CN104865128A - 应用于静力实验中对cfrp板双向施加预应力的装置及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种应用于静力实验中对CFRP板双向施加预应力的装置及其方法，属于试验技术领域，包括用于与地面固定连接的第一锚固块，所述第一锚固块上连接有卧式工字梁，所述卧式工字梁的另一端经一伸缩机构与第二锚固块相连接，位于第一锚固块和第二锚固块上还分别设置有用于锚固CFRP板的锚具。该装置不仅结构简单，而且施工方便。
Description
技术领域
本发明涉及一种应用于静力实验中对CFRP板双向施加预应力的装置及其方法，属于试验技术领域。
背景技术
采用预应力CFRP板进行加固钢筋混凝土结构是近年来发展起来的新技术，它是将CFRP板进行张拉，再通过专用的粘结材料和锚具使张拉后的CFRP板与构件/结构形成整体，能有效地提高承载力并抑制裂缝的发展；具有加固效果好、体积和自重小、抗腐蚀性和耐久性好、施工方便、维护费用少等优点。近年来，随着CFRP板材料工艺的成熟，越来越多的工程希望运用预应力CFPR板进行加固。当然在运用于实际之前，在实验室中分析其性质，才能更好的应用与实际，而在实验室分析CFRP板的力学性质的第一步，就是对CFRP板施加预应力及安装锚具，因此初始应力的施加及锚具的开发就显得非常重要。
然而，国内外现有的技术标准及规范都没有对CFRP板双向施加预应力的装置及其方法提出明确规定，仅仅对施加的预应力提出了一定范围。很多国内外CFRP板实验均指出施加预应力或多或少是实验的关键因素之一，但并没有给出一个方便可行的方法。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种结构简单、施工方便的应用于静力实验中对CFRP板双向施加预应力的装置及其方法。
本发明的技术方案在于：一种应用于静力实验中对CFRP板双向施加预应力的装置，包括用于与地面固定连接的第一锚固块，所述第一锚固块上连接有卧式工字梁，所述卧式工字梁的另一端经一伸缩机构与第二锚固块相连接，位于第一锚固块和第二锚固块上还分别设置有用于锚固CFRP板的锚具。
进一步地，位于第一锚固块和第二锚固块的两旁侧面上可分别安设CFRP板，所述CFRP板一端经锚具紧固于第一锚固块的旁侧面上，CFRP板的另一端经锚具紧固于第二锚固块与第一锚固块相应一旁侧的表面上。
进一步地，所述锚具包括用于套在第一锚固块或第二锚固块外周的凵型槽板，所述凵型槽板的两侧板上分别布设有用于穿入第一锚固块或第二锚固块内的膨胀锚栓，凵型槽板的底板下侧经若干高强螺栓连接有面板。
进一步地，所述伸缩机构为千斤顶，所述千斤顶的伸缩杆端部经一连接钢板与第二锚固块相连接。
进一步地，所述千斤顶的伸缩杆端部与连接钢板之间还设置有压力传感器。
进一步地，所述第一锚固块和第二锚固块设置于同一轴心线上且均由混凝土制成。
一种静力实验中对CFRP板双向施加预应力的方法，包括应用于静力实验中对CFRP板双向施加预应力的装置，包括以下步骤：
1）将第一锚固块、第二锚固块及模拟实验的矩形梁上安设锚具部位的混凝土凿除，将CFRP板上用于与第一锚块、第二锚块及矩形梁相贴合的表面凿毛，并分别清洗；
2）在第一锚固块、第二锚固块凿除混凝土的表面涂抹结构胶，将CFRP板两端部分别贴于第一锚固块和第二锚固块上，并安装锚具；
3）待伸缩机构张拉到设计拉力后，将矩形梁平躺，于CFRP板和矩形梁上涂抹结构胶使CFRP板与矩形梁粘紧，并安装锚具使CFRP板固定在矩形梁上；
4）待结构胶固化后，分级松开预应力，切断矩形梁与锚具之间多余的CFRP板。
进一步地，所述步骤1中，将第一锚块、第二锚块及矩形梁凿除的表面用丙酮清洗干净，将CFRP板凿毛的表面用丙酮清洗干净。
进一步地，所述步骤2中安装锚具时，在CFRP板和第一锚固块及CFRP板与第二锚固块上分别钻孔，并打入膨胀螺栓。
进一步地，在步骤3中伸缩机构张拉到设计拉力后，于CFRP板靠近矩形梁一侧和矩形梁靠近CFRP板一侧涂抹结构胶；CFRP板粘紧于矩形梁后进行补胶。
与现有技术相比较，本发明具有以下优点：本发明不仅结构简单，施工方便，而且不是复杂粗糙的施加预应力，而是简单精准的施加预应力，精确控制，从而使得CFRP板实验中第一部分的施加预应力得到满意的效果。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的锚具结构示意图；
图3为本发明的图2的A-A剖视图；
图中：1-第一锚固块 2-卧式工字梁 3-伸缩机构 4-第二锚固块 5-CFRP板 6-锚具 61-凵型槽板 62-侧板 63-膨胀锚栓 64-底板 65-高强螺栓 66-面板 7-矩形梁 8-连接钢板。
具体实施方式
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下，但本发明并不限于此。
参考图1至图3
一种应用于静力实验中对CFRP板双向施加预应力的装置，包括用于与地面固定连接的第一锚固块1，所述第一锚固块上连接有卧式工字梁2，所述卧式工字梁的长度由模拟实现的矩形梁7的长度决定，所述卧式工字梁的另一端经一伸缩机构3与第二锚固块4相连接，位于第一锚固块和第二锚固块上还分别设置有用于锚固CFRP板于第一锚固块和第二锚固块相同一旁侧面上5的锚具6。
本实施例中，位于第一锚固块和第二锚固块的两旁侧面上可分别安设CFRP板5，所述CFRP板一端经锚具6紧固于第一锚固块的旁侧面上，CFRP板的另一端经锚具6紧固于第二锚固块与第一锚固块相应一旁侧的表面上。所述CFRP板的内侧面上间隔布设有至少两个用于与拟实验梁7相连接的锚具6。
本实施例中，所述锚具包括用于套在第一锚固块、第二锚固块或矩形梁外周的凵型槽板61，所述凵型槽板的两侧板62上分别布设有用于穿入第一锚固块、第二锚固块或矩形梁内的膨胀锚栓63，凵型槽板的底板64下侧经若干高强螺栓65连接有面板66。所述面板66与底板64的表面上分别设置有相对应的纹理，以便有效固定CFRP板。
本实施例中，所述伸缩机构为千斤顶，千斤顶要有足够的量程和精确度，才可以满足实验的要求，所述千斤顶的伸缩杆端部经一连接钢板8与第二锚固块相连接。
本实施例中，所述千斤顶的伸缩杆端部与连接钢板之间还设置有压力传感器，以便对施加的预应力进行控制。
本实施例中，所述第一锚固块和第二锚固块设置于同一轴心线上且均由混凝土制成，安装时可以通过与拉直的绳做对比，第二锚固块可以再这条轴心线上任意移动；第一锚固块和第二锚固块之间的距离大于模拟实验的矩形梁长度，方便CFRP板锚固于矩形梁上。
本装置中的工字梁和矩形梁要有足够的强度和稳定性，以满足实验的要求。
一种静力实验中对CFRP板双向施加预应力的方法，包括应用于静力实验中对CFRP板双向施加预应力的装置，包括以下步骤：
1）将第一锚固块、第二锚固块及模拟实验的矩形梁上安设锚具部位的混凝土凿除，将CFRP板上用于与第一锚块、第二锚块及矩形梁相贴合的表面凿毛，并分别清洗；
2）在第一锚固块、第二锚固块凿除混凝土的表面涂抹结构胶，将CFRP板两端部分别贴于第一锚固块和第二锚固块上，并安装锚具，保证锚具与矩形梁之间的连接；
3）待伸缩机构张拉到设计拉力后，将矩形梁平躺，于CFRP板和矩形梁上涂抹结构胶使CFRP板与矩形梁粘紧，并安装锚具使CFRP板固定在矩形梁上；
4）待结构胶固化后，分级松开预应力，切断矩形梁与锚具之间多余的CFRP板，从而可以将CFRP板中的预应力施加在矩形梁上。因此需要通过压力传感器精确的控制在CFRP板中的预应力。
上述步骤1中，将第一锚块、第二锚块及矩形梁凿除的表面用丙酮清洗干净，将CFRP板凿毛的表面用丙酮清洗干净。
上述步骤2中安装锚具时，在CFRP板与第一锚固块及第二锚固块有效粘结后，在CFRP板和第一锚固块及CFRP板与第二锚固块上分别钻孔，并打入膨胀螺栓，保证锚具与第一锚固块及第二锚固块之间的连接。
在步骤3中伸缩机构张拉到设计拉力后，于CFRP板靠近矩形梁一侧和矩形梁靠近CFRP板一侧涂抹结构胶，并保证涂抹饱满充分；CFRP板粘紧于矩形梁后进行补胶。
在具体实验中采用两套装置同时作业，使矩形梁的两侧面同时安装有CFRP板，以提高工作效率；同时，还可以在凵型槽板与面板之间安装一CFRP板，并旋紧锚具的高强螺栓，从而使得矩形梁三面具有CFRP板。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员而言，根据本发明的教导，设计出不同形式的应用于静力实验中对CFRP板双向施加预应力的装置并不需要创造性的劳动，在不脱离本发明的原理和精神的情况下凡依本发明申请专利范围所做的均等变化、修改、替换和变型，皆应属本发明的涵盖范围。
Claims (10)
1. 一种应用于静力实验中对CFRP板双向施加预应力的装置，包括用于与地面固定连接的第一锚固块，其特征在于，所述第一锚固块上连接有卧式工字梁，所述卧式工字梁的另一端经一伸缩机构与第二锚固块相连接，位于第一锚固块和第二锚固块上还分别设置有用于锚固CFRP板的锚具。
2. 根据权利要求1所述的应用于静力实验中对CFRP板双向施加预应力的装置，其特征在于，位于第一锚固块和第二锚固块的两旁侧面上可分别安设CFRP板，所述CFRP板一端经锚具紧固于第一锚固块的旁侧面上，CFRP板的另一端经锚具紧固于第二锚固块与第一锚固块相应一旁侧的表面上。
3. 根据权利要求1或2所述的应用于静力实验中对CFRP板双向施加预应力的装置，其特征在于，所述锚具包括用于套在第一锚固块或第二锚固块外周的凵型槽板，所述凵型槽板的两侧板上分别布设有用于穿入第一锚固块或第二锚固块内的膨胀锚栓，凵型槽板的底板下侧经若干高强螺栓连接有面板。
4. 根据权利要求1所述的应用于静力实验中对CFRP板双向施加预应力的装置，其特征在于，所述伸缩机构为千斤顶，所述千斤顶的伸缩杆端部经一连接钢板与第二锚固块相连接。
5. 根据权利要求4所述的应用于静力实验中对CFRP板双向施加预应力的装置，其特征在于，所述千斤顶的伸缩杆端部与连接钢板之间还设置有压力传感器。
6. 根据权利要求1、2、4或5所述的应用于静力实验中对CFRP板双向施加预应力的装置，其特征在于，所述第一锚固块和第二锚固块设置于同一轴心线上且均由混凝土制成。
7. 一种静力实验中对CFRP板双向施加预应力的方法，包括如权利要求3所述的应用于静力实验中对CFRP板双向施加预应力的装置，其特征在于，包括以下步骤：
1）将第一锚固块、第二锚固块及模拟实验的矩形梁上安设锚具部位的混凝土凿除，将CFRP板上用于与第一锚块、第二锚块及矩形梁相贴合的表面凿毛，并分别清洗；
2）在第一锚固块、第二锚固块凿除混凝土的表面涂抹结构胶，将CFRP板两端部分别贴于第一锚固块和第二锚固块上，并安装锚具；
3）待伸缩机构张拉到设计拉力后，将矩形梁平躺，于CFRP板和矩形梁上涂抹结构胶使CFRP板与矩形梁粘紧，并安装锚具使CFRP板固定在矩形梁上；
4）待结构胶固化后，分级松开预应力，切断矩形梁与锚具之间多余的CFRP板。
8. 根据权利要求7所述的静力实验中对CFRP板双向施加预应力的方法，其特征在于，所述步骤1中，将第一锚块、第二锚块及矩形梁凿除的表面用丙酮清洗干净，将CFRP板凿毛的表面用丙酮清洗干净。
9. 根据权利要求7所述的静力实验中对CFRP板双向施加预应力的方法，其特征在于，所述步骤2中安装锚具时，在CFRP板和第一锚固块及CFRP板与第二锚固块上分别钻孔，并打入膨胀螺栓。
10. 根据权利要求7、8或9所述的静力实验中对CFRP板双向施加预应力的方法，其特征在于，在步骤3中伸缩机构张拉到设计拉力后，于CFRP板靠近矩形梁一侧和矩形梁靠近CFRP板一侧涂抹结构胶；CFRP板粘紧于矩形梁后进行补胶。
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