CN110332410B - 不停输外贴纤维布修复pccp管的预应力施加装置及使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种不停输外贴纤维布修复PCCP管的预应力施加装置及使用方法，一种不停输外贴纤维布修复PCCP管的预应力施加装置，包括弧形支撑杆，弧形支撑杆上连接有张拉杆Ⅰ，弧形支撑杆上还连接有紧固杆，紧固装置还包括有张拉杆Ⅱ，张拉杆Ⅱ与紧固杆上之间对应的设有至少两对通孔，对应的通孔上穿有施力螺栓，施力螺栓设有对应的旋紧螺母。本发明的紧固装置轻便可轻松安装拆卸，且可回收后重新更换张拉杆Ⅰ既可再次使用，成本较低。本发明的PCCP修复加固施工方法可对断丝PCCP管道施加预应力，且无需大型张拉设备，操作简便易行。本发明的PCCP修复加固施工方法，施工期间可不中断输水，不会对生产生活造成影响。
Description
技术领域
本发明涉及PCCP管道断丝修复，尤其涉及一种不停输外贴纤维布修复PCCP管的预应力施加装置及使用方法。
背景技术
断丝是目前PCCP最为常见的一种病害，如不及时对其进行修复加固，极易造成爆管等事故，对社会造成极大经济损失。常见的修复加固方法有后张预应力法、外包混凝土法、内部衬钢法、内衬纤维布加固法等。后张预应力法是在断丝管外重新张拉预应力，然后在钢丝外喷射保护层，虽然可在不停水情况下进行补强加固并保证不断水，但其施工工艺复杂，如补强加固单根管还需考虑两侧管道的受力情况以及张拉接头的处理，成本较高。外包混凝土法是在损伤管外面包一层新的钢筋混凝土，但其沿管轴向却产生了结构性不均匀和刚度不均匀，可用于补强加固地震损伤的管和非均匀沉降导致损伤的管，适用于小口径管道。内衬钢板法是将钢筒管作为内衬插入进损伤管，然后将钢筒管恢复到与损伤管相似的圆形程度并进行必要的焊接，最后在内衬最损伤管之间灌入砂浆，虽然这种方法补强加固后的管道耐久性好、适应动荷载，但是费用较高，适用于补强加固较长管段，单根管道补强加固不经济。内衬纤维布加固法是在管道内部粘贴纤维织物，粘贴层数和粘贴方向依据管道损伤情况而定，虽然此种修复加固方法不用进行开挖、不影响管周围交通运行，但是修复期间需停水维修、大面积补强加固耗时长、纤维布粘贴完成后需经过足够的时间保证粘接强度。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种不停输外贴纤维布修复PCCP管的预应力施加装置及使用方法，本发明提供的装置，可以拉紧缠绕在PCCP管道破损处的纤维布，而且纤维布的一端不需要提前固定在管道上，管道不需要挖固定纤维布一端的槽或其它结构，使整个PCCP管道修复速度加快；而且本发明提供的装置可以回收利用。
本发明的目的是以下述方式实现的：一种不停输外贴纤维布修复PCCP管的预应力施加装置，包括弧形支撑杆，弧形支撑杆上连接有张拉杆Ⅰ，弧形支撑杆上还连接有紧固杆，紧固装置还包括有张拉杆Ⅱ，张拉杆Ⅱ与紧固杆上之间对应的设有至少两对通孔，对应的通孔上穿有施力螺栓，施力螺栓设有对应的旋紧螺母。
弧形支撑杆包括为两根，张拉杆Ⅰ、紧固杆分别设在两根弧形支撑杆之间。
张拉杆Ⅱ的长度小于两根弧形支撑杆之间的最大距离。方便张拉杆Ⅱ带着纤维布穿过两根弧形支撑杆之间。
弧形支撑杆的弧度与PCCP管道外径相适应。
张拉杆Ⅰ、紧固杆与两根弧形支撑杆之间为可拆卸连接。若螺栓连接。
张拉杆Ⅱ与紧固杆上之间设有两对对应的通孔，张拉杆Ⅱ上对应的两个通孔对称设置分布张拉杆Ⅱ上，且两个通孔的距离大于纤维布的宽度，紧固杆上对应的两个通孔对称设置分布紧固杆上，方便对纤维布张紧时，纤维布上受力较为均匀。
张拉杆Ⅰ为片状，方便纤维布缠绕张拉过程中，贴合PCCP管道更紧密。
整个紧固装置的为钢材质或其它刚性强度高材质。
一种使用不停输外贴纤维布修复PCCP管的预应力施加装置不停输修复PCCP管道的方法，包括以下步骤：（1）将PCCP需修复部位和PCCP管道上需修复部位所在管外壁环周部位开挖暴露出来；（2）对PCCP管道需修复部位进行砂浆保护层的修补形成修补后的砂浆保护层，然后PCCP管道上需修复部位所在管外壁环周部位进行打磨或者外涂砂浆处理，形成平整圆周表面，之后在此形成的平整圆周表面上粘贴纤维布；（3）将纤维布两端分别固定于张拉杆Ⅰ和张拉杆Ⅱ上；将纤维布缠绕PCCP管体1周，将施力螺栓穿过张拉杆Ⅱ与紧固杆上的相应通孔；然后施力螺栓上套上旋紧螺母，交替旋紧施力螺栓上的旋紧螺母，对纤维布施加预应力直至预应力达到设计值，将纤维布粘贴于PCCP外壁；（4）待粘贴纤维布的胶或胶水风干且达到设计强度后，将张拉杆Ⅱ上的纤维布剪断，对张拉杆Ⅰ宽于纤维布部分进行切割，拆下整个紧固装置；（5）重复步骤（3）与步骤（4）直至纤维布层数达到设计值，重复步骤（3）至步骤（4）次数为大于等于0的整数；（9）对纤维布进行防腐处理，然后进行回填。
对砂浆保护层的修复使用环氧砂浆。
步骤（3）中，将纤维布缠绕PCCP管体1周，每次缠绕PCCP管体1周的纤维布层数为大于等于1的整数。
纤维布为碳纤维布、玄武岩纤维布、玻璃纤维布或芳纶纤维布。
所选用纤维布粘贴层数及宽度可依据管道受损情况而定。
本发明相对于现有的技术方法具有如下优点和效果：
1）本发明的紧固装置轻便可轻松安装拆卸，且可回收后重新更换张拉杆Ⅰ既可再次使用，成本较低。
2）本发明的PCCP修复加固施工方法可对断丝PCCP管道施加预应力，且无需大型张拉设备，操作简便易行。
3）本发明的PCCP修复加固施工方法，施工期间可不中断输水，不会对生产生活造成影响。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明的使用示意图。
1为弧形支撑杆；2为紧固杆；3为张拉杆Ⅱ；4为张拉杆Ⅰ；5为施力螺栓；6为旋紧螺母；7为连接螺栓；8为纤维布；9为PCCP管道。
具体实施方式
如图1和图2所示，一种不停输外贴纤维布修复PCCP管的预应力施加装置，包括弧形支撑杆1，弧形支撑杆1上连接有张拉杆Ⅰ4，弧形支撑杆1上还连接有紧固杆2，紧固装置还包括有张拉杆Ⅱ3，张拉杆Ⅱ3与紧固杆2上之间对应的设有至少两对通孔，对应的通孔上穿有施力螺栓5，施力螺栓5上设有对应的旋紧螺母6。
弧形支撑杆1包括为两根，张拉杆Ⅰ4、紧固杆2分别设在两根弧形支撑杆之间。
张拉杆Ⅱ3的长度小于两根弧形支撑杆之间的最大距离。方便张拉杆Ⅱ带着纤维布8穿过两根弧形支撑杆1之间。
弧形支撑杆1的弧度与PCCP管道外径相适应。
张拉杆Ⅰ4、紧固杆2与两根弧形支撑杆1之间为可拆卸连接。如通过连接螺栓7连接。
张拉杆Ⅱ3与紧固杆2上之间设有两对对应的通孔，张拉杆Ⅱ上对应的两个通孔对称设置分布张拉杆Ⅱ上，且两个通孔的距离大于纤维布的宽度，紧固杆上对应的两个通孔对称设置分布紧固杆上，方便对纤维布张紧时，纤维布上受力较为均匀。
张拉杆Ⅰ4为片状，方便纤维布缠绕张拉过程中，贴合PCCP管道更紧密。
整个紧固装置的为钢材质或其它刚性强度高材质。
一种使用不停输外贴纤维布修复PCCP管的预应力施加装置不停输修复PCCP管道的方法，包括以下步骤：（1）将PCCP需修复部位和PCCP管道上需修复部位所在管外壁环周部位开挖暴露出来；（2）（2）对PCCP管道需修复部位进行砂浆保护层的修补形成修补后的砂浆保护层，然后PCCP管道上需修复部位所在管外壁环周部位进行打磨或者外涂砂浆处理，形成平整圆周表面，之后在此形成的平整圆周表面上粘贴纤维布；如可以在此形成的平整圆周表面上涂抹底胶，底胶可以为DZH-102；（3）将纤维布两端分别固定于张拉杆Ⅰ和张拉杆Ⅱ上；拉着张拉杆Ⅱ端将纤维布缠绕PCCP管体1周，将施力螺栓穿过张拉杆Ⅱ与紧固杆上的相应通孔；然后施力螺栓上套上旋紧螺母，交替旋紧施力螺栓上的旋紧螺母，对纤维布施加预应力直至预应力达到设计值，将纤维布粘贴于PCCP外壁；纤维布预应力的值可通过在纤维布上粘贴应变计并进行实时监测确定，对纤维布施加预应力直至预应力达到设计值时，可使用与底胶DZH-102配套的胶水DZH-101涂抹在纤维布上，如可用刷子或刮板将胶水完全浸渍纤维布即可；（4）待胶水风干且达到设计强度后，将张拉杆Ⅱ上的纤维布剪断，对张拉杆Ⅰ宽于纤维布部分进行切割，拆下整个紧固装置；（5）重复步骤（3）与步骤（4）直至纤维布层数达到设计值，重复步骤（3）至步骤（4）次数为大于等于0的整数；重复步骤（3）至步骤（4）次数为0，即为整个方法中步骤（3）至步骤（4）总共经历了一次；（6）对纤维布进行防腐处理，具体措施可为在纤维布表面涂抹防腐材料进行防腐，防腐材料可以为环氧沥青漆进行，然后进行回填，回填可用开挖时挖出的土进行回填。
步骤（2）到步骤（4）中将纤维布粘贴于管外壁上，也可以只使用一种胶将纤维布粘贴于管外壁，胶在纤维布张拉完成，涂抹在纤维布上，待胶风干且达到设计强度后，将张拉杆Ⅱ上的纤维布剪断。
所属步骤（2）中，PCCP需修复部位主要是指钢丝断裂部位1或/和砂浆保护层脱落部位，应对砂浆脱落部位使用环氧砂浆或其他高强材料进行修补，形成修补后的砂浆保护层；砂浆保护层与预应力钢丝失去粘结力部位，将与预应力钢丝失去粘结力的砂浆凿除并使用环氧砂浆或其他高强材料进行修补，形成修补后的砂浆保护层；对修补后的砂浆保护层所处的PCCP管外壁环周进行打磨处理或者涂抹砂浆处理，形成平整圆周表面。
步骤（3）中，将纤维布缠绕PCCP管体1周，每次缠绕缠绕PCCP管体1周的纤维布层数为大于等于1的整数，即每次缠绕时，直接将纤维布折叠为多层，每次缠绕一圈，这样缠绕效率高，又不会因为每次直接缠绕多圈，不隔断纤维布，造成第二圈的纤维布会对第一圈纤维布产生很大的压力，第一圈纤维布与PCCP管壁之间就会有很大摩擦力，纤维布与纤维布之间也会有很大摩擦力，对预应力施加不便的问题。
对砂浆保护层的修复优先选用环氧砂浆，尤其是高强环氧砂浆。
纤维布为高强度、高弹性模量的纤维材料或纤维复合材料,如碳纤维增强复合材料即CFRP，优先选用高弹模高强度的碳纤维布。
所选用纤维布粘贴层数及宽度可依据管道受损情况而定。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明整体构思前提下，还可以作出若干改变和改进，这些也应该视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种不停输外贴纤维布修复PCCP管的预应力施加装置，其特征在于：包括弧形支撑杆，弧形支撑杆的弧度与PCCP管道外径相适应，弧形支撑杆上连接有张拉杆Ⅰ，弧形支撑杆上还连接有紧固杆，弧形支撑杆包括两根，张拉杆Ⅰ、紧固杆分别设在两根弧形支撑杆之间，紧固装置还包括有张拉杆Ⅱ，张拉杆Ⅱ的长度小于两根弧形支撑杆之间的最大距离，张拉杆Ⅱ与紧固杆上之间对应的设有至少两对通孔，对应的通孔上穿有施力螺栓，施力螺栓设有对应的旋紧螺母；张拉杆Ⅱ上对应的两个通孔的距离大于纤维布的宽度，纤维布两端分别固定于张拉杆Ⅰ和张拉杆Ⅱ上。
2.根据权利要求1所述的不停输外贴纤维布修复PCCP管的预应力施加装置，其特征在于：张拉杆Ⅰ、紧固杆与两根弧形支撑杆之间为可拆卸连接。
3.根据权利要求1所述的不停输外贴纤维布修复PCCP管的预应力施加装置，其特征在于：张拉杆Ⅱ与紧固杆上之间设有两对对应的通孔，张拉杆Ⅱ上对应的两个通孔对称设置分布张拉杆Ⅱ上，紧固杆上对应的两个通孔对称设置分布紧固杆上。
4.根据权利要求1所述的不停输外贴纤维布修复PCCP管的预应力施加装置，其特征在于：张拉杆Ⅰ为片状。
5.一种使用权利要求1所述的不停输外贴纤维布修复PCCP管的预应力施加装置不停输修复PCCP管道的方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）将PCCP管道需修复部位和PCCP管道上需修复部位所在管外壁环周部位开挖暴露出来；（2）对PCCP管道需修复部位进行砂浆保护层的修补形成修补后的砂浆保护层，然后PCCP管道上需修复部位所在管外壁环周部位进行打磨或者外涂砂浆处理，形成平整圆周表面，之后在此形成的平整圆周表面上粘贴纤维布；（3）将纤维布两端分别固定于张拉杆Ⅰ和张拉杆Ⅱ上；将纤维布缠绕PCCP管体1周，将施力螺栓穿过张拉杆Ⅱ与紧固杆上的相应通孔；然后施力螺栓上套上旋紧螺母，交替旋紧施力螺栓上的旋紧螺母，对纤维布施加预应力直至预应力达到设计值，将纤维布粘贴于PCCP外壁；（4）待粘贴纤维布的胶或胶水风干且达到设计强度后，将张拉杆Ⅱ上的纤维布剪断，对张拉杆Ⅰ宽于纤维布部分进行切割，拆下整个紧固装置；（5）重复步骤（3）至步骤（4）直至纤维布层数达到设计值，重复步骤（3）至步骤（4）次数为大于等于0的整数；（6）对纤维布进行防腐处理，然后进行回填。
6.根据权利要求5所述的使用不停输外贴纤维布修复PCCP管的预应力施加装置不停输修复PCCP管道的方法，其特征在于：步骤（3）中，将纤维布缠绕PCCP管体1周，每次缠绕PCCP管体1周的纤维布层数为大于等于1的整数。
7.根据权利要求6所述的使用不停输外贴纤维布修复PCCP管的预应力施加装置不停输修复PCCP管道的方法，其特征在于：纤维布为碳纤维布、玄武岩纤维布、玻璃纤维布或芳纶纤维布。
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