CN108252228A - 一种用于加固钢筋混凝土墩柱的预应力纤维布加固装置 - Google Patents

一种用于加固钢筋混凝土墩柱的预应力纤维布加固装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于加固钢筋混凝土墩柱的预应力纤维布加固装置。该装置包括两个套板、两个楔片、两根螺杆和纤维布。纤维布在楔片上缠绕两圈，将缠绕好纤维布的楔片插入套板身中的楔片槽，再将纤维布在套板上缠绕两圈，用同样的方式处理纤维布的另一端。将与套板、楔片连接好的纤维布环绕被加固钢筋混凝土墩柱一周。将两个套板上下两端的套板锚头中的螺杆孔对齐，将两根螺杆穿入两个套板锚头中的螺杆孔；同步拧紧两根螺杆即能够对纤维布施加预应力，完成对钢筋混凝土墩柱的加固。本发明装置构造简单，操作方便，对纤维布张拉锚固后，可减缓预应力损失，取得较好的加固效果；且锚具体积较小，紧贴墩柱，不影响被加固墩柱的外观。

Description

一种用于加固钢筋混凝土墩柱的预应力纤维布加固装置
技术领域
本发明属于桥梁工程、建筑工程等结构加固领域，特别涉及一种用于加固钢筋混凝土墩柱的预应力纤维布加固装置。
背景技术
预应力纤维增强复合材料（Fiber Reinforced Plastics，简称FRP）加固混凝土结构技术加固效果明显，应用前景广阔，在世界范围内得到越来越广泛的应用。区别于普通的外贴式加固法，预应力FRP加固技术作为一种主动的加固方法，通过施加预应力对墩柱提供横向约束力，使混凝土处于三向受压状态，从而提高混凝土的极限承载力和延性，同时也可以避免FRP材料的应力滞后效应，充分发挥FRP材料轻质、高强的特性，取得良好的加固效果。
预应力FRP布加固技术中，一个至关重要的问题就是预应力损失，而锚具（即加固装置）的设计对预应力损失影响较大。目前，预应力纤维布加固混凝土墩柱的张拉锚固装置多存在锚固效果不佳，预应力损失较快等问题，使得张拉效果达不到预期；另外，寻求更加简单快捷对FRP布施加预应力并能有效锚固保持其预应力的施工方法，是推广预应力FRP布加固技术运用的关键问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于加固钢筋混凝土墩柱的预应力纤维布加固装置。
为了实现上述的目的，本发明采用这样的技术方案：
一种用于加固钢筋混凝土墩柱的预应力纤维布加固装置，包括两个套板、两个楔片、两根螺杆和纤维布；其中套板、楔片和螺杆均为钢材材质，均采用Q235B级及以上优质钢材；套板由两端的套板锚头和套板身组成，两端的套板锚头中心沿平行于纤维布包裹方向各开一个螺杆孔；套板身中间开一个楔片槽，楔片沿纤维布包裹方向两端倒弧角。
所述纤维布的一端粘贴在楔片上，并在楔片身上缠绕两圈，将缠绕好纤维布的楔片插入套板身中间的楔片槽，再将纤维布在套板上缠绕两圈，用同样的方式处理纤维布的另一端；将与套板、楔片连接好的纤维布环绕被加固钢筋混凝土墩柱一周；将两个套板上下两端的套板锚头中的螺杆孔对齐，将两根螺杆穿入两个套板锚头上的螺杆孔中；同步拧紧两根螺杆用于对纤维布施加预应力。
所述套板身的厚度为20毫米，宽度为50毫米；所述螺杆采用12.9级的高强螺杆，其抗剪切应力等级为12.9GPa，其直径为12毫米；所述楔片两端为圆弧构造，楔片插入端厚度为7毫米，另一端厚度为10毫米，平均厚度为8.5毫米，宽度为46毫米。
采用上述技术方案后，与现有技术方案对比，本发明的优点为：（1）利用本发明预应力纤维布加固装置对纤维布张拉锚固后，加固效果好，预应力损失较小，且加固后的钢筋混凝土墩柱外观变化不大。（2）采用楔片包裹纤维布再插入套板楔片槽的方法，可有效锚固纤维布，避免纤维布张拉过程中的滑移现象。（3）锚固装置刚度足够大，在张拉过程中可避免当预应力较大时锚具变形大，使纤维布预应力值达不到预期的问题。（4）该预应力纤维布加固装置构造简单，其施工方法操作方便，实施效率高。总之，利用该装置对纤维布张拉锚固后，可减缓预应力损失，取得较好的加固效果；且锚具体积较小，紧贴墩柱，不影响被加固墩柱的外观。锚具刚度足够大，可实现纤维布预应力较大的加固，提高材料利用率。
附图说明
图1为本发明实施例1中待加固钢筋混凝土墩柱为方柱时的预应力纤维布加固装置的最终使用状态示意图。
图2为本发明实施例1中待加固钢筋混凝土墩柱为方柱时的预应力纤维布加固装置的最终使用状态平面图。
图3为本发明实施例2中待加固钢筋混凝土墩柱为圆柱时的预应力纤维布加固装置的最终使用状态示意图。
图4为本发明实施例2中待加固钢筋混凝土墩柱为圆柱时的预应力纤维布加固装置的最终使用状态平面图。
图5为本发明实施例2中待加固钢筋混凝土墩柱为圆柱时的预应力纤维布加固装置的最终使用状态立面图。
图6为本发明实施例中套板和螺杆的结构示意图。
图7为本发明实施例中楔片的结构示意图。
图8为本发明实施例中最终使用状态时套板和楔片的剖面结构示意图。
图9为本发明实施例2中连接好套板和楔片的纤维布示意图。
图中标记：1-套板；2-楔片；3-螺杆；4-纤维布；5-钢筋混凝土方柱；6-钢筋混凝土圆柱；11-套板锚头；12-套板身；111-螺杆孔；121-楔片槽。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
实施例1：
如图1、2、6、7和8所示，本实施例以钢筋混凝土方柱5为加固对象，利用一种预应力纤维布加固装置对其进行加固，纤维布4的宽度为150mm。本实施例使用钢材均为Q235B级及以上优质钢材。具体如下：
一种用于加固钢筋混凝土墩柱的预应力纤维布加固装置，该装置包括两个套板1、两个楔片2、两根螺杆3和纤维布4；套板1由两端的套板锚头11和套板身12组成，套板1两端的套板锚头11中心沿平行于纤维布4包裹方向各开一个螺杆孔111；套板身12中开一个楔片槽121。楔片2沿纤维布4包裹方向两端倒弧角。
所述套板身12的厚度为20毫米，宽度为50毫米；楔片2插入端厚度为7毫米，另一端厚度为10毫米，平均厚度8.5毫米，宽度46毫米；螺杆3采用12.9级的高强螺杆，直径12毫米，其抗剪切应力等级为12.9GPa。
具体加固步骤如下：
（1）确定钢筋混凝土方柱5上的加固位置；用墨线在其表面弹出需进行预应力纤维布包裹的位置范围。用打磨机将钢筋混凝土方柱5的四个角部进行打磨倒角。
（2）对钢筋混凝土方柱5表面进行打磨、补洞等处理。在钢筋混凝土方柱5需进行预应力纤维布包裹范围表面均匀涂刷一层环氧胶层。
（3）确定纤维布4的下料长度并裁剪。纤维布4的下料长度=包裹位置处柱的周长＋套板的周长的4倍＋楔片的周长的4倍。
（4）将纤维布4的一端用胶带粘贴在楔片2上，并将纤维布4在楔片2上缠绕2圈，之后将楔片2插入套板1上的楔片槽121，再将纤维布4在套板身12上缠绕2圈；用同样的方式处理纤维布4的另一端。将与套板1、楔片2连接好的纤维布4环绕被加固钢筋混凝土方柱5一周。将两个套板1上下两端的套板锚头11中的螺杆孔111对齐，将两根螺杆3穿入两个套板锚头11中的螺杆孔111；同步拧紧两根螺杆3用于对纤维布4施加预应力。
（5）当施加于纤维布4的预应力达到预定水平后。对纤维布4表面均匀涂刷一层树脂浸渍胶。完成对钢筋混凝土方柱5的加固。
实施例2：
如图3、4、5、6、7、8和9所示，本实施例以钢筋混凝土圆柱6为加固对象，利用一种预应力纤维布加固装置对其进行加固，纤维布4的宽度为150mm。本实施例使用钢材均为Q235B级及以上优质钢材。具体如下：
一种用于加固钢筋混凝土墩柱的预应力纤维布加固装置，该装置包括两个套板1、两个楔片2、两根螺杆3和纤维布4；套板1由两端的套板锚头11和套板身12组成，套板1两端的套板锚头11中心沿平行于纤维布4包裹方向各开一个螺杆孔111；套板身12中开一个楔片槽121。楔片2沿纤维布4包裹方向两端倒弧角。
所述套板身12的厚度为20毫米，宽度为50毫米；楔片2插入端厚度为7毫米，另一端厚度为10毫米，平均厚度8.5毫米，宽度46毫米。螺杆3采用12.9级的高强螺杆，直径12毫米，其抗剪切应力等级为12.9GPa。
具体加固步骤如下：
（1）对钢筋混凝土圆柱6表面进行打磨、补洞等处理。在钢筋混凝土圆柱6需进行预应力纤维布包裹范围表面均匀涂刷一层环氧胶层。
（2）确定纤维布4的下料长度并裁剪。纤维布4的下料长度=包裹位置处柱的周长＋套板的周长的4倍＋楔片的周长的4倍。
（3）将纤维布4的一端用胶带粘贴在楔片2上，并将纤维布4在楔片2上缠绕2圈，之后将楔片2插入套板1上的楔片槽121，再将纤维布4在套板身12上缠绕2圈；用同样的方式处理纤维布4的另一端。将与套板1、楔片2连接好的纤维布4环绕被加固钢筋混凝土圆柱6一周。将两个套板1上下两端的套板锚头11中的螺杆孔111对齐，将两根螺杆3穿入两个套板锚头11中的螺杆孔111；同步拧紧两根螺杆3即可对纤维布4施加预应力。
（4）当施加于纤维布4的预应力达到预定水平后。对碳纤维布4表面均匀涂刷一层树脂浸渍胶。完成对钢筋混凝土圆柱6的加固。
本文中所描述的具体实施例仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可对所描述的具体实施例做某些修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (1)

1.一种用于加固钢筋混凝土墩柱的预应力纤维布加固装置，其特征在于该预应力纤维布加固装置包括两个套板(1)、两个楔片(2)、两根螺杆(3)和纤维布(4)；其中套板(1)、楔片(2)和螺杆(3)均为钢材材质，均采用Q235B级及以上优质钢材；套板(1)由两端的套板锚头(11)和套板身(12)组成，两端的套板锚头(11)中心沿平行于纤维布(4)包裹方向各开一个螺杆孔(111)；套板身(12)中间开一个楔片槽(121)，楔片(2)沿纤维布(4)包裹方向两端倒弧角；
所述纤维布(4)的一端粘贴在楔片(2)上，并在楔片(2)身上缠绕两圈，将缠绕好纤维布(4)的楔片(2)插入套板身(12)中间的楔片槽(121)，再将纤维布(4)在套板(1)上缠绕两圈，用同样的方式处理纤维布(4)的另一端；将与套板(1)、楔片(2)连接好的纤维布(4)环绕被加固钢筋混凝土墩柱一周；将两个套板(1)上下两端的套板锚头(11)中的螺杆孔(111)对齐，将两根螺杆(3)穿入两个套板锚头(11)上的螺杆孔(111)中；同步拧紧两根螺杆(3)用于对纤维布(4)施加预应力；
所述套板身(12)的厚度为20毫米，宽度为50毫米；所述螺杆(3)采用12.9级的高强螺杆，其抗剪切应力等级为12.9GPa，其直径为12毫米；所述楔片(2)两端为圆弧构造，楔片(2)插入端厚度为7毫米，另一端厚度为10毫米，平均厚度为8.5毫米，宽度为46毫米。
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