CN106869520B - 一种钢筋混凝土梁加固装置及其安装方法 - Google Patents

一种钢筋混凝土梁加固装置及其安装方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种钢筋混凝土梁加固装置及其施工方法，包括由两立柱或墙体支撑的梁，所述梁下侧倒扣有一对U型钢板，U型钢板的两侧板固定于梁的前、后侧壁上；两U型钢板之间连接有直箱型钢管，直箱型钢管与两端的U型钢板相铰接；所述立柱或墙体上设置有一对夹紧立柱或墙体的夹板，位于立柱或墙体内侧的夹板与对应侧的U型钢板之间连接有弧形箱型钢管，弧形箱型钢管一端铰接于立柱或墙体内侧的夹板上，另一端铰接于对应侧的U型钢板上；位于两立柱或墙体外侧的两夹板之间连接有预应力钢绞线。该钢筋混凝土梁加固装置施工方便、结构受力性能好，避免柱或墙受到额外水平侧向力；降低梁跨中段挠度，并起到有效支撑梁的作用，从而提高梁的承载力。

Description

一种钢筋混凝土梁加固装置及其安装方法
技术领域
本发明涉及一种钢筋混凝土梁加固装置及其施工方法。
背景技术
经过长期运营的土木工程结构通常带有一定损伤，需要进行加固和修复，以恢复原设计承载力或适应新的设计荷载。当前已有加固方法很多，如增大截面法、外包钢加固法、体外预应力加固法、碳纤维加固法等。增大截面加固法是通过在构件截面外围新浇混凝土，并加配受力钢筋或构造钢筋，以达到提高原构件承载力和稳定性的目的；外包钢加固法通常在梁、柱构件的四角粘贴角钢，角钢间通过焊接钢缀板相连接，从而提高构件的承载力；碳纤维加固法一般是采用特定的结构胶黏剂将碳纤维布黏贴到梁、柱、墙体构件的表面，使其与混凝土结构共同工作，从而提高构件的整体承载力。
上述加固方法均有其自身的优点，比如增大截面法应用范围广，施工技术成熟，加固效果好；外包钢加固法承载力提高幅度大，施工速度快，无需现场湿作业；碳纤维加固法对施工场地和空间要求简单等，但上述方法针对性不强，不适用于加固钢筋混凝土梁。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种施工方便、结构受力性能好的钢筋混凝土梁加固装置及其施工方法。
本发明采用以下方案实现：一种钢筋混凝土梁加固装置，包括由两立柱或墙体支撑的梁，其特征在于：所述梁下侧倒扣有一对U型钢板，U型钢板的两侧板固定于梁的前、后侧壁上；两U型钢板之间连接有直箱型钢管，直箱型钢管与两端的U型钢板相铰接；所述立柱或墙体上设置有一对夹紧立柱或墙体的夹板，位于立柱或墙体内侧的夹板与对应侧的U型钢板之间连接有弧形箱型钢管，弧形箱型钢管一端铰接于立柱或墙体内侧的夹板上，另一端铰接于对应侧的U型钢板上；位于两立柱或墙体外侧的两夹板之间连接有预应力钢绞线。
进一步的，U型钢板下方以及位于立柱或墙体内侧的夹板上均设置有用以连接直箱型钢管和弧形箱型钢管的矩形钢板，直箱型钢管和弧形箱型钢管与矩形钢板之间通过钢转轴相铰接。
进一步的，立柱或墙体内、外侧的两夹板之间通过贯穿立柱或墙体的螺栓连接在一起；预应力钢绞线至少有两根并分布在立柱或墙体前、后侧，预应力钢绞线两端穿过对应端立柱或墙体和内、外侧两夹板后由螺母锚固。
进一步的，每根预应力钢绞线均由两段钢绞线通过套筒连接而成，套筒内部设置有内螺纹，套筒内部的内螺纹由两段旋向相反的内螺纹组成，两段钢绞线端部设置有与套筒的内螺纹相配合的螺纹部以实现转动套筒时使两段钢绞线拉紧或放松。
本发明的另一技术方案：一种钢筋混凝土梁加固装置的安装方法，包括以下步骤：（1）确定U型钢板和夹板的安装位置；（2）在梁和立柱或墙体相应位置处钻用以安装夹板和U型钢板的预留孔，钻孔完成后对梁和立柱或墙体的相应位置进行表面处理；（3）将U型钢板安装到梁上，将夹板安装到立柱或墙体上，并通过高强螺栓固定；（4）利用千斤顶对梁进行顶升操作，千斤顶作用位置对称布置于U型钢板两侧；（5）立柱或墙体内侧的夹板与对应侧U型钢板间用弧形箱型钢管相连接，梁上的两U型钢板间用直箱型钢管相连；（6）将预应力钢绞线两端穿过对应端的立柱或墙体和内、外侧夹板后用螺母锚固；（7）旋紧预应力钢绞线中间的套筒来施加预应力，并拆除千斤顶。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：该钢筋混凝土梁加固装置施工方便、结构受力性能好，避免柱或墙受到额外水平侧向力；降低梁跨中段挠度，并起到有效支撑梁的作用，从而提高梁的承载力。
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将通过具体实施例和相关附图，对本发明作进一步详细说明。
附图说明
图1是本发明实施例构造图；
图2是本发明实施例中U型钢板与矩形钢板组合件构造示意图；
图3是本发明实施例中立柱或墙体内侧的夹板与矩形钢板组合件构造示意图；
图4是本发明实施例中立柱或墙体外侧的夹板构造示意图；
图5是本发明实施例中直箱型钢管构造示意图；
图6是本发明实施例中弧形箱型钢管构造示意图；
图7是本发明实施例中套筒构造示意图；
图中标号说明：1-梁、2-立柱或墙体、3-U型钢板、4-直箱型钢管、5-夹板、6-弧形箱型钢管、7-预应力钢绞线、8-矩形钢板、9-钢转轴、10-螺栓、11-螺母、12-套筒。
具体实施方式
如图1~7所示，一种钢筋混凝土梁加固装置，包括由两根立柱或墙体2支撑的梁1，其特征在于：所述梁1下侧倒扣有一对U型钢板3，U型钢板3的两侧板固定于梁的前、后侧壁上；两U型钢板3之间连接有直箱型钢管4，直箱型钢管4与两端的U型钢板3相铰接；所述立柱或墙体2上设置有一对夹紧立柱或墙体2的夹板5，位于立柱或墙体2内侧的夹板与对应侧的U型钢板3之间连接有弧形箱型钢管6，弧形箱型钢管6一端铰接于立柱或墙体2内侧的夹板5上，另一端铰接于对应侧的U型钢板3上；位于两立柱或墙体2外侧的两夹板之间连接有预应力钢绞线7，该加固装置由直箱型钢管4和弧形箱型钢管6形成一个四铰箱型钢管拱结构，可以显著降低梁跨中段挠度，并起到有效支撑梁的作用，从而提高梁的承载力并降低梁挠度；预应力钢绞线7承担钢管拱传递至拱脚处的水平力，由此实现对钢筋混凝土梁加固并提高承载力的目的，避免柱（或墙）受到额外的水平侧向力；同时该加固装置存在安装方便，工序简单，力学受力性能好的特点。
在本实施例中，U型钢板3下方以及位于立柱或墙体内侧的夹板5上均设置有用以连接直箱型钢管和弧形箱型钢管的矩形钢板8，直箱型钢管4和弧形箱型钢管6与矩形钢板之间通过钢转轴9相铰接，U型钢板3处直箱型钢管4和弧形箱型钢管6铰接于同一钢转轴9上。
在本实施例中，立柱或墙体2内、外侧的两夹板5之间通过贯穿立柱或墙体的螺栓10连接在一起；预应力钢绞线7至少有两根并分布在立柱或墙体前、后侧，预应力钢绞线7两端穿过对应端立柱或墙体和内、外侧两夹板后由螺母11锚固。
在本实施例中，每根预应力钢绞线7均由两段钢绞线通过套筒12连接而成，套筒12内部设置有内螺纹，套筒12内部的内螺纹由两段旋向相反的内螺纹组成，两段钢绞线端部设置有与套筒12的内螺纹相配合的螺纹部以实现转动套筒时使两段钢绞线拉紧或放松，可通过旋转套筒来调节预应力钢绞线的预应力大小。
在钢筋混凝土梁加固装置的安装过程中，安装好U型钢板后，先通过千斤顶对待加固梁进行顶升操作，千斤顶作用位置对称布置于U型钢板两侧，直至加固装置全部安装完成后千斤顶卸载、移除。
一种钢筋混凝土梁加固装置的安装方法，包括以下步骤：（1）确定U型钢板和夹板的安装位置；（2）在梁和立柱或墙体相应位置处钻用以安装夹板和U型钢板的预留孔，钻孔完成后对梁和立柱或墙体的相应位置进行表面处理；（3）将U型钢板安装到梁上，将夹板安装到立柱或墙体上，并通过高强螺栓固定；（4）利用千斤顶对梁进行顶升操作，千斤顶作用位置对称布置于U型钢板两侧；（5）立柱或墙体内侧的夹板与对应侧U型钢板间用弧形箱型钢管相连接，梁上的两U型钢板间用直箱型钢管相连；（6）将预应力钢绞线两端穿过对应端的立柱或墙体和内、外侧夹板后用螺母锚固；（7）旋紧预应力钢绞线中间的套筒来施加预应力，并拆除千斤顶。
上列较佳实施例，对本发明的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种钢筋混凝土梁加固装置，包括由两立柱或墙体支撑的梁，其特征在于：所述梁下侧倒扣有一对U型钢板，U型钢板的两侧板固定于梁的前、后侧壁上；两U型钢板之间连接有直箱型钢管，直箱型钢管与两端的U型钢板相铰接；所述立柱或墙体上设置有一对夹紧立柱或墙体的夹板，位于立柱或墙体内侧的夹板与对应侧的U型钢板之间连接有弧形箱型钢管，弧形箱型钢管一端铰接于立柱或墙体内侧的夹板上，另一端铰接于对应侧的U型钢板上；位于两立柱或墙体外侧的两夹板之间连接有预应力钢绞线；U型钢板下方以及位于立柱或墙体内侧的夹板上均设置有用以连接直箱型钢管和弧形箱型钢管的矩形钢板，直箱型钢管和弧形箱型钢管与矩形钢板之间通过钢转轴相铰接；立柱或墙体内、外侧的两夹板之间通过贯穿立柱或墙体的螺栓连接在一起；预应力钢绞线至少有两根并分布在立柱或墙体前、后侧，预应力钢绞线两端穿过对应端立柱或墙体和内、外侧两夹板后由螺母锚固。
2.根据权利要求1所述的钢筋混凝土梁加固装置，其特征在于：每根预应力钢绞线均由两段钢绞线通过套筒连接而成，套筒内部设置有内螺纹，套筒内部的内螺纹由两段旋向相反的内螺纹组成，两段钢绞线端部设置有与套筒的内螺纹相配合的螺纹部以实现转动套筒时使两段钢绞线拉紧或放松。
3.一种钢筋混凝土梁加固装置的安装方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）确定U型钢板和夹板的安装位置；（2）在梁和立柱或墙体相应位置处钻用以安装夹板和U型钢板的预留孔，钻孔完成后对梁和立柱或墙体的相应位置进行表面处理；（3）将U型钢板安装到梁上，将夹板安装到立柱或墙体上，并通过高强螺栓固定；（4）利用千斤顶对梁进行顶升操作，千斤顶作用位置对称布置于U型钢板两侧；（5）立柱或墙体内侧的夹板与对应侧U型钢板间用弧形箱型钢管相连接，梁上的两U型钢板间用直箱型钢管相连；（6）将预应力钢绞线两端穿过对应端的立柱或墙体和内、外侧夹板后用螺母锚固；（7）旋紧预应力钢绞线中间的套筒来施加预应力，并拆除千斤顶。
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