CN111155783B - 一种预应力frp板反向张拉锚固组件及其使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种预应力FRP板反向张拉锚固组件及其使用方法，该组件包括张拉端组件和固定端组件，张拉端组件包括张拉端台座、张拉端锚具、台座附加件、锚具附加件、反力顶板、张拉螺杆和穿心千斤顶；该组件的使用方法包括以下步骤：(S1)固定张拉端台座和固定端台座；(S2)固定台座附加件和锚具附加件；(S3)固定FRP板；(S4)固定固定端锚具、张拉端锚具；(S5)将张拉螺杆穿过锚具附加件旋入台座附加件中，将穿心千斤顶和反力顶板固定在张拉螺杆上；(S6)对FRP板施加预拉力；(S7)取下台座附加件、锚具附加件、反力顶板和穿心千斤顶。该组件能够对FRP板均匀地施加预应力，减小施工空间，装置构造简单，便于实际应用。

Description

一种预应力FRP板反向张拉锚固组件及其使用方法
技术领域
本发明涉及一种锚固组件及其使用方法，更具体地，涉及一种预应力FRP板反向张拉锚固组件及其使用方法。
背景技术
纤维增强复合材料FRP具有轻质高强、耐久性能好及施工方便等优势，外贴FRP板在工程结构加固中得到了广泛应用。试验及工程实践结果表明，仅仅将FRP板外贴在结构表面进行加固，常发生FRP剥离失效，同时由于二次受力等原因，导致加固效果非常有限，FRP的高强度特性不能充分发挥，属于被动加固。将体外预应力锚固技术与FRP加固技术相结合不仅可以充分发挥FRP材料的高强度特性，提高FRP的利用率，而且可以很好地解决FRP板端部剥离问题，改善加固效果，属于主动加固。常规的预应力FRP板加固技术大多采用正向张拉方法，需要在待加固梁两端设置张拉平台或者安装千斤顶挡板完成张拉工作，此方法需要较大的操作空间，导致实际加固长度减小，同时，在实际工程的运用中也会由于空间有限导致施工效果受到限制。公开号为CN106193643A的专利文件公开了一种加固钢梁及组合梁的预应力CFRP板张拉锚固装置，该锚固装置千斤顶位于张拉装置的外侧，能够减小施工空间，但该装置采用双千斤顶施工，在张拉过程中易产生两侧千斤顶用力不均致使张拉不均衡，导致施加的预应力难以达到预期效果；此外，该装置宽度较宽，构造较复杂，用钢量较大。
发明内容
发明目的：本发明的目的是提供一个能够对FRP板均衡施加预应力、节省施工空间的预应力FRP板反向张拉锚固组件，本发明的另一目的是提供该锚固组件的使用方法。
技术方案：本发明所述一种预应力FRP板反向张拉锚固组件，包括张拉端组件和固定端组件，张拉端组件包括张拉端台座、张拉端锚具、台座附加件、锚具附加件、反力顶板、张拉螺杆和穿心千斤顶，张拉端台座由底板和竖向顶板组成，且设有加强肋，张拉端台座和张拉端锚具通过固定螺杆连接，台座附加件固连在张拉端台座下方，锚具附加件固连在张拉端锚具下方，张拉螺杆依次穿过台座附加件、锚具附加件的中心，再穿过穿心千斤顶与反力顶板连接在一起，穿心千斤顶通过推动张拉端锚具和锚具附加件为FRP板施加预应力；固定端组件包括固定端台座、固定端锚具。
其中，穿心千斤顶为单支小型穿心液压千斤顶，张拉端台座的竖向顶板侧面开设有一组第一圆形孔道，在竖向顶板底面开有一组第一内螺纹孔，台座附加件开有与张拉端台座上的第一内螺纹孔相同直径的第一附加内螺纹孔；张拉端锚具由锚杯和楔形夹片组成，锚杯两侧对称开设有一对与张拉端台座上的第一圆形孔道对应的第二圆形孔道，在张拉端锚具底面开有一组第二内螺纹孔，在锚具附加件对应位置开有与张拉端锚具上的第二内螺纹孔相同直径的第二附加内螺纹孔；台座附加件中心开设有一个第一张拉孔道，锚具附加件中心开设有与台座附加件上的第一张拉孔道对应的滑动孔道，反力顶板中心设有与第一张拉孔道、滑动孔道对应的第二张拉孔道，张拉螺杆两端为螺纹段，中间为光滑段，利用第一反力螺母和第二反力螺母分别将两端与第一张拉孔道和第二张拉孔道固定，第一张拉孔道和第二张拉孔道为内螺纹孔道，张拉端台座上设有加强肋；固定端台座和固定端锚具通过固定端固定螺杆连接，固定端台座由固定端底板和固定端竖向顶板组成，且设有固定端加强肋，所述固定端锚具由固定端锚杯和固定端楔形夹片组成。
本发明所述的预应力FRP板反向张拉锚固组件的使用方法，包括以下步骤：
(S1)将张拉端台座和固定端台座固定在待加固梁上；
(S2)将台座附加件和锚具附加件固定在张拉端台座和张拉端锚具上；
(S3)将FRP板一端夹持在张拉端锚具内，另一端固定在固定端锚具中；
(S4)利用固定端固定螺杆将固定端锚具通过螺母与固定端台座固连，利用螺母将张拉端固定螺杆固定在张拉端锚具上，并将张拉端固定螺杆穿过张拉端台座，末端套上固定螺母；
(S5)将张拉螺杆穿过锚具附加件旋入台座附加件中，将穿心千斤顶和反力顶板固定在张拉螺杆上；
(S6)通过穿心千斤顶顶推锚具附加件带动张拉端锚具移动，对FRP板施加预拉力；
(S7)FRP板达到张拉设计值后，将张拉端固定螺杆末端固定螺母锁紧，穿心千斤顶停止供油，顶推力释放后取下台座附加件、锚具附加件、反力顶板和穿心千斤顶。
其中，步骤S1中张拉端台座和固定端台座通过高强螺栓、焊接或锚栓方式固定在待加固梁上。
有益效果：本发明与现有技术相比，其显著优点是：1、能够对FRP板施加均匀的张拉力，均匀地施加预应力；2、千斤顶位于锚具内侧，使得施工空间增大，在实际应用中便于使用；3、张拉锚具组件轻便，用钢量少。
附图说明
图1是本发明结构正视图；
图2是本发明结构仰视图；
图3是张拉端台座结构示意图；
图4是固定端台座结构示意图；
图5是张拉端锚具结构示意图；
图6是固定端锚具结构示意图；
图7是台座附加件结构示意图；
图8是锚具附加件结构示意图；
图9是反力顶板结构示意图；
图10是张拉完成后的FRP板和梁结构示意图。
具体实施方式
如图1～9所示，预应力FRP板的反向张拉锚固组件包括张拉端组件和固定端组件，张拉端组件包括张拉端台座2、张拉端锚具3、台座附加件4、锚具附加件5、反力顶板6、张拉螺杆8和穿心千斤顶9，张拉端台座2由底板2-1和竖向顶板2-2组成，还设有3道加强肋2-3，张拉端台座2的竖向顶板2-2侧面开设有一组第一圆形孔道，在竖向顶板2-2底面开有一组第一内螺纹孔，台座附加件4开有与张拉端台座2上的第一内螺纹孔相同直径的第一附加内螺纹孔，台座附加件4通过螺栓固连在张拉端台座2下方，张拉端锚具3由锚杯3-1和楔形夹片3-2组成，通过锚杯3-1和楔形夹片3-2间挤压产生的机械摩擦力夹持FRP板1，锚杯3-1两侧对称开设有一对与张拉端台座2上的第一圆形孔道对应的第二圆形孔道，在张拉端锚具3底面开有一组第二内螺纹孔，在锚具附加件5对应位置开有与张拉端锚具3上的第二内螺纹孔相同直径的第二附加内螺纹孔，张拉端台座2和张拉端锚具3通过张拉端固定螺杆7连接，并利用螺母固定相对位置，锚具附加件5通过螺栓固连在张拉端锚具3下方，台座附加件4中心开设有一个第一张拉孔道，锚具附加件5中心开设有与台座附加件4上的第一张拉孔道对应的滑动孔道，反力顶板6中心设有与第一张拉孔道、滑动孔道对应的第二张拉孔道，第一张拉孔道和第二张拉孔道为内螺纹孔道，张拉螺杆8的两端为螺纹段，中间为光滑段，张拉螺杆8依次穿过台座附加件4的第一张拉孔道、锚具附加件5的滑动孔道，再穿过穿心千斤顶9与反力顶板6的第二张拉孔道连接在一起，并利用第一反力螺母12和第二反力螺母13分别与第一张拉孔道和第二张拉孔道固定，穿心千斤顶9通过推动张拉端锚具3和锚具附加件5为FRP板1施加预应力，穿心千斤顶9为单支小型穿心液压千斤顶；固定端组件包括固定端台座10、固定端锚具11；
固定端台座10和固定端锚具11通过固定端固定螺杆15连接，并利用螺母进行相对位置固定，固定端锚具11由固定端锚杯11-1和固定端楔形夹片11-2组成，固定端台座10由固定端底板10-1和固定端竖向顶板10-2组成，且设有3道固定端加强肋10-3。
在使用时，先利用高强螺栓将张拉端台座2和固定端台座10固定在待加固的H型钢梁下翼缘，将台座附加件4和锚具附加件5利用螺栓分别固定在张拉端台座2和张拉端锚具3上，用楔形夹片3-2和固定端楔形夹片11-2将FRP板1两端分别楔入锚杯3-1和固定端锚杯11-1中，依靠机械摩擦力夹持FRP板1，利用固定端固定螺杆15将固定端锚具11通过螺母与固定端台座10固连，利用螺母将张拉端固定螺杆7固定在张拉端锚具3上，固定张拉端台座2和张拉端锚具3的相对位置，并将张拉端固定螺杆7穿过张拉端台座2，末端套上固定螺母14，将张拉螺杆8穿过锚具附加件5的滑动孔道旋入台座附加件4第一张拉孔道中，在台座附加件4外侧拧紧第一反力螺母12，然后将穿心千斤顶9和反力顶板6依次穿过张拉螺杆8，并在反力顶板6外侧拧紧第二反力螺母13，启动穿心千斤顶9，使其顶推锚具附加件5带动张拉端锚具3移动，对FRP板1施加预拉力，利用监测器监测施加的顶推力，当施加的顶推力使FRP板1达到张拉设计值时，将张拉端固定螺杆7末端固定螺母14锁紧，控制穿心千斤顶9使其停止供油，顶推力释放后取下台座附加件4、锚具附加件5、反力顶板6和穿心千斤顶9，张拉完成后的FRP板和梁结构示意图如图10所示。

Claims (1)

1.一种预应力FRP板反向张拉锚固组件，其特征在于，包括张拉端组件和固定端组件，所述张拉端组件包括张拉端台座(2)、张拉端锚具(3)、台座附加件(4)、锚具附加件(5)、反力顶板(6)、张拉螺杆(8)和穿心千斤顶(9)，所述张拉端台座(2)由底板(2-1)、加强肋(2-3)和竖向顶板(2-2)组成，所述张拉端台座(2)和张拉端锚具(3)通过张拉端固定螺杆(7)连接，所述台座附加件(4)固连在张拉端台座(2)下方，所述锚具附加件(5)固连在张拉端锚具(3)下方，所述张拉螺杆(8)依次穿过台座附加件(4)、锚具附加件(5)的中心，再穿过穿心千斤顶(9)与反力顶板(6)连接在一起，所述穿心千斤顶(9)通过推动张拉端锚具(3)和锚具附加件(5)为FRP板(1)施加预应力；所述固定端组件包括固定端台座(10)、固定端锚具(11)；
所述张拉端台座(2)的竖向顶板(2-2)侧面开设有一组第一圆形孔道，在竖向顶板(2-2)底面开有一组第一内螺纹孔，所述台座附加件(4)开有与张拉端台座(2)上的第一内螺纹孔相同直径的第一附加内螺纹孔；
所述张拉端锚具(3)由锚杯(3-1)和楔形夹片(3-2)组成，所述锚杯(3-1)两侧对称开设有一对与张拉端台座(2)上的第一圆形孔道对应的第二圆形孔道，在张拉端锚具(3)底面开有一组第二内螺纹孔，在锚具附加件(5)对应位置开有与张拉端锚具(3)上的第二内螺纹孔相同直径的第二附加内螺纹孔；
所述台座附加件(4)中心开设有一个第一张拉孔道，所述锚具附加件(5)中心开设有与台座附加件(4)上的第一张拉孔道对应的滑动孔道，所述反力顶板(6)中心设有与第一张拉孔道、滑动孔道对应的第二张拉孔道，所述张拉螺杆(8)的两端为螺纹段，中间为光滑段，并利用第一反力螺母(12)和第二反力螺母(13)分别与第一张拉孔道和第二张拉孔道固定；所述第一张拉孔道和第二张拉孔道为内螺纹孔道；
所述固定端台座(10)和固定端锚具(11)通过固定端固定螺杆(15)连接，所述固定端台座由固定端底板(10-1)、固定端加强肋(10-3)和固定端竖向顶板(10-2)组成，所述固定端锚具(11)由固定端锚杯(11-1)和固定端楔形夹片(11-2)组成。
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