CN111305588A - 一种高效率预应力碳纤维板锚固体系 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种高效率预应力碳纤维板锚固体系，包括通心板、上夹片、下夹片、张拉挡板、两根张拉螺杆、张拉支座和螺母，所述张拉支座通过化学锚栓固定于待加固结构上，所述通心板上设有贯通的斜面卡槽，所述上夹片和下夹片设于所述斜面卡槽内，所述上夹片和下夹片上具有与斜面卡槽相匹配的斜面，碳纤维板夹持在所述上夹片和下夹片之间。通过调节张拉螺杆两端的螺母即可对碳纤维板进行张拉，作业方便；通心板与上夹片和下夹片采用楔形构造，夹片内缩小，锚固效率高，可广泛用于建筑与桥梁结构承载力不足的预应力加固工程中。

Description

一种高效率预应力碳纤维板锚固体系
技术领域
本发明涉及建筑与桥梁结构工程预应力加固技术领域，具体是一种高效率预应力碳纤维板锚固体系。
背景技术
预应力碳纤维板作为一种提高建筑与桥梁结构体系自身强度及自稳能力的加固结构，具有施工方便、操作简单等优点，可约束现有建筑、桥梁构件裂缝的产生和发展，提高其承载能力和使用寿命，已在桥梁、建筑等工程中获得广泛应用。目前的技术方案主要存在以下缺陷与不足：(1)平板锚、波形锚等体系锚固效率系数低；(2)常用的楔形锚契合度低，楔形角度或大或小影响锚固效率系数且容易出现滑脱现象；楔形锚组装碳纤维板时，为了增加粘结力，都是先在夹片上涂结构胶后再进行组装，这里忽视了结构胶的耐久性能的问题，待一定时间后，胶水老化，预应力碳纤维板会在持续车辆荷载下出现滑脱，严重影响结构的安全性。
因此，为了解决上述问题，研制开发新型高效率预应力碳纤维板锚固体系已成为建筑与桥梁结构加固工程领域的重要课题。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的是提供了一种高效率预应力碳纤维板锚固体系，锚固效率系数高，易施工。
为达到上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高效率预应力碳纤维板锚固体系，包括通心板、上夹片、下夹片、张拉挡板、两根张拉螺杆、张拉支座和螺母，所述张拉支座通过化学锚栓固定于待加固结构上，所述张拉螺杆的两端分别穿设于所述张拉支座和张拉挡板的通孔内，所述螺母分别旋合在张拉螺杆的端部，所述通心板设于所述张拉挡板和张拉支座之间的位置，所述通心板上设有贯通的斜面卡槽，所述斜面卡槽的上内壁和下内壁都与水平面成角度设置，所述斜面卡槽上内壁和下内壁的间距从靠近张拉支座一侧向靠近张拉挡板一侧逐渐变小，所述上夹片和下夹片设于所述斜面卡槽内，所述上夹片和下夹片上具有与斜面卡槽相匹配的斜面，碳纤维板夹持在所述上夹片和下夹片之间。
本发明相较于现有技术，通过调节张拉螺杆两端的螺母即可对碳纤维板进行张拉，作业方便；通心板与上夹片和下夹片采用楔形构造，夹片内缩小，锚固效率高，可广泛用于建筑与桥梁结构承载力不足的预应力加固工程中。
进一步地，所述通心板的斜面卡槽的上内壁和下内壁与水平面的夹角为4°-5°。
采用上述优选的方案，便于楔紧夹片与碳纤维板，锚固效率系数高，不易滑脱。
进一步地，所述通心板斜面卡槽四周壁厚最薄处大于等于10mm。
采用上述优选的方案，确保组装后通心板不开裂。
进一步地，所述上夹片和下夹片厚度较薄一端的端部与碳板接触面边缘设有倒角，倒角面与水平面的夹角为1°-2°。
采用上述优选的方案，避免组装及张拉碳纤维板时夹片薄的一端端部将碳纤维板剪断。
进一步地，所述上夹片和下夹片与碳纤维板的接触表面粘涂有金刚砂，金刚砂的目数为100-200。
采用上述优选的方案，增加夹片与碳纤维板之间的摩擦力且不损伤碳纤维板。
进一步地，上夹片和下夹片在组装碳纤维板时夹片表面不涂结构胶。避免胶水老化后，预应力碳纤维板会在持续车辆荷载下出现滑脱。
进一步地，所述张拉挡板包括上挡板、下挡板、连接板和多个连接螺栓，所述上挡板和下挡板的中间设有碳纤维板让位槽，所述上挡板和下挡板的两端均各设有用于穿设张拉螺杆的半圆形孔槽，所述上挡板和下挡板的两端面分别设有两个端面螺纹孔，多个所述连接螺栓分别穿过所述连接板的通孔并锁付在所述上挡板和下挡板的端面螺纹孔内。
采用上述优选的方案，安装方便，且张拉挡板在张拉螺杆的上下侧是对称的，不会出现偏心受力，提高张拉效果。
进一步地，所述张拉支座上设有6个用于化学锚栓穿设的安装孔。
采用上述优选的方案，避免混凝土出现剪撬破坏，且方便施工。
进一步地，所述螺母与张拉支座之间以及螺母与张拉挡板之间都设有球形垫片和平垫片。
采用上述优选的方案，防止松脱，紧固效果好。
进一步地，在所述张拉挡板与通心板的接触面放置隔离柔性垫片。
采用上述优选的方案，避免金属材料长时间接触后产生磨损，影响结构安全。
进一步地，所述高效率预应力碳纤维板锚固体系分别夹持在碳纤维板的两端。
采用上述优选的方案，加固用的预应力碳纤维板体系两端均可进行张拉，方便在张拉过程中进行长度及位置调整。
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获得其他的附图。
图1是本发明的结构示意图；
图2是通心板和夹片配合的剖面图；
图3是下夹片的俯视图；
图4是下夹片的侧面视图；
图5是张拉挡板的俯视图；
图6是张拉挡板的侧面视图。
图中数字和字母所表示的相应部件的名称：
1-通心板；101-斜面卡槽；2-夹片；201-上夹片；202-下夹片；203-金刚砂；204-倒角；3-张拉挡板；301-上挡板；302-下挡板；303-连接板；304-连接螺栓；305-碳纤维板让位槽；306-半圆形孔槽；307-端面螺纹孔；4-张拉螺杆；5-张拉支座；6-螺母；7-平垫片；8-球形垫片；9-化学锚栓；10-碳纤维板；11-隔离柔性垫片。
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。
如图1、2所示，一种高效率预应力碳纤维板锚固体系，包括通心板1、夹片2、张拉挡板3、两根张拉螺杆4、张拉支座5和螺母6，张拉支座5通过化学锚栓9固定于待加固结构上，张拉螺杆4的两端分别穿设于张拉支座5和张拉挡板3的通孔内，螺母6分别旋合在张拉螺杆4的端部，通心板1设于张拉挡板3和张拉支座5之间的位置，通心板1上设有贯通的斜面卡槽101，斜面卡槽101的上内壁和下内壁都与水平面成角度设置，斜面卡槽101上内壁和下内壁的间距从靠近张拉支座一侧向靠近张拉挡板一侧逐渐变小，夹片2包括上夹片201和下夹片202，上夹片201和下夹片202设于斜面卡槽101内，上夹片201和下夹片202上具有与斜面卡槽101相匹配的斜面，碳纤维板10夹持在上夹片201和下夹片202之间。
采用上述技术方案的有益效果是：通过调节张拉螺杆两端的螺母即可对碳纤维板进行张拉，作业方便；通心板与上夹片和下夹片采用楔形构造，夹片内缩小，锚固效率高，可广泛用于建筑与桥梁结构承载力不足的预应力加固工程中。
本申请的施工方法：根据施工现场确定的碳纤维板10长度，在工厂预制后将预应力碳纤维板用于现场施工。在加固结构体底面进行定位钻孔、植化学锚栓9并安装张拉支座5，进行预应力碳纤维板10的张拉，张拉后采用碳板胶将碳纤维板的中间段固定在加固结构体表面，并进行成品保护。
在本发明的另一些实施方式中，通心板的斜面卡槽101的上内壁和下内壁与水平面的夹角为4°-5°，上夹片201的上表面与水平面的夹角为也相应设为4°-5°，下夹片202的下表面与水平面的夹角为也相应设为4°-5°。采用上述技术方案的有益效果是：便于楔紧夹片与碳纤维板，锚固效率系数高，不易滑脱。
在本发明的另一些实施方式中，通心板斜面卡槽101四周壁厚最薄处大于等于10mm。采用上述技术方案的有益效果是：确保组装后通心板不开裂。
如图4所示，在本发明的另一些实施方式中，上夹片201和下夹片202厚度较薄一端的端部与碳纤维板10接触面边缘设有倒角204，倒角面与水平面的夹角为1°-2°。采用上述技术方案的有益效果是：避免组装及张拉碳纤维板时夹片薄的一端端部将碳纤维板剪断。
如图3所示，在本发明的另一些实施方式中，上夹片和下夹片与碳纤维板的接触表面粘涂有金刚砂203，金刚砂的目数为100-200。采用上述技术方案的有益效果是：增加夹片与碳纤维板之间的摩擦力且不损伤碳纤维板。
在另一种更优的实施方式中，上夹片和下夹片的金刚砂粘涂表面设置多个金刚砂涂覆区，从夹片厚度较厚一侧向厚度较薄一侧，各个金刚砂涂覆区的涂覆密度依次变大。这样各个涂覆区与碳纤维板之间产生的压印结构不同，即使发生短距离滑痕，在密度较小区域产生滑痕的碳纤维板部进入到密度较大区域时仍能保持稳定的摩擦力，提升了夹片对碳纤维板的夹持稳定性。
在本发明的另一些实施方式中，上夹片和下夹片在组装碳纤维板时夹片表面不涂结构胶。避免胶水老化后，预应力碳纤维板会在持续车辆荷载下出现滑脱。
如图5、6所示，在本发明的另一些实施方式中，张拉挡板3包括上挡板301、下挡板302、连接板303和多个连接螺栓304，上挡板301和下挡板302的中间设有碳纤维板让位槽305，上挡板301和下挡板302的两端均各设有用于穿设张拉螺杆4的半圆形孔槽306，上挡板301和下挡板302的两端面分别设有两个端面螺纹孔307，多个连接螺栓304分别穿过连接板的通孔并锁付在上挡板和下挡板的端面螺纹孔307内。采用上述技术方案的有益效果是：安装方便，且张拉挡板在张拉螺杆的上下侧是对称的，不会出现偏心受力，提高张拉效果。
如图1所示，在本发明的另一些实施方式中，张拉支座5上设有6个用于化学锚栓9穿设的安装孔。采用上述技术方案的有益效果是：孔间距合理，满足验算要求，避免混凝土出现剪撬破坏，且方便施工。
如图1所示，在本发明的另一些实施方式中，螺母6与张拉支座5之间以及螺母6与张拉挡板3之间都设有球形垫片8和平垫片7。采用上述技术方案的有益效果是：防止松脱，紧固效果好。
在本发明的另一些实施方式中，高效率预应力碳纤维板锚固体系分别夹持在碳纤维板的两端。采用上述技术方案的有益效果是：加固用的预应力碳纤维板体系两端均可进行张拉，方便在张拉过程中进行长度及位置调整。
在本发明的另一些实施方式中，在张拉挡板3与通心板1的接触面放置隔离柔性垫片11。采用上述技术方案的有益效果是：避免金属材料长时间接触后产生磨损，影响结构安全。
在本发明的另一些实施方式中，通心板1与夹片2的材料为40Cr钢。采用上述技术方案的有益效果是：强度高，稳定性好。
在本发明的另一些实施方式中，夹片2组装到通心板1后，夹片2的外露量为3-5mm，在预应力碳纤维板张拉后夹片会存在一定的内缩，方便观察记录内缩值。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让本领域普通技术人员能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种高效率预应力碳纤维板锚固体系，其特征在于，包括通心板、上夹片、下夹片、张拉挡板、两根张拉螺杆、张拉支座和螺母，所述张拉支座通过化学锚栓固定于待加固结构上，所述张拉螺杆的两端分别穿设于所述张拉支座和张拉挡板的通孔内，所述螺母分别旋合在张拉螺杆的端部，所述通心板设于所述张拉挡板和张拉支座之间的位置，所述通心板上设有贯通的斜面卡槽，所述斜面卡槽的上内壁和下内壁都与水平面成角度设置，所述斜面卡槽上内壁和下内壁的间距从靠近张拉支座一侧向靠近张拉挡板一侧逐渐变小，所述上夹片和下夹片设于所述斜面卡槽内，所述上夹片和下夹片上具有与斜面卡槽相匹配的斜面，碳纤维板夹持在所述上夹片和下夹片之间。
2.根据权利要求1所述的高效率预应力碳纤维板锚固体系，其特征在于，所述通心板的斜面卡槽的上内壁和下内壁与水平面的夹角为4°-5°。
3.根据权利要求2所述的高效率预应力碳纤维板锚固体系，其特征在于，所述通心板斜面卡槽四周壁厚最薄处大于等于10mm。
4.根据权利要求1所述的高效率预应力碳纤维板锚固体系，其特征在于，所述上夹片和下夹片厚度较薄一端的端部与碳板接触面边缘设有倒角，倒角面与水平面的夹角为1°-2°。
5.根据权利要求4所述的高效率预应力碳纤维板锚固体系，其特征在于，所述上夹片和下夹片与碳纤维板的接触表面粘涂有金刚砂，金刚砂的目数为100-200。
6.根据权利要求1所述的高效率预应力碳纤维板锚固体系，其特征在于，所述张拉挡板包括上挡板、下挡板、连接板和多个连接螺栓，所述上挡板和下挡板的中间设有碳纤维板让位槽，所述上挡板和下挡板的两端均各设有用于穿设张拉螺杆的半圆形孔槽，所述上挡板和下挡板的两端面分别设有两个端面螺纹孔，多个所述连接螺栓分别穿过所述连接板的通孔并锁付在所述上挡板和下挡板的端面螺纹孔内。
7.根据权利要求1所述的高效率预应力碳纤维板锚固体系，其特征在于，所述张拉支座上设有6个用于化学锚栓穿设的安装孔。
8.根据权利要求1所述的高效率预应力碳纤维板锚固体系，其特征在于，所述螺母与张拉支座之间以及螺母与张拉挡板之间都设有球形垫片和平垫片。
9.根据权利要求1所述的高效率预应力碳纤维板锚固体系，其特征在于，在所述张拉挡板与通心板的接触面放置隔离柔性垫片。
10.根据权利要求1所述的高效率预应力碳纤维板锚固体系，其特征在于，所述高效率预应力碳纤维板锚固体系分别夹持在碳纤维板的两端。
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