本发明碳纤维布张拉施工示意图。
图中：1.固定装置，2.张拉装置，3.支柱，4.上夹板，5.下夹板，6.螺母，7.水平板，8.立板，9.螺杆，10.垫块，11.碳纤维布，12.梁。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的描述。
一种预应力碳纤维布加固混凝土梁的施工方法，其中，预应力施加装置包括固定装置1和张拉装置2。固定装置1包括支柱3、上夹板4、下夹板5，上夹板4和下夹板5的四角处设置有孔，四个支柱3穿过上夹板4和下夹板5，支柱3上设有螺纹，上夹板4和下夹板5可沿支柱3滑动，施工时，调整上、下夹板的位置夹紧混凝土梁，并利用螺母6固定住上、下夹板；张拉装置2包括支柱3、上夹板4、下夹板5和张拉部件，支柱3设有螺纹，四个支柱3穿过下夹板5，外侧两个支柱3穿过上夹板4，上夹板4和下夹板5可沿支柱3滑动，施工时，调整上、下夹板的位置夹紧混凝土梁，并利用螺母6固定住上、下夹板，张拉部件包括水平板7、立板8、螺杆9和垫块10，立板8与水平板7固定，立板8位于水平板7朝向梁远端的一侧，螺杆9在低于水平板7的位置穿过立板8，垫块10形状为长条形，其长度不小于梁的宽度，垫块10位于水平板7的下方和立板8的后侧并与螺杆9接触，通过旋转螺杆9可推动垫块10移动，所述施工方法包括以下步骤：
a、将准备粘贴碳纤维布的混凝土梁表面进行打磨，去掉1-2mm表面疏松层，并将浮灰清除干净，用丙酮擦拭混凝土梁表面；
b、用环氧树脂胶将碳纤维布一端固定于混凝土梁，再用环氧树脂胶将碳纤维布的另一端粘贴在垫块10上，粘贴时，将碳纤维布11绕垫块10外表面缠绕至少一周，同时在碳纤维布控制点上粘贴应变片；
c、环氧树脂胶固化后，将固定装置1设置于碳纤维布11的固定端，将碳纤维布11牢固地固定住，以防止碳纤维布固定端在张拉过程中滑动，然后将张拉装置2设置于梁的另一端，在需要加固的梁表面位置均匀涂刷一层环氧树脂底胶，待固化后，通过旋转螺杆9推动垫块10移动，进而张拉碳纤维布达到设计应变值，在张拉过的碳纤维布上均匀涂刷环氧树脂面胶，使碳纤维布贴在梁表面并沿纤维的受力方向赶压出气泡，以使纤维布和混凝土紧密粘贴；
d、在梁体剪跨段粘贴3条100mm宽U形箍将碳纤维布固定在梁上，待环氧树脂胶固化达到所需强度后，将预应力施加装置拆除，完成梁体的碳纤维布预应力加固。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：1、简单易操作，需要的设备简单；2、既可以应用于试验室实验，也可以应用于工程实际；3、设备的制作材料比较简单，工艺要求不高，在条件有限的情况下，很容易实现；4、能够满足大部分强度碳纤维布张拉应变极限的要求，张拉过程中没有明显的滑移。

Claims (3)

1.一种预应力碳纤维布加固混凝土梁的施工方法，其中，预应力施加装置包括固定装置(1)和张拉装置(2)，固定装置(1)包括支柱(3)、上夹板(4)、下夹板(5)，上夹板(4)和下夹板(5)的四角处设置有孔，四个支柱(3)穿过上夹板(4)和下夹板(5)，支柱(3)上设有螺纹，上夹板(4)和下夹板(5)可沿支柱(3)滑动，施工时，调整上、下夹板的位置夹紧混凝土梁，并利用螺母(6)固定住上、下夹板；张拉装置(2)包括支柱(3)、上夹板(4)、下夹板(5)和张拉部件，支柱(3)设有螺纹，四个支柱(3)穿过下夹板(5)，外侧两个支柱(3)穿过上夹板(4)，上夹板(4)和下夹板(5)可沿支柱(3)滑动，施工时，调整上、下夹板的位置夹紧混凝土梁，并利用螺母(6)固定住上、下夹板，张拉部件包括水平板(7)、立板(8)、螺杆(9)和垫块(10)，立板(8)与水平板(7)固定，立板(8)位于水平板(7)朝向梁远端的一侧，螺杆(9)在低于水平板(7)的位置穿过立板(8)，垫块(10)形状为长条形，其长度不小于梁的宽度，垫块(10)位于水平板(7)的下方和立板(8)的后侧并与螺杆(9)接触，通过旋转螺杆(9)可推动垫块(10)移动，所述施工方法包括以下步骤：
a、将准备粘贴碳纤维布的混凝土梁(12)表面进行打磨，去掉1-2mm表面疏松层，并将浮灰清除干净，用丙酮擦拭混凝土梁(12)表面；
b、用环氧树脂胶将碳纤维布(11)一端固定于混凝土梁(12)，再用环氧树脂胶将碳纤维布(11)的另一端粘贴在垫块(10)上，粘贴时，将碳纤维布(11)绕垫块(10)外表面缠绕至少一周，同时在碳纤维布控制点上粘贴应变片；
c、环氧树脂胶固化后，将固定装置(1)设置于碳纤维布(11)的固定端，将碳纤维布(11)牢固地固定住，以防止碳纤维布固定端在张拉过程中滑动，然后将张拉装置(2)设置于梁的另一端，在需要加固的梁表面位置均匀涂刷一层环氧树脂底胶，待固化后，通过旋转螺杆(9)推动垫块(10)移动，进而张拉碳纤维布达到设计应变值，在张拉过的碳纤维布上均匀涂刷环氧树脂面胶，使碳纤维布(11)贴在梁表面并沿纤维的受力方向赶压出气泡，以使纤维布(11)和混凝土紧密粘贴；
d、在梁体剪跨段粘贴3条100mm宽U形箍将碳纤维布(11)固定在混凝土梁(12)上，待环氧树脂胶固化达到所需强度后，将预应力施加装置拆除，完成梁体的碳纤维布预应力加固。
2.根据权利要求1所述的预应力碳纤维布加固混凝土梁的施工方法，其特征在于固定装置(1)和张拉装置(2)均使用钢材制作。
3.根据权利要求1所述的预应力碳纤维布加固混凝土梁的施工方法，其特征在于所述张拉装置(2)中的立板(8)与水平板(7)的固定方式为焊接或螺栓连接。
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