CN107012782A - 一种混凝土悬臂栈道的隐形加固装置及其加固方法 - Google Patents

Abstract

一种混凝土悬臂栈道的隐形加固装置及其加固方法，该装置包括混凝土悬臂构件，混凝土悬臂构件内设有箍筋和受力钢筋，混凝土悬臂构件的自由端设有纵向设置的盲孔Ⅰ，盲孔Ⅰ中固定安装有钢筋Ⅰ，钢筋Ⅰ伸出盲孔Ⅰ的一端固定设置有圆环Ⅰ；混凝土悬臂构件的悬臂端设有纵向设置的盲孔Ⅱ，盲孔Ⅱ中固定安装有钢筋Ⅱ，钢筋Ⅱ伸出盲孔Ⅱ的一端设有能够绕钢筋Ⅱ的轴线360°转动的圆环Ⅱ；该装置还包括长钢筋，长钢筋的一端与圆环Ⅰ固定连接，长钢筋的另一端穿过圆环Ⅱ后固定在岩壁上，且岩壁与圆环Ⅱ之间的长钢筋上粘贴有应变片。本发明的加固方法能在构件中施加预应力，提高构件的安全性；避免在构件下部施工作业，不用搭设脚手架。

Description

一种混凝土悬臂栈道的隐形加固装置及其加固方法

技术领域

本发明涉及建筑工程加固技术领域，尤其涉及结构构件的加固，具体涉及一种混凝土悬臂栈道的隐形加固装置及其加固方法。

背景技术

目前多数景区的栈道采用钢筋混凝土悬臂式构件，如果年代久远，钢筋混凝土的悬臂式构件就会出现混凝土保护层破坏、混凝土的碳化、钢筋锈蚀，导致混凝土构件的承载力降低，可靠性降低。

当前，对于悬臂式构件的加固有加大混凝土截面法、黏贴钢板增大截面法、黏贴碳纤维布法、体外预应力加固法等。如在上部增大截面、增加抗弯钢筋，则会遇到叠合构件新旧两部分协同工作问题，对叠合面的抗剪强度要求较高；黏贴钢板加固的方法会遇到钢板受力滞后的问题，因为钢板承担不了已有的荷载，只是承担以后新增加的荷载；黏贴碳纤维加固的方法对施工环境和施工水平要求高，不适合于景区栈道的加固；当前所用的体外预应力加固法是指对布置于承载结构主体之外的钢束张拉而产生预应力的后张法，由钢绞线束、体外预应力孔管、浆体、锚固体系和转向块等部件组成，加固方法复杂，所需设备大型、专业，不适于景区栈道狭窄场地小型构件，特别是具有保护价值的景区混凝土悬臂栈道的加固。

发明内容

本发明为了克服现有技术中混凝土悬臂构件加固的弊端，提供一种混凝土悬臂栈道的隐形加固装置及其加固方法，加固后对构件本身损害小，施工不需要搭设脚手架，便于景区栈道等狭小场地的施工。

本发明为解决上述问题所采用的技术方案为：一种混凝土悬臂栈道的隐形加固装置，该装置包括混凝土悬臂构件，混凝土悬臂构件的一端为与岩壁固定连接的悬臂端，混凝土悬臂构件的另一端为自由端，混凝土悬臂构件内设有纵向设置的箍筋以及沿悬臂端向自由端延伸、横向设置的受力钢筋，混凝土悬臂构件的自由端设有纵向设置的盲孔Ⅰ，盲孔Ⅰ中固定安装有钢筋Ⅰ，钢筋Ⅰ伸出盲孔Ⅰ的一端固定设置有圆环Ⅰ；混凝土悬臂构件的悬臂端设有纵向设置的盲孔Ⅱ，盲孔Ⅱ中固定安装有钢筋Ⅱ，钢筋Ⅱ伸出盲孔Ⅱ的一端设有能够绕钢筋Ⅱ的轴线360°转动的圆环Ⅱ；该装置还包括长钢筋，长钢筋的一端与圆环Ⅰ固定连接，长钢筋的另一端穿过圆环Ⅱ后固定在岩壁上，且岩壁与圆环Ⅱ之间的长钢筋上粘贴有应变片。

其中，岩壁与圆环Ⅱ之间的长钢筋上套设有PVC管，PVC管的两端密封在长钢筋上。

进一步地，PVC管上设有贯通其两端的切缝，PVC管通过切缝套设在长钢筋上后，将切缝热熔密封。

进一步地，PVC管两端的内壁设有呈圆形结构的堵片，PVC管两端位于堵片外侧的部分注胶密封。

其中，钢筋Ⅰ和钢筋Ⅱ均纵向设置，盲孔Ⅰ内填充有用于固定钢筋Ⅰ的细石混凝土，盲孔Ⅱ内填充有用于固定钢筋Ⅱ的细石混凝土。

其中，混凝土悬臂构件的上表面设有横向设置的凹槽，凹槽的两端分别与盲孔Ⅰ和盲孔Ⅱ贯通，所述的长钢筋设置在该凹槽中。

进一步地，凹槽内填充有用于固定长钢筋的水泥砂浆。

进一步地，水泥砂浆的上表面与混凝土悬臂构件的上表面平齐，隐藏水平段的长钢筋，使加固后构件表面平整，不会对上部通行造成不便。

其中，岩壁上设有用于与长钢筋的端部固定连接的锚固件。

一种混凝土悬臂栈道的隐形加固方法，包括以下步骤：（1）、探测混凝土悬臂构件中受力钢筋和箍筋的位置和直径，从构件上部避开受力钢筋和箍筋，并在靠近悬臂端和自由端的位置分别钻纵向设置的盲孔Ⅰ和盲孔Ⅱ；

（2）、分别将钢筋Ⅰ和钢筋Ⅱ放入盲孔Ⅰ和盲孔Ⅱ中，并在盲孔Ⅰ和盲孔Ⅱ内灌入细石混凝土，待细石混凝土达到要求强度后，将长钢筋一端固定于钢筋Ⅰ的圆环Ⅰ上，长钢筋穿过钢筋Ⅱ上的圆环Ⅱ后，在穿过圆环Ⅱ的长钢筋上黏贴应变片；

（3）、将应变片接通应变仪，用千斤顶张拉长钢筋，当应变片的应变值达到要求值后，将长钢筋锚固于侧面的岩壁上。

混凝土悬臂构件内设有箍筋和受力钢筋，受力钢筋能够与混凝土共同承受压力，提高构件与截面受压承载力；提高构件的变形能力，改善受压破坏的脆性；承受可能产生的偏心弯矩、混凝土收缩及温度变化引起的拉应力；减少混凝土的徐变变形；箍筋能够防止受力钢筋受力后压屈，并用于固定受力钢筋的位置；本发明采用多排箍筋，能够约束混凝土，提高其极限变形值。

有益效果：1、本发明从构件的外部增加长钢筋作为预应力钢筋，长钢筋通过张拉其内部能施加预应力；对混凝土悬臂构件本身损害小，该加固方法能在构件中施加预应力，提高构件的安全性；加固后对混凝土悬臂构件的尺寸和重量影响不大，与周围环境相协调，不影响通行。

2、通过钢筋Ⅰ和钢筋Ⅱ两根短钢筋将长钢筋拉平固定，加固后便于游人通行；长钢筋在岩壁上的锚固点不一定与构件上的两个盲孔的端部在同一条直线上，钢筋Ⅱ端部设有能够绕钢筋Ⅱ的轴线360°转动的圆环Ⅱ，圆环Ⅱ可以转动，便于调整长钢筋传来的力的方向；使长钢筋能够转动，进而使岩壁上的锚固点可以在一定范围内变动，有利于保护临近的重要部位。钢筋Ⅰ和钢筋Ⅱ设置在原有的混凝土悬臂构件内，不外露，实现隐形加固。

3、施工机械小型简单，不需要专门的张拉设备、不需要搭设脚手架，便于景区栈道等狭小场地的施工，能够提高施工效率，降低施工成本。

4、在使用期间，若想了解长钢筋的工作状况，可以切开PVC管，用应变仪测量其应变值，与最初的应变值比较。该方法所用材料常规、量少、造价低，对环境保护效果显著，特别适合于有保护价值的景区栈道加固。

5、PVC管内部的堵片，能防止过多的用于注胶密封PVC管的胶体进入管内，损坏距离量测标记；长钢筋的应力可及时检测，保证构件的安全使用；本加固装置所需设备小型、简单、携带方便，避免在构件下部施工作业，不用搭设脚手架。

附图说明

图1为本发明的示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为图1中PVC管与长钢筋的示意图；

图4为图3的左视图；

图5为钢筋Ⅱ的示意图。

附图标记：1、混凝土悬臂构件，2、箍筋，3、受力钢筋，4、盲孔Ⅰ，5、盲孔Ⅱ，6、钢筋Ⅰ，7、钢筋Ⅱ，8、圆环Ⅰ，9、圆环Ⅱ，10、长钢筋，11、岩壁，12、应变片，13、PVC管，14、切缝，15、堵片，16、凹槽，17、锚固件。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征以及达成的目的便于理解，下面结合示意图，进一步阐述本发明，但本发明所要求保护的范围并不局限于具体实施方式中所描述的范围。

一种混凝土悬臂栈道的隐形加固装置，如图1所示，该装置包括混凝土悬臂构件1，混凝土悬臂构件1的一端为与岩壁11固定连接的悬臂端，混凝土悬臂构件1的另一端为自由端，混凝土悬臂构件1内设有纵向设置的箍筋2以及沿悬臂端向自由端延伸、横向设置的受力钢筋3，箍筋2为多个密布。

其中，混凝土悬臂构件1的自由端设有纵向设置的盲孔Ⅰ4，盲孔Ⅰ4中固定安装有钢筋Ⅰ6，钢筋Ⅰ6伸出盲孔Ⅰ4的一端固定设置有圆环Ⅰ8；混凝土悬臂构件1的悬臂端设有纵向设置的盲孔Ⅱ5，盲孔Ⅱ5中固定安装有钢筋Ⅱ7，钢筋Ⅱ7伸出盲孔Ⅱ5的一端设有能够绕钢筋Ⅱ7的轴线360°转动的圆环Ⅱ9。该装置还包括长钢筋10，长钢筋10的一端与圆环Ⅰ8固定连接，长钢筋10的另一端穿过圆环Ⅱ9后固定在岩壁11上。岩壁11上设有用于与长钢筋10的端部固定连接的锚固件17。如图5所示，圆环Ⅱ9的下端固定设有连接套，钢筋Ⅱ7的上端转动连接在该连接套内，使圆环Ⅱ9可以绕钢筋Ⅱ7的轴线360°转动，便于调整直长钢筋10上传来的力的方向。

如图1所示，钢筋Ⅰ6和钢筋Ⅱ7均纵向设置，盲孔Ⅰ4内填充有用于固定钢筋Ⅰ6的细石混凝土，盲孔Ⅱ5内填充有用于固定钢筋Ⅱ7的细石混凝土。

如图1所示，混凝土悬臂构件1的上表面设有横向设置的凹槽16，凹槽16的两端分别与盲孔Ⅰ4和盲孔Ⅱ5贯通，所述的长钢筋10设置在该凹槽16中，凹槽16内填充有用于固定长钢筋10的水泥砂浆，水泥砂浆的上表面与混凝土悬臂构件1的上表面平齐。

如图3所示，岩壁11与圆环Ⅱ9之间的长钢筋10上套设有PVC管13，PVC管13的两端密封在长钢筋10上，岩壁11与圆环Ⅱ9之间的长钢筋10上粘贴有位于PVC管13内的应变片12；PVC管13两端的内壁设有呈圆形结构的堵片15，PVC管13两端位于堵片15外侧的部分注胶密封。如图4所示，PVC管13上设有贯通其两端的切缝14，PVC管13通过切缝14套设在长钢筋10上后，将切缝14热熔密封。

一种混凝土悬臂栈道的隐形加固方法，包括以下步骤：（1）、探测混凝土悬臂构件1中受力钢筋3和箍筋2的位置和直径，从构件上部避开受力钢筋3和箍筋2，并在靠近悬臂端和自由端的位置分别钻纵向设置的盲孔Ⅰ4和盲孔Ⅱ5；

（2）、分别将钢筋Ⅰ6和钢筋Ⅱ7放入盲孔Ⅰ4和盲孔Ⅱ5中，并在盲孔Ⅰ4和盲孔Ⅱ5内灌入细石混凝土，待细石混凝土达到要求强度后，将长钢筋10一端固定于钢筋Ⅰ6的圆环Ⅰ8上，长钢筋10穿过钢筋Ⅱ7上的圆环Ⅱ9后，在穿过圆环Ⅱ9的长钢筋10上黏贴应变片12；

（3）、将应变片12接通应变仪，用千斤顶张拉长钢筋10，当应变片的应变值达到要求值后，将长钢筋10锚固于侧面的岩壁11上。如图2所示，长钢筋10在岩壁11上的锚固点可以在一定范围之内变动，可以避开附近重要需保护的部位。

本发明中，长钢筋10中的预应力可以通过量测应变片12中的应变方便地算出，长钢筋10中能施加预应力，受力更合理，构件更安全；长钢筋10在构件上部拉平固定，不影响游客通行；

处于结构表面的长钢筋10嵌于混凝土悬臂构件1上部的凹槽16内，加固痕迹不明显，便于构件复原，与周围环境相协调，且不影响通行；混凝土悬臂构件1上部钻孔为盲孔Ⅰ4和盲孔Ⅱ5，所有操作过程均在混凝土悬臂构件1上部，避免在构件下部操作，无需搭设脚手架。

具体的加固方法为：

1）加固之前，首先探测混凝土悬臂构件1中原有钢筋的位置和直径，从构件上部避开箍筋2和上部的受力钢筋3，在混凝土悬臂构件1的上部钻盲孔Ⅰ4和盲孔Ⅱ5；

2）在混凝土悬臂构件1上表面上位于盲孔Ⅰ4和盲孔Ⅱ5之间的向盲孔之间区域刻水平的凹槽16；

3）在岩壁11上钻孔；

4）将钢筋Ⅰ6和钢筋Ⅱ7分别放入盲孔Ⅰ4和盲孔Ⅱ5内，并在盲孔Ⅰ4和盲孔Ⅱ5内灌注高强度微膨胀的细石混凝土；待混凝土强度达到要求之后，将长钢筋10穿入的圆环Ⅰ8和圆环Ⅱ9，长钢筋10的一端固定于圆环Ⅰ8上；

5）在长钢筋10上黏贴应变片12，保护后，应变片12与应变仪连接；

6）张拉长钢筋10，当应变达到要求值后停止，用锚固件17将长钢筋10锚固于岩壁11上的钻孔内；

7）在长钢筋能被PVC管保护的部位间隔一定距离避开应变片位置做两个标记，并测量两标记之间距离的初始值；

8）将PVC管13沿切缝14掰开后，套在长钢筋10上，保护两个距离测量标记；

8）用热熔胶将切缝14密封，然后将PVC管13两端堵片15外侧注胶密封；

9）用水泥砂浆将混凝土悬臂构件1上部的凹槽16抹平，PVC管13两端露出的长钢筋10做防锈处理。

本发明提出的适合于景区钢筋混凝土悬臂构件的加固装置和加固方法，对混凝土悬臂构件1埋入作为预应力钢筋的长钢筋10进行加固，在构件上钻盲孔，上部刻浅凹槽，对原有构件的损伤小，对构件的外观尺寸影响小，加固痕迹不明显，便于后期构件外观复原；长钢筋10在岩壁11上的锚固点可在一定范围内调整，灵活性强，可避开需要保护的部位；PVC管13有沿轴线方向贯通的切缝14，便于后期安装，便于长钢筋10固定后暴露段和距离测量标记的保护，两标记之间的距离可以方便量测用于检测钢筋的变形值，用于判断构件的安全性；PVC管13内部设置靠近两端的圆形的堵片15，可以避免过多胶体进入PVC管13内，损坏距离量测标记。

Claims (10)

1.一种混凝土悬臂栈道的隐形加固装置，该装置包括混凝土悬臂构件，混凝土悬臂构件的一端为与岩壁固定连接的悬臂端，混凝土悬臂构件的另一端为自由端，混凝土悬臂构件内设有纵向设置的箍筋以及沿悬臂端向自由端延伸、横向设置的受力钢筋，其特征在于：混凝土悬臂构件的自由端设有纵向设置的盲孔Ⅰ，盲孔Ⅰ中固定安装有钢筋Ⅰ，钢筋Ⅰ伸出盲孔Ⅰ的一端固定设置有圆环Ⅰ；混凝土悬臂构件的悬臂端设有纵向设置的盲孔Ⅱ，盲孔Ⅱ中固定安装有钢筋Ⅱ，钢筋Ⅱ伸出盲孔Ⅱ的一端设有能够绕钢筋Ⅱ的轴线360°转动的圆环Ⅱ；该装置还包括长钢筋，长钢筋的一端与圆环Ⅰ固定连接，长钢筋的另一端穿过圆环Ⅱ后固定在岩壁上，且岩壁与圆环Ⅱ之间的长钢筋上粘贴有应变片。

2.如权利要求1所述的一种混凝土悬臂栈道的隐形加固装置，其特征在于：岩壁与圆环Ⅱ之间的长钢筋上套设有PVC管，PVC管的两端密封在长钢筋上。

3.如权利要求2所述的一种混凝土悬臂栈道的隐形加固装置，其特征在于：PVC管上设有贯通其两端的切缝，PVC管通过切缝套设在长钢筋上后，将切缝热熔密封。

4.如权利要求2所述的一种混凝土悬臂栈道的隐形加固装置，其特征在于：PVC管两端的内壁设有呈圆形结构的堵片，PVC管两端位于堵片外侧的部分注胶密封。

5.如权利要求1所述的一种混凝土悬臂栈道的隐形加固装置，其特征在于：钢筋Ⅰ和钢筋Ⅱ均纵向设置，盲孔Ⅰ内填充有用于固定钢筋Ⅰ的细石混凝土，盲孔Ⅱ内填充有用于固定钢筋Ⅱ的细石混凝土。

6.如权利要求1所述的一种混凝土悬臂栈道的隐形加固装置，其特征在于：混凝土悬臂构件的上表面设有横向设置的凹槽，凹槽的两端分别与盲孔Ⅰ和盲孔Ⅱ贯通，所述的长钢筋设置在该凹槽中。

7.如权利要求6所述的一种混凝土悬臂栈道的隐形加固装置，其特征在于：凹槽内填充有用于固定长钢筋的水泥砂浆。

8.如权利要求7所述的一种混凝土悬臂栈道的隐形加固装置，其特征在于：水泥砂浆的上表面与混凝土悬臂构件的上表面平齐。

9.如权利要求1所述的一种混凝土悬臂栈道的隐形加固装置，其特征在于：岩壁上设有用于与长钢筋的端部固定连接的锚固件。

10.如权利要求1所述的一种混凝土悬臂栈道的隐形加固装置的加固方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）、探测混凝土悬臂构件中受力钢筋和箍筋的位置和直径，从构件上部避开受力钢筋和箍筋，并在靠近悬臂端和自由端的位置分别钻纵向设置的盲孔Ⅰ和盲孔Ⅱ；

（2）、分别将钢筋Ⅰ和钢筋Ⅱ放入盲孔Ⅰ和盲孔Ⅱ中，并在盲孔Ⅰ和盲孔Ⅱ内灌入细石混凝土，待细石混凝土达到要求强度后，将长钢筋一端固定于钢筋Ⅰ的圆环Ⅰ上，长钢筋穿过钢筋Ⅱ上的圆环Ⅱ后，在穿过圆环Ⅱ的长钢筋上黏贴应变片；

（3）、将应变片接通应变仪，用千斤顶张拉长钢筋，当应变片的应变值达到要求值后，将长钢筋锚固于侧面的岩壁上。