CN107299725A - 一种装配式预应力碳纤维板张拉锚固体系及其锚固方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种装配式预应力碳纤维板张拉锚固体系及其锚固方法,装配式预应力碳纤维板张拉锚固体系包括张拉组件、1个张拉端锚具、2个锚固板和1个固定端锚具,张拉端锚具和固定端锚具分别将碳纤维板的两端固定于需要加固的钢梁上,锚固板包覆于碳纤维板上并与钢梁预紧,张拉组件与张拉端锚具连接,张拉组件通过对反力架施加顶推力预张拉碳纤维板,碳纤维板预张拉完成后,锚固板通过锁紧件将碳纤维板紧固于钢梁上。本发明的有益效果在于:加固完成后,锚具和张拉组件均可从钢结构上拆除,仅留下碳纤维板及两端的锚固板,经济性好。碳纤维板通过转向块与钢结构表面贴合,再利用专用环氧胶形成有黏结加固,有利于结构整体受力。
Description
所属领域
本发明属于结构加固技术领域,适用于钢结构及钢-混凝土组合结构的加固设计和施工,涉及一种装配式预应力碳纤维板张拉锚固体系及其锚固方法。
背景技术
碳纤维材料是一种性能优异的轻质结构材料,最早应用于航天领域,目前在建筑土木结构的应用相当广泛。作为加固材料,其技术指标已由直接外贴于结构表面的非预应力加固,发展为加固量大、材料利用率高的预应力加固。据文献调研,现有预应力碳纤维加固技术的局限性在于仅针对混凝土结构进行加固,而对钢结构或钢-混凝土组合结构的系统研究极少,不仅没有可应用于工程实践的张拉锚固体系,也缺乏与之配套的施工工艺和理论基础。
申请号为CN201620832372.5的实用新型专利涉及“一种预应力碳纤维张拉装置”,该技术有以下特点:1.结构精巧,所需零件均采用标准化生产,质量可控、成本低廉;2.不依赖碳纤维专用结构胶黏结,可不中断交通实现预应力碳纤维加固施工;3.其安装方法仅适用于混凝土结构加固,对于钢结构及钢-混凝土组合结构加固则难以实现。标题为《用于加固钢结构的碳纤维板张拉装置的研制与试验研究》的论文涉及一种用于加固钢结构的碳纤维板张拉装置,该技术具有以下特点:1.张拉装置采用焊接的方式安装在钢结构表面,可实现在钢结构不开槽和不钻孔的前提下对碳纤维板进行张拉;2.锚具永久遗留在钢结构上,不可拆除和重复利用,经济效益低、实用价值不高。而针对上述问题,研究者亦未进行后续开发。
可靠的锚具是预应力加固技术的前提,锚具开发的不成熟阻碍了预应力碳纤维板加固技术在钢结构领域的发展。而目前应用较多的粘贴钢板加固法相较于碳纤维板加固法具有强度低、重量大、易腐蚀等诸多缺点。钢结构桥梁在现代交通工程中占有重要比例,交通量的日益增大和车辆荷载等级的不断提高,恶劣环境的影响导致钢梁腐蚀,设计缺陷、偶然物理损伤、后期维护不当等因素都使得钢结构加固的需求愈来愈多,可见其开发前景巨大。
发明内容
技术问题:本发明的目的在于提供一种新型的加固钢结构的预应力碳纤维板张拉锚固体系,同时解决以下技术问题:1.采用摩擦型高强螺栓实现锚固装置与钢结构之间的可靠连接,同时避免应力集中和局部屈曲;2.在锚具端部设置转向块,使碳纤维板与钢梁表面密切贴合,形成有黏结加固,有利于结构整体受力;3.通过张拉装置内部的楔形夹板实现对碳纤维板的夹持,基于机械摩阻原理,锚固效率高、预张拉力大;4.张拉锚固体系由零部件组合而成,装配简单,且当加固结束后易于拆分,进而重复利用,使成本大幅降低。
为解决上述技术问题,本发明提供一种装配式预应力碳纤维板张拉锚固体系,包括张拉组件、1个张拉端锚具、2个锚固板和1个固定端锚具,张拉端锚具和固定端锚具分别将碳纤维板的两端固定于需要加固的钢梁上,锚固板包覆于碳纤维板上并与钢梁预紧,一块锚固板靠近张拉端锚具设置,另一块靠近固定端锚具设置,张拉组件与张拉端锚具连接,张拉组件通过对张拉端锚具施加张拉力预张拉碳纤维板,碳纤维板预张拉完成后,锚固板通过锁紧件将碳纤维板紧固于钢梁上。
张拉组件包括外锁紧螺母、穿心式千斤顶和内锁紧螺母;张拉端锚具和固定端锚具结构相似,张拉端锚具包括反力架、螺纹杆、锚具盖板、锚具底板和楔形夹板;锚具盖板和锚具底板通过紧固件构成锚具外壳,楔形夹板嵌入锚具盖板和锚具底板之间的楔形腔内,楔形夹板包括上、下两块夹板,两块夹板的内表面粗糙,外表面光滑,碳纤维板的端部夹持于两块夹板之间,锚具盖板上设有螺纹通孔;反力架包括水平固定底板和两道横向反力板,两道横向反力板均开设有螺纹孔;反力架和锚具外壳均固定于钢梁上,张拉端的螺纹杆依次穿过外锁紧螺母、穿心式千斤顶、反力架的一道横向反力板、内锁紧螺母和反力架的另一道横向反力板与锚具盖板上的螺纹通孔连接,固定端的螺纹杆依次穿过内锁紧螺母和反力架的一道横向反力板与锚具盖板上的螺纹通孔连接。
钢梁上固定有用于限制锚具外壳横向和竖向位移的锚具导轨座。
锚具外壳朝向锚固板一侧设有矩形空腔,矩形空腔内通过销子穿设有转向块,转向块的底面为光滑弧面。
销子为端头呈半球形的圆柱销,销子端头分别嵌入锚具盖板两侧的方形槽内,端头的直径与方形槽的边宽相匹配,方形槽下方设有矩形的转向块压板,转向块压板通过螺栓固定在锚具盖板上。
锚固板为平钢板,两侧各带有一列小直径螺栓,锚固板的下端面设有与碳纤维板宽度相等的纵向浅槽,纵向浅槽朝向锚具壳体的一端设有弧形过渡面,底板朝向锚固板的一端设有过渡斜面。
反力架上还设有两道纵向加劲板,两道横向反力板和两道纵向加劲板围成整体,且两道纵向加劲板从水平固定底板的板头延伸至板尾。
穿心式千斤顶与反力架的横向反力板之间垫有球面垫圈I,内锁紧螺母与反力架的横向反力板之间垫有球面垫圈II。
一种装配式预应力碳纤维板张拉锚固体系的锚固方法,包括以下步骤:(1)根据加固量要求将碳纤维板裁剪至设计长度,将其与钢梁的接触区域打磨并涂胶,其两端用砂布打磨粗糙;
(2)在钢梁上放置好张拉端锚具和固定端锚具,碳纤维板的一端夹持于张拉端锚具内,另一端夹持于固定端锚具内,一块锚固板靠近张拉端锚具设置,另一块靠近固定端锚具设置,张拉组件固定于钢梁上并与张拉端锚具连接;
(3)张拉组件对张拉端锚具施加张拉力预张拉碳纤维板,达到目标预应力后停止张拉,保持控制应力不变,并将预张拉力从张拉组件释放并传递到张拉端锚具上;然后拆除张拉组件;
(4)锁紧两块锚固板上的螺栓,使锚固板与碳纤维板密切贴合并压紧于被加固钢梁的表面,养护4-5天后,将碳纤维板沿锚固板外侧的位置截断,拆除张拉端锚具和固定端锚具。
一种装配式预应力碳纤维板张拉锚固体系的锚固方法,包括以下步骤:
(1)根据加固量要求将碳纤维板裁剪至设计长度,其两端用砂布打磨粗糙,将碳纤维板与钢梁的接触区域用砂纸打磨,清洁表面灰尘,并均匀涂覆一层专用环氧胶;
(2)在钢梁翼缘板表面画线,确定张拉组件、张拉端锚具、2个锚固板和固定端锚具的安装位置,精确描出钻孔的位置并进行钻孔作业;
(3)用锚具盖板将楔形夹板锁止于锚具底板上,将碳纤维板的两端分别夹于楔形夹板中,再将反力架的底部涂覆专用环氧胶,并固定在钢梁上的相应位置处,同时将碳纤维板置于钢梁上;2两块锚固板包覆于碳纤维板上,锚固板的底面涂覆专用环氧胶,并与钢梁预紧,一块锚固板靠近张拉端锚具,另一块锚固板靠近固定端锚具;
(4)张拉端的螺纹杆依次穿过外锁紧螺母、穿心式千斤顶、反力架的一道横向反力板、内锁紧螺母和反力架的另一道横向反力板与锚具盖板上的螺纹通孔连接,此时将外锁紧螺母锁死,但内锁紧螺母保持松开状态;固定端的螺纹杆依次穿过内锁紧螺母和反力架的一道横向反力板与锚具盖板上的螺纹通孔连接,该端的内锁紧螺母始终处于锁死状态;
(5)为穿心式千斤顶供油,实施碳纤维板的预张拉,观察读数使碳纤维板达到目标预应力后停止供油,保持控制应力不变,同时旋紧内锁紧螺母,将预张拉力从穿心式千斤顶释放并传递到反力架上,此后对穿心式千斤顶卸载并从钢梁上拆除;
(6)旋紧锚固板上的螺栓,使锚固板与碳纤维板密切贴合并压紧于被加固的钢梁的表面,正常养护4-5天后,将碳纤维板沿锚固板外侧的位置截断,拆除张拉端锚具和固定端锚具,留下锚固板和碳纤维板,至此完成全部加固工作。
与现有技术相比,本发明的有益效果在于:
1.实现了碳纤维板锚具在钢结构上的安装、张拉和锚固,将纤维复合材料加固技术从传统的混凝土结构领域拓展到了钢结构和钢-混凝土组合结构领域中。
2.整套张拉锚固体系作用原理清晰,传力明确,能够提供强大的预加力和可靠锚固,保证碳纤维板的锚固效率。锚具与碳纤维板之间的连接以机械夹持为主,质量性能稳定,安全、可靠、耐久。
3.本发明提出的张拉锚固体系为装配式结构,构造简单、安装方便。加固完成后,张拉组件、张拉端锚具、固定端锚具均可从钢结构上拆除,重复利用率高,便于工业化生产,工程应用价值高。
4.锚具尺寸小、张拉空间小,对于施工空间的要求较低。加固完成后,永久留在钢结构上的仅有碳纤维板及2个锚固板,对于桥梁结构的下部净空影响小,对于建筑结构的室内空间占据小。
5.张拉锚固体系与钢结构之间采用摩擦型高强螺栓连接,螺栓孔径和数量经优化,可避免因开孔造成截面削弱引起强度和稳定性问题,同时碳纤维板和钢结构之间涂覆专用环氧胶,形成有黏结加固,有利于结构整体受力。
6.锚具内部设置的转向块,使碳纤维板从倾斜受拉平滑地过渡到水平受力状态,使两端锚固板范围内的碳纤维板只承受水平拉力,同时缩小了碳纤维板与钢结构的间隙,使二者表面密切贴合,节省专用环氧胶的使用量。
附图说明
图1是本发明实施例中的张拉锚固体系整体结构剖面图;
图2是图1的俯视图;
图3是加固完成后的锚固板与碳纤维板示意图;
图4是张拉端/固定端锚具的盖板结构图;
图4-1是盖板剖面图;
图4-2是盖板立面图;
图4-3是盖板俯视图;
图5是张拉端/固定端锚具的底板结构图;
图5-1是底板剖面图;
图5-2是底板立面图;
图5-3是底板俯视图;
图6是反力架的结构图;
图6-1是反力架剖面图;
图6-2是反力架立面图;
图6-3是反力架俯视图;
图7是锚固板的结构图;
图7-1是锚固板剖面图;
图7-2是锚固板立面图;
图7-3是锚固板俯视图;
图中,1-钢梁,2-外锁紧螺母,3-穿心式千斤顶,4-球面垫圈I,5-内锁紧螺母,6-球面垫圈II,7-反力架,8-螺纹杆,9-锚具盖板,10-锚具底板,11-楔形夹板,12-转向块,13-销子,14-转向块压板,15-锚固板,16-碳纤维板,17-固定端锚具,18-锚具导轨座。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。
如图1-图7所示,一种装配式预应力碳纤维板张拉锚固体系,包括张拉组件、1个张拉端锚具、2个锚固板和1个固定端锚具,张拉端锚具和固定端锚具分别将碳纤维板的两端固定于需要加固的钢梁上,锚固板包覆于碳纤维板上并与钢梁预紧,一块锚固板靠近张拉端锚具设置,另一块靠近固定端锚具设置,张拉组件与张拉端锚具连接,张拉组件通过对张拉端锚具施加张拉力预张拉碳纤维板,碳纤维板预张拉完成后,锚固板通过锁紧件将碳纤维板紧固于钢梁上。
张拉组件包括外锁紧螺母、穿心式千斤顶和内锁紧螺母;张拉端锚具和固定端锚具结构相似,张拉端锚具包括反力架、螺纹杆、锚具盖板、锚具底板和楔形夹板;锚具盖板和锚具底板通过紧固件构成锚具外壳,楔形夹板嵌入锚具盖板和锚具底板之间的楔形腔内,楔形夹板包括上、下两块夹板,两块夹板的内表面粗糙,外表面光滑,碳纤维板的端部夹持于两块夹板之间,锚具盖板上设有螺纹通孔;反力架包括水平固定底板和两道横向反力板,两道横向反力板均开设有螺纹孔;反力架固定于钢梁上,张拉端的螺纹杆依次穿过外锁紧螺母、穿心式千斤顶、反力架的一道横向反力板、内锁紧螺母和反力架的另一道横向反力板与锚具盖板上的螺纹通孔连接,固定端的螺纹杆依次穿过内锁紧螺母和反力架的一道横向反力板与锚具盖板上的螺纹通孔连接。
钢梁上固定有用于限制锚具外壳横向和竖向位移的锚具导轨座。
锚具外壳朝向锚固板一侧设有矩形空腔,矩形空腔内通过销子穿设有转向块,转向块的底面为光滑弧面。
销子为端头呈半球形的圆柱销,销子端头分别嵌入锚具盖板两侧的方形槽内,端头的直径与方形槽的边宽相匹配,方形槽下方设有矩形的转向块压板,转向块压板通过螺栓固定在锚具盖板上。
锚固板为平钢板,两侧各带有一列小直径螺栓,锚固板的下端面设有与碳纤维板宽度相等的纵向浅槽,纵向浅槽朝向锚具壳体的一端设有弧形过渡面,底板朝向锚固板的一端设有过渡斜面。
反力架上还设有两道纵向加劲板,两道横向反力板和两道纵向加劲板围成整体,且两道纵向加劲板从水平固定底板的板头延伸至板尾。
穿心式千斤顶与反力架的横向反力板之间垫有球面垫圈I,内锁紧螺母与反力架的横向反力板之间垫有球面垫圈II。
一种装配式预应力碳纤维板张拉锚固体系的锚固方法,包括以下步骤:(1)根据加固量要求将碳纤维板裁剪至设计长度,将其与钢梁的接触区域打磨并涂胶,其两端用砂布打磨粗糙;
(2)在钢梁上放置好张拉端锚具和固定端锚具,碳纤维板的一端夹持于张拉端锚具内,另一端夹持于固定端锚具内,一块锚固板靠近张拉端锚具设置,另一块靠近固定端锚具设置,张拉组件固定于钢梁上并与张拉端锚具连接;
(3)张拉组件对张拉端锚具施加张拉力预张拉碳纤维板,达到目标预应力后停止张拉,保持控制应力不变,并将预张拉力从张拉组件释放并传递到张拉端锚具上;然后拆除张拉组件;
(4)锁紧两块锚固板,使锚固板与碳纤维板密切贴合并压紧于被加固钢梁的表面,养护4-5天后,将碳纤维板沿锚固板外侧的位置截断,拆除张拉端锚具和固定端锚具。
一种装配式预应力碳纤维板张拉锚固体系的锚固方法,包括以下步骤:
(1)根据加固量要求将碳纤维板裁剪至设计长度,其两端用砂布打磨粗糙,将碳纤维板与钢梁的接触区域用砂纸打磨,清洁表面灰尘,并均匀涂覆一层专用环氧胶;
(2)在钢梁翼缘板表面画线,确定张拉组件、张拉端锚具、2个锚固板和固定端锚具的安装位置,精确描出钻孔的位置并进行钻孔作业;
(3)用锚具盖板将楔形夹板锁止于锚具底板上,将碳纤维板的两端分别夹于楔形夹板中,再将反力架的底部涂覆专用环氧胶,并固定在钢梁上的相应位置处,同时将碳纤维板置于钢梁上;2两块锚固板包覆于碳纤维板上,锚固板的底面涂覆专用环氧胶,并与钢梁预紧,一块锚固板靠近张拉端锚具,另一块锚固板靠近固定端锚具;
(4)张拉端的螺纹杆依次穿过外锁紧螺母、穿心式千斤顶、反力架的一道横向反力板、内锁紧螺母和反力架的另一道横向反力板与锚具盖板上的螺纹通孔连接,此时将外锁紧螺母锁死,但内锁紧螺母保持松开状态;固定端的螺纹杆依次穿过内锁紧螺母和反力架的一道横向反力板与锚具盖板上的螺纹通孔连接,该端的内锁紧螺母始终处于锁死状态;
(5)为穿心式千斤顶供油,实施碳纤维板的预张拉,观察读数使碳纤维板达到目标预应力后停止供油,保持控制应力不变,同时旋紧内锁紧螺母,将预张拉力从穿心式千斤顶释放并传递到反力架上,此后对穿心式千斤顶卸载并从钢梁上拆除;
(6)旋紧锚固板上的螺栓,使锚固板与碳纤维板密切贴合并压紧于被加固的钢梁的表面,正常养护4-5天后,将碳纤维板沿锚固板外侧的位置截断,拆除张拉端锚具和固定端锚具,留下锚固板和碳纤维板,至此完成全部加固工作。
实施例
本实施例的一种装配式预应力碳纤维板张拉锚固体系及其锚固方法如图所示,对工字钢梁进行抗弯加固,以提高原构件的受弯承载能力。锚具的安装位置在钢梁1的下翼缘板。张拉锚固体系包括外锁紧螺母2,穿心式千斤顶3,球面垫圈I-4,内锁紧螺母5,球面垫圈II-6,反力架7,螺纹杆8,锚具盖板9,锚具底板10,楔形夹板11,转向块12,销子13,转向块压板14,锚固板15,碳纤维板16,以及锚具导轨座18。固定端锚具17与张拉端锚具的整体构造和配件名称基本一致。
锚具盖板9和底板10采用球墨铸铁精铸成型,二者通过10个M10螺栓连接成整体,构成锚具外壳。楔形夹板11的斜面斜率采用0.03,安装时注意楔形夹板11的外表面光滑,内表面带齿纹以增大界面摩擦力。楔形夹板11内表面涂金刚砂,外表面涂蜡油。根据加固量要求将碳纤维板16裁剪至设计长度,其两端用砂布打磨粗糙,并穿过楔形夹板11的通槽。
将销子13穿过转向块12,两端嵌入盖板9两侧的方形槽。销子13为端头呈半球形的圆柱销,半球端头的直径与方形槽边宽相匹配。碳纤维板16从楔形夹板11伸出后抵在转向块12下缘的圆弧段,之后穿过锚固板15的浅槽。利用小型反力架和液压千斤顶,将碳纤维板16的两端压入锚具并进行预紧。
在钢梁翼缘板表面画线,精确描出钻孔的位置并进行钻孔作业,钻孔结束后清除铁渣。用切割机把细螺纹筋切成预定长度,以便后续安装锚具。切下的螺纹筋端头带有毛刺,要用切割机打磨平滑。调配专用环氧胶,各组分按规定比例调配,并搅拌均匀。将碳纤维板16与钢梁1的接触区域用砂纸打磨,并清洁表面灰尘。
反力架7底部涂专用环氧胶并进行安装,将4个M20的螺母拧入旋紧。碳纤维板16底面均匀涂覆一层专用环氧胶。将锚具和锚具导轨座18安装到被加固钢梁1上,将2个M16的螺母拧入旋紧。安装锚具和导轨座18的同时,碳纤维板16也随之安装到钢梁1上。
螺纹杆8为M27高强螺纹杆。先将螺纹杆8依次套入反力架7、内锁紧螺母5和球面垫圈II-6,然后旋转螺纹杆8套入盖板9,最后套入穿心式千斤顶3和外锁紧螺母2。此时将外锁紧螺母2锁死,但内锁紧螺母5保持松开状态。整个张拉过程中,球面垫圈起到约束集中力方向、使之不发生偏斜的作用。
锚固板15底面涂专用环氧胶并进行安装,将12个M12的螺母拧入但不旋紧。操作螺母环节,若因螺杆滑丝难以拧入,可以用小型切割机切掉螺纹筋头部;若因螺杆沾上专用环氧胶而手工难以旋紧,则借助套筒扳手旋紧。若专用环氧胶沾到皮肤上宜用酒精清洗。
为穿心式千斤顶3供油,实施碳纤维板16的预张拉。观察读数使碳纤维板16达到目标预应力后停止供油,保持控制应力不变,同时旋紧内锁紧螺母5,将预张拉力从千斤顶3释放并传递到反力架7上。此后对千斤顶3卸载并从被加固钢梁1上拆除。
工作时碳纤维板16带动楔形夹板11一起移动,使楔形夹板11挤压锚具内壁,根据反作用原理,碳纤维板16也被楔形夹板11紧紧夹住,产生极大的摩擦力使之无法回缩。锚具主要依靠机械摩擦进行锚固,安全可靠,克服了传统方法的锚固力小和耐久性差的问题。
将锚固板15上的12个M12固定螺栓旋紧,使锚固板15与碳纤维板16密切贴合并压紧于被加固钢梁1的表面。正常养护4-5天后,将碳纤维板16沿锚固板15外侧的位置截断,把锚具导轨座18和反力架7上的螺母全部松开,拆下锚具、反力架7和锚具导轨座18,留下锚固板15和碳纤维板16,至此完成全部加固工作。
Claims (10)
1.一种装配式预应力碳纤维板张拉锚固体系,其特征在于:包括张拉组件、1个张拉端锚具、2个锚固板和1个固定端锚具,张拉端锚具和固定端锚具分别将碳纤维板的两端固定于需要加固的钢梁上,锚固板包覆于碳纤维板上并与钢梁预紧,一块锚固板靠近张拉端锚具设置,另一块靠近固定端锚具设置,张拉组件与张拉端锚具连接,张拉组件通过对张拉端锚具施加张拉力预张拉碳纤维板,碳纤维板预张拉完成后,锚固板通过锁紧件将碳纤维板紧固于钢梁上。
2.根据权利要求1所述的装配式预应力碳纤维板张拉锚固体系,其特征在于:张拉组件包括外锁紧螺母、穿心式千斤顶和内锁紧螺母;张拉端锚具和固定端锚具结构相似,张拉端锚具包括反力架、螺纹杆、锚具盖板、锚具底板和楔形夹板;锚具盖板和锚具底板通过紧固件构成锚具外壳,楔形夹板嵌入锚具盖板和锚具底板之间的楔形腔内,楔形夹板包括上、下两块夹板,两块夹板的内表面粗糙,外表面光滑,碳纤维板的端部夹持于两块夹板之间,锚具盖板上设有螺纹通孔;反力架包括水平固定底板和两道横向反力板,两道横向反力板均开设有螺纹孔;反力架固定于钢梁上,张拉端的螺纹杆依次穿过外锁紧螺母、穿心式千斤顶、反力架的一道横向反力板、内锁紧螺母和反力架的另一道横向反力板与锚具盖板上的螺纹通孔连接,固定端的螺纹杆依次穿过内锁紧螺母和反力架的一道横向反力板与锚具盖板上的螺纹通孔连接。
3.根据权利要求2所述的装配式预应力碳纤维板张拉锚固体系,其特征在于:钢梁上固定有用于限制锚具外壳横向和竖向位移的锚具导轨座。
4.根据权利要求2所述的装配式预应力碳纤维板张拉锚固体系,其特征在于:锚具外壳朝向锚固板一侧设有矩形空腔,矩形空腔内通过销子穿设有转向块,转向块的底面为光滑弧面。
5.根据权利要求4所述的装配式预应力碳纤维板张拉锚固体系,其特征在于:销子为端头呈半球形的圆柱销,销子端头分别嵌入锚具盖板两侧的方形槽内,端头的直径与方形槽的边宽相匹配,方形槽下方设有矩形的转向块压板,转向块压板通过螺栓固定在锚具盖板上。
6.根据权利要求2所述的装配式预应力碳纤维板张拉锚固体系,其特征在于:锚固板为平钢板,两侧各带有一列小直径螺栓,锚固板的下端面设有与碳纤维板宽度相等的纵向浅槽,纵向浅槽朝向锚具壳体的一端设有弧形过渡面,底板朝向锚固板的一端设有过渡斜面。
7.根据权利要求2所述的装配式预应力碳纤维板张拉锚固体系,其特征在于:反力架上还设有两道纵向加劲板,两道横向反力板和两道纵向加劲板围成整体,且两道纵向加劲板从水平固定底板的板头延伸至板尾。
8.根据权利要求2所述的装配式预应力碳纤维板张拉锚固体系,其特征在于:穿心式千斤顶与反力架的横向反力板之间垫有球面垫圈I,内锁紧螺母与反力架的横向反力板之间垫有球面垫圈II。
9.根据权利要求1所述的一种装配式预应力碳纤维板张拉锚固体系的锚固方法,其特征在于:包括以下步骤:(1)根据加固量要求将碳纤维板裁剪至设计长度,将其与钢梁的接触区域打磨并涂胶,其两端用砂布打磨粗糙;
(2)在钢梁上放置好张拉端锚具和固定端锚具,碳纤维板的一端夹持于张拉端锚具内,另一端夹持于固定端锚具内,一块锚固板靠近张拉端锚具设置,另一块靠近固定端锚具设置,张拉组件固定于钢梁上并与张拉端锚具连接;
(3)张拉组件对张拉端锚具施加张拉力预张拉碳纤维板,达到目标预应力后停止张拉,保持控制应力不变,并将预张拉力从张拉组件释放并传递到张拉端锚具上;然后拆除张拉组件;
(4)锁紧两块锚固板,使锚固板与碳纤维板密切贴合并压紧于被加固钢梁的表面,养护4-5天后,将碳纤维板沿锚固板外侧的位置截断,拆除张拉端锚具和固定端锚具。
10.根据权利要求2所述的一种装配式预应力碳纤维板张拉锚固体系的锚固方法,其特征在于:包括以下步骤:
(1)根据加固量要求将碳纤维板裁剪至设计长度,其两端用砂布打磨粗糙,将碳纤维板与钢梁的接触区域用砂纸打磨,清洁表面灰尘,并均匀涂覆一层专用环氧胶;
(2)在钢梁翼缘板表面画线,确定张拉组件、张拉端锚具、2个锚固板和固定端锚具的安装位置,精确描出钻孔的位置并进行钻孔作业;
(3)用锚具盖板将楔形夹板锁止于锚具底板上,将碳纤维板的两端分别夹于楔形夹板中,再将反力架的底部涂覆专用环氧胶,并固定在钢梁上的相应位置处,同时将碳纤维板置于钢梁上;2两块锚固板包覆于碳纤维板上,锚固板的底面涂覆专用环氧胶,并与钢梁预紧,一块锚固板靠近张拉端锚具,另一块锚固板靠近固定端锚具;
(4)张拉端的螺纹杆依次穿过外锁紧螺母、穿心式千斤顶、反力架的一道横向反力板、内锁紧螺母和反力架的另一道横向反力板与锚具盖板上的螺纹通孔连接,此时将外锁紧螺母锁死,但内锁紧螺母保持松开状态;固定端的螺纹杆依次穿过内锁紧螺母和反力架的一道横向反力板与锚具盖板上的螺纹通孔连接,该端的内锁紧螺母始终处于锁死状态;
(5)为穿心式千斤顶供油,实施碳纤维板的预张拉,观察读数使碳纤维板达到目标预应力后停止供油,保持控制应力不变,同时旋紧内锁紧螺母,将预张拉力从穿心式千斤顶释放并传递到反力架上,此后对穿心式千斤顶卸载并从钢梁上拆除;
(6)旋紧锚固板上的螺栓,使锚固板与碳纤维板密切贴合并压紧于被加固的钢梁的表面,正常养护4-5天后,将碳纤维板沿锚固板外侧的位置截断,拆除张拉端锚具和固定端锚具,留下锚固板和碳纤维板,至此完成全部加固工作。
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