CN107795141A - 一种带端部斜向压条的frp加固钢筋混凝土板和加固方法 - Google Patents

一种带端部斜向压条的frp加固钢筋混凝土板和加固方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种带端部斜向压条的FRP加固钢筋混凝土板，包括沿着钢筋混凝土板受弯方向且粘贴于钢筋混凝土板表面的FRP底板，所述FRP底板两端粘贴有FRP压条，所述FRP压条将所述FRP底板端部锚固于所述钢筋混凝土板表面。本发明还提出一种使用带端部斜向压条的FRP加固钢筋混凝土板的加固方法，相对于现有技术，本发明技术方案能够减缓或限制FRP加固钢筋混凝土板剥离破坏的发生以及提升FRP抗拉强度的利用率和加固效率。

Description

一种带端部斜向压条的FRP加固钢筋混凝土板和加固方法
技术领域
本发明涉及混凝土结构加固技术领域，特别涉及一种带端部斜向压条的 FRP加固钢筋混凝土板和加固方法。
背景技术
现阶段大量服役的基础设施由于材料性能退化(如钢筋锈蚀、混凝土老化)、超负荷使用、设计和施工过程的失误以及规范更新或设计要求提高等原因，而不能满足现今的使用要求，需要进行相应的加固、修复或者改造，同时基础设施的维护保养已成为全世界各国国民经济发展中的重大挑战。例如，根据美国统计局2015年提供的数据，美国26.3％的现役桥梁存在结构上或者功能的缺陷，修改或维护这些桥梁，需要在往后50年内，每年投资170 亿美元。在可预见的将来，我国这些基础设施的维护以及加固将耗费大量的资金。
纤维增强复合材料(简称FRP)是一种新型高性能材料，具有高强、轻质、耐腐蚀以及施工便捷等优越的特性。其中外贴的FRP片材加固混凝土结构已经被广泛应用于混凝土结构的加固工程。将外贴FRP片材应用于受弯加固钢筋混凝土板时，FRP片材易于从混凝土粘贴界面发生剥离，当发生剥离破坏后，FRP片材的最大应变通常为20～40％的FRP极限抗拉强度，因此不能发挥FRP片材的抗拉强度，并且随着外贴FRP厚度的增加，FRP剥离应变会随之降低，最终影响结构的加固效率。
为了抑制或者减缓剥离破坏的发生，各国研究人员以及工程人员尝试采用不同形式的锚固方法，常见方式包括螺栓锚固、纤维锚固、FRP的U型箍、钢板U型箍等方式，但是这些锚固方式均存在一定不足，例如螺栓锚固、纤维锚固等需要在既有结构开设孔洞，因此可能对结构造成一定损伤，也会使施工过程比较繁琐，而FRP的U型箍或者钢板U型箍适用构件形式有限，只能够应用于梁，而不适用于钢筋混凝土楼板等结构，因此研发适用于单向或者双向钢筋混凝土板的锚固方法具有极其重要意义。
发明内容
本发明的主要目的是提出一种结构简单且可靠的带端部斜向压条的FRP 加固钢筋混凝土板，本发明还提出一种使用带端部斜向压条的FRP加固钢筋混凝土板的加固方法，旨在减缓或限制FRP加固钢筋混凝土板剥离破坏的发生以及提升FRP抗拉强度的利用率和加固效率。
为实现上述目的，本发明提出的一种带端部斜向压条的FRP加固钢筋混凝土板，包括沿着钢筋混凝土板受弯方向且粘贴于钢筋混凝土板表面的FRP 底板，所述FRP底板两端粘贴有FRP压条，所述FRP压条将所述FRP底板端部锚固于所述钢筋混凝土板表面。
优选地，所述FRP底板包括粘贴于所述钢筋混凝土板表面且相互平行的同一组FRP底板。
优选地，所述FRP底板包括粘贴于所述钢筋混凝土板表面且相交的若干组FRP底板组，同一FRP底板组的FRP底板相互平行。
优选地，所述FRP压条中心轴线与所述FRP底板中心轴线相交的夹角为锐角，所述锐角的角度范围为大于0°且小于90°。
优选地，所述夹角的角度为30°。
优选地，所述夹角的角度为45度°。
优选地，所述FRP压条包括分别粘贴于所述FRP底板端部两侧的第一 FRP压条和第二FRP压条，所述第一FRP压条和所述第二FRP压条关于所述FRP底板中心线左右对称。
本发明还提出一种使用所述带端部斜向压条的FRP加固钢筋混凝土板的加固方法，包括以下步骤：
S1：对拟粘贴所述FRP底板和所述FRP压条的所述钢筋混凝土板表面凿毛处理；
S2：清除凿毛部位的杂质并放置至少24小时以上，待其自然干燥；
S3：在所述钢筋混凝土板凿毛部位涂刷底胶；
S4：将粘接剂涂刷于所述FRP底板以及所述FRP压条待粘接的表面；
S5：首先将所述FRP底板粘接于所述钢筋混凝土板已凿毛表面，再将所述FRP压条倾斜粘接于所述FRP底板端部顶面以及所述钢筋混凝土板已凿毛表面，使所述FRP压条锚固所述FRP底板；
S6：所述FRP底板以及所述FRP压条粘贴到位后，轻压所述FRP底板以及所述FRP压条，将气泡及多余粘接剂挤出，最后自然养护加固结构。
本发明技术方案通过沿着钢筋混凝土板的受弯方向粘贴有FRP底板，并且在FRP底板两端粘贴有FRP压条，从而通过FRP压条将FRP底板锚固于钢筋混凝土受弯表面。因此本发明技术方案相对现有技术，通过倾斜设置的FRP 压条有效地将FRP底板锚固，可抑制FRP片材与混凝土板表面之间发生的剥离破坏，提升FRP材料的抗拉强度利用率以及加固效率。与此同时，本发明技术方案的加固方法不会对既有结构造成损失，并且施工便捷、成本低廉，能够有效提高混凝土单向板或者混凝土双向板的极限承载能力。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明带端部斜向压条的FRP加固钢筋混凝土板实施例1的结构示意图；
图2为本发明带端部斜向压条的FRP加固钢筋混凝土板实施例2的结构示意图。
附图标号说明：
标号 名称 标号 名称
1 钢筋混凝土板 23 第三FRP底板
11 钢筋混凝土单向板 24 第四FRP底板
12 钢筋混凝土双向板 3 FRP压条
2 FRP底板 31 第一FRP压条
21 第一FRP底板 32 第二FRP压条
22 第二FRP底板
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
请参见图1和图2，本发明提出一种带端部斜向压条的FRP加固钢筋混凝土板，包括沿着钢筋混凝土板1受弯方向且粘贴于钢筋混凝土板1表面的 FRP底板2，FRP底板2两端粘贴有FRP压条3，FRP压条3将FRP底板2 端部锚固于钢筋混凝土板1表面。
在本发明中，FRP底板2包括粘贴于钢筋混凝土板1表面且相互平行的同一组FRP底板。在本发明的其他实施例中，FRP底板2包括粘贴于钢筋混凝土板1表面且相交的若干组FRP底板组，同一FRP底板组的FRP底板2 相互平行。
本发明中，FRP压条3中心轴线与FRP底板2中心轴线相交的夹角为锐角，锐角的角度范围为大于0°且小于90°，优选地，夹角的角度为30°或45°。本发明中，FRP压条3包括分别粘贴于FRP底板2端部两侧的第一FRP压条31和第二FRP压条32，第一FRP压条31和第二FRP压条32关于FRP 底板2中心线左右对称。
本发明还提出一种使用带端部斜向压条的FRP加固钢筋混凝土板的加固方法，包括以下步骤：
S1：对拟粘贴FRP底板2和FRP压条3的钢筋混凝土板1表面凿毛处理；
S2：清除凿毛部位的杂质并放置至少24小时以上，待其自然干燥；
S3：在钢筋混凝土板1凿毛部位涂刷底胶；
S4：将粘接剂涂刷于FRP底板2以及FRP压条3待粘接的表面；
S5：首先将FRP底板2粘接于钢筋混凝土板1已凿毛表面，再将FRP 压条3倾斜粘接于FRP底板2端部顶面以及钢筋混凝土板1已凿毛表面，使 FRP压条3锚固FRP底板2；
S6：FRP底板2以及FRP压条3粘贴到位后，轻压FRP底板2以及FRP 压条3，将气泡及多余粘接剂挤出，最后自然养护加固结构。
实施例1
请参见图1，本发明实施例带端部斜向压条的FRP加固钢筋混凝土板，包括钢筋混凝土单向板11，钢筋混凝土单向板11外形尺寸中，长度为 3000mm，宽度为500mm，厚度为150mm。沿着钢筋混凝土单向板11受弯方向，设有相互平行的第一FRP底板21和第二FRP底板22粘接于钢筋混凝土单向板11表面，第一FRP底板21和第二FRP底板22的外形尺寸中，长度为2800mm，宽度为100mm，厚度为0.333mm。第一FRP底板21和第二FRP底板22的端部倾斜粘接有第一FRP压条31和第二FRP压条32，第一FRP压条31和第二FRP压条32的外形尺寸中，长度为400mm，宽度为 100mm，厚度为0.333mm。第一FRP压条31和第二FRP压条32相交粘贴于第一FRP底板21和第二FRP底22端部顶面，将第一FRP底板21和第二 FRP底板22共同锚固于钢筋混凝土单向板11顶面，从而实现对钢筋混凝土单向板11进行单向受弯加固。
具体地，本实施例进行相应安装时，首先对待加固的钢筋混凝土单向板 11的待粘贴表面采用气动凿毛机凿毛处理，使凿毛宽度略大于FRP底板2 以及FRP压条3的宽度，优选地，凿毛宽度大于FRP底板2以及FRP压条 3约6mm。然后使用高压水冲洗钢筋混凝土单向板11已凿毛表面，并待钢筋混凝土单向板11凿毛表面经过至少一天时间放置并直至干燥后，然后再使用气压约为1.7Mpa的高压气将曾凿毛的表面吹扫干净，以保证凿毛表面的清洁和干燥。然后再利用胶刷将底胶涂刷于凿毛表面，其中底胶的厚度为1mm～2mm，并且将与底胶相同或者相互兼容的粘接剂涂刷于FRP底板2以及FRP压条3待粘接的底面。将第一FRP底板21和第二FRP底板22沿着钢筋混凝土单向板11的受弯方向粘接于钢筋混凝土单向板11已凿毛表面，轻轻挤压第一FRP底板21和第二FRP底板22，以将气泡以及多余的胶水挤压出来。然后再将第一FRP压条31和第二FRP压条32分别粘贴于第一FRP 底板21和第二FRP底板22端部，其中粘接时，使FRP压条3中心线与FRP 底板2中心线之间夹角为30°或45°，再将FRP压条3与FRP底板2之间气泡以及多余胶水挤出，最后在约20℃的环境中进行自然养护并直至形成加固结构。
实施例2
请参见图2，本发明实施例带端部斜向压条的FRP加固钢筋混凝土板，包括钢筋混凝土双向板12，钢筋混凝土双向板12外形尺寸中，长度为 3000mm，宽度为1800mm，厚度为150mm。在钢筋混凝土双向板12表面粘贴有第一FRP底板21、第二FRP底板22、第三FRP底板23以及第四FRP 底板24，其中第一FRP底板21和第二FRP底板23相互平行且沿着钢筋混凝土双向板12其中一个受弯方向设置，而第三FRP底板23和第四FRP底板24相互平行且沿着钢筋混凝土双向板12另一受弯方向设置，并且第一FRP 底板21和第二FRP底板22作为一组FRP底板组与第三FRP底板23和第四 FRP底板24作为的另一组FRP底板组相互垂直。第一FRP底板21、第二 FRP底板22、第三FRP底板23以及第四FRP底板24的外形尺寸中，长度为1600mm，宽度为100mm，厚度为0.333mm。第一FRP底板21、第二FRP 底板22、第三FRP底板23以及第四FRP底板24的端部倾斜均粘接有第一 FRP压条31和第二FRP压条32，第一FRP压条31和第二FRP压条32的外形尺寸中，长度为400mm，宽度为100mm，厚度为0.333mm。第一FRP 压条31和第二FRP压条32相交粘贴于第一FRP底板21、第二FRP底板22、第三FRP底板23以及第四FRP底板24端部顶面，将第一FRP底板21、第二FRP底板22、第三FRP底板23以及第四FRP底板24共同锚固于钢筋混凝土双向板12顶面，从而实现对钢筋混凝土双向板12进行双向受弯加固。
具体地，本实施例在进行相应安装时，首先对待加固的钢筋混凝土双向板12的待粘贴表面采用气动凿毛机进行凿毛处理，使凿毛宽度略大于FRP 底板以及FRP压条3的宽度，优选地，凿毛宽度大于FRP底板2以及FRP 压条3约6mm。然后使用高压水冲洗钢筋混凝土双向板12已凿毛表面，并待钢筋混凝土双向板12凿毛表面经过至少一天时间放置并直至干燥后，然后再使用气压约为1.7Mpa的高压气将曾凿毛的表面吹扫干净，以保证凿毛表面的清洁和干燥。然后再利用胶刷将底胶涂刷于凿毛表面，其中底胶的厚度为1mm～2mm，并且将与底胶相同或者相互兼容的粘接剂涂刷于FRP底板2 以及FRP压条3待粘接的底面。将第一FRP底板21和第二FRP底板22以相互平行沿着同一受弯方向粘接于钢筋混凝土双向板12已凿毛表面，并且将第三FRP底板23和第四FRP底板24以相互平行沿着另一受弯方向粘接于钢筋混凝土双向板12已凿毛表面，使第一FRP底板21和第二FRP底板22 分别与第三FRP底板23和第四FRP底板24相互垂直。轻轻挤压第一FRP 底板21、第二FRP底板22、第三FRP底板23以及第四FRP底板24，以将气泡以及多余的胶水挤压出来。然后再将第一FRP压条31和第二FRP压条 32分别粘贴于第一FRP底板21、第二FRP底板22、第三FRP底板23以及第四FRP底板24的端部顶面，并且使FRP压条3中心线与FRP底板2中心线之间夹角为30°或45°，再将FRP压条3与FRP底板2之间气泡以及多余胶水挤出，最后在约20℃的环境中进行自然养护并直至形成加固的结构。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种带端部斜向压条的FRP加固钢筋混凝土板，其特征在于，包括沿着钢筋混凝土板受弯方向且粘贴于钢筋混凝土板表面的FRP底板，所述FRP底板两端粘贴有FRP压条，所述FRP压条将所述FRP底板端部锚固于所述钢筋混凝土板表面。
2.如权利要求1所述的带端部斜向压条的FRP加固钢筋混凝土板，其特征在于，所述FRP底板包括粘贴于所述钢筋混凝土板表面且相互平行的同一组FRP底板。
3.如权利要求1所述的带端部斜向压条的FRP加固钢筋混凝土板，其特征在于，所述FRP底板包括粘贴于所述钢筋混凝土板表面且相交的若干组FRP底板组，同一FRP底板组的FRP底板相互平行。
4.如权利要求1所述的带端部斜向压条的FRP加固钢筋混凝土板，其特征在于，所述FRP压条中心轴线与所述FRP底板中心轴线相交的夹角为锐角，所述锐角的角度范围为大于0°且小于90°。
5.如权利要求4所述的带端部斜向压条的FRP加固钢筋混凝土板，其特征在于，所述夹角的角度为30°。
6.如权利要求4所述的带端部斜向压条的FRP加固钢筋混凝土板，其特征在于，所述夹角的角度为45度°。
7.如权利要求5或6所述的带端部斜向压条的FRP加固钢筋混凝土板，其特征在于，所述FRP压条包括分别粘贴于所述FRP底板端部两侧的第一FRP压条和第二FRP压条，所述第一FRP压条和所述第二FRP压条关于所述FRP底板中心线左右对称。
8.一种使用如权利要求1所述带端部斜向压条的FRP加固钢筋混凝土板的加固方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：对拟粘贴所述FRP底板和所述FRP压条的所述钢筋混凝土板表面凿毛处理；
S2：清除凿毛部位的杂质并放置至少24小时以上，待其自然干燥；
S3：在所述钢筋混凝土板凿毛部位涂刷底胶；
S4：将粘接剂涂刷于所述FRP底板以及所述FRP压条待粘接的表面；
S5：首先将所述FRP底板粘接于所述钢筋混凝土板已凿毛表面，再将所述FRP压条倾斜粘接于所述FRP底板端部顶面以及所述钢筋混凝土板已凿毛表面，使所述FRP压条锚固所述FRP底板；
S6：所述FRP底板以及所述FRP压条粘贴到位后，轻压所述FRP底板以及所述FRP压条，将气泡及多余粘接剂挤出，最后自然养护加固结构。
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RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20180313

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