CN111749492B - 一种预应力cfrp板加固梁的张拉锚固装置及其使用方法 - Google Patents

一种预应力cfrp板加固梁的张拉锚固装置及其使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种预应力CFRP板加固梁的张拉锚固装置及其使用方法，包括CFRP板、锚固组件和张拉组件；张拉组件包括张拉滑膛、第二夹具、固定板以及张拉机构；伸缩板与第二夹具两者接触面上设置有朝向相反的锯齿。本发明将两组固定夹持在CFRP板两端的夹具安装在两组滑膛内进行预应力的施加，可防止张紧力偏心，并通过伸缩板与第二夹具两者之间的锯齿相互配合实现了施加完预应力后CFPR板的自锁，限制CFPR板的回缩。通过夹具对CFPR板进行机械夹持，锚固效率高、质量性能稳定，可充分发挥CFRP板的高强性能。施加完预应力后即可拆除千斤顶，一体化设计、简便操作过程，提高了工作效率。

Description

一种预应力CFRP板加固梁的张拉锚固装置及其使用方法
技术领域
本发明涉及梁张拉锚固技术领域，特别是涉及一种预应力CFRP板加固梁的张拉锚固装置及其使用方法。
背景技术
大量工民用建筑、交通桥梁等工程结构的混凝土梁，由于环境侵蚀、材料老化、结构功能发生改变致使其可以承受的载荷发生变化，自然灾害与人文灾害的发生而导致承载力不足或产生开裂等，存在着非常大的安全隐患，因此对其加固修复十分必要。
CFPR(碳纤维)板是一种新型的加固材料，随着预应力技术的不断成熟，利用预应力CFRP板加固现役混凝土结构已经得到广泛应用，提高了建筑的抗弯及抗剪强度，进一步加强了结构抗震性及安全性。现有的张拉装置多为通过螺栓连接起来，缺少一体化的张拉装置，且在施加完预应力后还需使用限制装置来限制夹片的回缩，结构复杂、安装复杂、工作效率低。
发明内容
本发明的目的是提供一种预应力CFRP板加固梁的张拉锚固装置及其使用方法，以解决上述现有技术存在的问题，一体化设计、操作方便，通过结构之间的相互配合实现了施加完预应力后的自锁，限制CFPR板的回缩。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种预应力CFRP板加固梁的张拉锚固装置，包括CFRP板、设置在所述CFRP板两端的锚固组件和张拉组件；所述锚固组件包括与待加固梁固定连接的锚固滑膛、固定夹持在所述CFRP板一端的第一夹具以及设置在所述锚固滑膛一端的限位挡板；
所述张拉组件包括与待加固梁固定连接的张拉滑膛、固定夹持在所述CFRP板另一端的第二夹具、设置在所述张拉滑膛一端的固定板以及张拉机构，所述张拉机构设置在第二夹具和固定板之间；所述张拉滑膛内壁上开设有空腔，所述空腔内部设置有伸缩板，所述伸缩板与所述空腔底部设置有若干弹簧，所述伸缩板与第二夹具两者接触面上设置有朝向相反的锯齿，所述伸缩板限制第二夹具向第一夹具方向运动。
优选的，所述锚固滑膛、张拉滑膛分别通过锁紧螺母与待加固梁固定连接；所述限位挡板与锚固滑膛通过螺栓固定连接，所述固定板与张拉滑膛通过螺栓固定连接。
优选的，所述第一夹具包括用于夹持CFRP板的上夹板和下夹板，所述上夹板和下夹板两者的相对面均设置有波形齿，所述上夹板、下夹板分别与CFRP板的接触面均涂抹有金刚砂，所述上夹板和下夹板通过螺栓固定连接。
优选的，所述锚固滑膛的膛线位置为凸形凹槽，所述上夹板的上部设置有与所述锚固滑膛的凸形凹槽上端相适配的凸块，所述下夹板、CFRP板以及上夹板的下部固定连接后形成的一体插接在锚固滑膛的凸形凹槽下方。
优选的，所述第二夹具包括用于夹持CFRP板的上波形齿板和下波形齿板，所述上波形齿板和下波形齿板两者的相对面均设置有波形齿，所述上波形齿板、下波形齿板分别与CFRP板的接触面均涂抹有金刚砂，所述上波形齿板和下波形齿板通过螺栓固定连接。
优选的，所述张拉滑膛的膛线位置为凸形凹槽，所述上波形齿板的上部设置有凸起，所述下波形齿板、CFRP板以及上波形齿板的下部固定连接后形成的一体结构插接在张拉滑膛的凸形凹槽的下方；第二夹具上的锯齿设置在凸起上。
优选的，所述张拉机构为千斤顶，所述凸起上设置有固定块，所述千斤顶设置在固定块和固定板之间。
优选的，所述伸缩板内部设置有若干个弹簧孔，所述弹簧布置在伸缩板的弹簧孔内，在正常状态下伸缩板的锯齿端伸出空腔。
一种预应力CFRP板加固梁的张拉锚固实验方法，具体步骤包括：
步骤1.将锚固滑膛和张拉滑膛分别安装在待加固梁的两端；
步骤2.利用第一夹具和与第二夹具分别夹持住CFRP板的两端，将夹具与CFRP板固定连接；
步骤3.将第一夹具插入到锚固滑膛内，将限位挡板固定在锚固滑膛的侧面上；
步骤4.将弹簧放入伸缩板的底部，将伸缩板放入张拉滑膛的空腔内，伸缩板在弹簧和外力的作用下可以在空腔内运动；
步骤5.将夹持有CFRP板的第二夹具插入到张拉滑膛内，将固定板固定在张拉滑膛的侧面上；
步骤6.将张拉机构放置到第二夹具和固定板之间，利用张拉机构推动第二夹具移动，对CFRP板进行张拉，当达到目标预应力后，伸缩板与第二夹具两者之间的锯齿相卡扣，将张拉机构从张拉组件中拆除。
本发明公开了以下技术效果：
本发明将两组固定夹持在CFRP板两端的夹具安装在两组滑膛内进行预应力的施加，可防止张紧力偏心，并通过伸缩板与第二夹具两者之间的锯齿相互配合实现了施加完预应力后CFPR板的自锁，限制CFPR板的回缩，从而提高了装置的稳定性。通过夹具对CFPR板进行机械夹持，锚固效率高、质量性能稳定，可充分发挥CFRP板的高强性能。施加完预应力后即可拆除千斤顶，一体化设计、简便操作过程，提高了工作效率。
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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明张拉锚固装置的结构示意图；
图2为本发明第二夹具的结构示意图；
图3为本发明第一夹具的结构示意图；
图4为本发明锚固滑膛的结构示意图；
图5为本发明张拉滑膛的结构示意图；
图6为本发明伸缩板结构示意图；
图7为本发明伸缩板另一视角结构示意图；
图8为本发明固定板结构示意图；
图9为本发明限位挡板结构示意图；
图10为本发明伸缩板上的锯齿结构示意图；
图11为本发明上波形齿板上的锯齿结构示意图。
其中，1为待加固梁，2为CFRP板，3为锚固滑膛，4为第一夹具，41为上夹板，42为下夹板，43为凸块，5为限位挡板，6为张拉滑膛，8为固定板，9为第二夹具，91为上波形齿板，92为下波形齿板，93为凸起，94为固定块，10为张拉机构，11为空腔，12为伸缩板。
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做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。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
参照图1-11，本发明提供一种预应力CFRP板加固梁的张拉锚固装置，包括CFRP板2、设置在CFRP板2两端的锚固组件和张拉组件。
锚固组件包括与待加固梁1固定连接的锚固滑膛3、固定夹持在CFRP板2一端的第一夹具4以及设置在锚固滑膛3一端的限位挡板5；锚固滑膛3通过锁紧螺母与待加固梁1固定连接；限位挡板5与锚固滑膛3通过螺栓固定连接。第一夹具4包括用于夹持CFRP板2的上夹板41和下夹板42，上夹板41和下夹板42两者的相对面均设置有波形齿，上夹板41、下夹板42分别与CFRP板2的接触面均涂抹有金刚砂，上夹板41和下夹板42通过螺栓固定连接。锚固滑膛3的膛线位置为凸形凹槽，上夹板41的上部设置有与锚固滑膛3的凸形凹槽上端相适配的凸块43，下夹板42、CFRP板2以及上夹板41的下部固定连接后形成的一体插接在锚固滑膛3的凸形凹槽下方。通过上夹板41和下夹板42对CFRP板2进行固定夹持，并通过限位挡板5防止第一夹具4滑出锚固滑膛3，从而实现了CFRP板2一端的锚固。
张拉组件包括与待加固梁1固定连接的张拉滑膛6、固定夹持在CFRP板2另一端的第二夹具9、设置在张拉滑膛6一端的固定板8以及张拉机构10，张拉滑膛6通过锁紧螺母与待加固梁1固定连接，固定板8与张拉滑膛6通过螺栓固定连接。张拉机构10为千斤顶，凸起93上设置有固定块94，千斤顶设置在固定块94和固定板8之间。张拉滑膛6内壁上开设有空腔11，空腔11内部设置有伸缩板12，伸缩板12与空腔11底部设置有若干弹簧，伸缩板12与第二夹具9两者接触面上设置有朝向相反的锯齿，伸缩板12限制第二夹具9向第一夹具4方向运动。伸缩板12内部设置有若干个孔，弹簧布置在伸缩板12的弹簧孔内，在正常状态下伸缩板12的锯齿端伸出空腔11。
第二夹具9包括用于夹持CFRP板2的上波形齿板91和下波形齿板92，上波形齿板91和下波形齿板92两者的相对面均设置有波形齿，上波形齿板91、下波形齿板92分别与CFRP板2的接触面均涂抹有金刚砂，上波形齿板91和下波形齿板92通过螺栓固定连接。张拉滑膛6的膛线位置为凸形凹槽，上波形齿板91的上部设置有凸起93，下波形齿板92、CFRP板2以及上波形齿板91的下部固定连接后形成的一体结构插接在张拉滑膛6的凸形凹槽的下方；第二夹具9上的锯齿设置在凸起93上。通过上波形齿板91和下波形齿板92对CFRP板2进行固定夹持，并通过固定板8防止第二夹具9滑出张拉滑膛6，通过千斤顶对CFRP板2施加预应力，并通过伸缩板12与第二夹具9两者之间的锯齿相卡扣，实现第二夹具9的自锁，从而使CFRP板2自锁，实现CFRP板2的张拉锚固。
一种预应力CFRP板加固梁的张拉锚固实验方法，基于上述的预应力CFRP板加固混凝土梁的张拉锚固装置，具体步骤包括：
步骤1，利用锁紧螺母将锚固滑膛3和张拉滑膛6分别安装在待加固梁1的两端。
步骤2，利用第一夹具4和与第二夹具9分别夹持住CFRP板2的两端，通过螺栓将夹具与CFRP板2固定。
步骤3，将第一夹具4插入到锚固滑膛3内，将限位挡板5固定在锚固滑膛3的侧面上。
步骤4，将弹簧放入伸缩板12的弹簧孔内，将伸缩板12放入张拉滑膛6的空腔11内，伸缩板12在弹簧和外力的作用下可以在空腔11内运动；
步骤5，将夹持有CFRP板2的第二夹具9插入到张拉滑膛6内，将固定板8固定在张拉滑膛6的侧面上；
步骤6，利用张拉机构10推动第二夹具9的固定块94，对CFRP板2进行张拉，由于第二夹具9上的锯齿与伸缩板12上的锯齿朝向相反，第二夹具9仅可以沿伸缩板12的单向运动，当达到目标预应力后，将张拉机构10从张拉组件中拆除，伸缩板12与第二夹具9两者之间的锯齿相卡扣，实现第二夹具9的自锁，从而使CFRP板2自锁，实现CFRP板2的张拉锚固。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (7)

1.一种预应力CFRP板加固梁的张拉锚固装置，其特征在于：包括CFRP板(2)、设置在所述CFRP板(2)两端的锚固组件和张拉组件；所述锚固组件包括与待加固梁(1)固定连接的锚固滑膛(3)、固定夹持在所述CFRP板(2)一端的第一夹具(4)以及设置在所述锚固滑膛(3)一端的限位挡板(5)；
所述张拉组件包括与待加固梁(1)固定连接的张拉滑膛(6)、固定夹持在所述CFRP板(2)另一端的第二夹具(9)、设置在所述张拉滑膛(6)一端的固定板(8)以及张拉机构(10)，所述张拉机构(10)设置在第二夹具(9)和固定板(8)之间；所述张拉滑膛(6)内壁上开设有空腔(11)，所述空腔(11)内部设置有伸缩板(12)，所述伸缩板(12)与所述空腔(11)底部设置有若干弹簧，所述伸缩板(12)与第二夹具(9)两者接触面上设置有朝向相反的锯齿，所述伸缩板(12)限制第二夹具(9)向第一夹具(4)方向运动；
所述第一夹具(4)包括用于夹持CFRP板(2)的上夹板(41)和下夹板(42)，所述锚固滑膛(3)的膛线位置为凸形凹槽，所述上夹板(41)的上部设置有与所述锚固滑膛(3)的凸形凹槽上端相适配的凸块(43)，所述下夹板(42)、CFRP板(2)以及上夹板(41)的下部固定连接后形成的一体插接在锚固滑膛(3)的凸形凹槽下方；
所述第二夹具(9)包括用于夹持CFRP板(2)的上波形齿板(91)和下波形齿板(92)，所述张拉滑膛(6)的膛线位置为凸形凹槽，所述上波形齿板(91)的上部设置有凸起(93)，所述下波形齿板(92)、CFRP板(2)以及上波形齿板(91)的下部固定连接后形成的一体结构插接在张拉滑膛(6)的凸形凹槽的下方；第二夹具(9)上的锯齿设置在凸起(93)上。
2.根据权利要求1所述的一种预应力CFRP板加固梁的张拉锚固装置，其特征在于：所述锚固滑膛(3)、张拉滑膛(6)分别通过锁紧螺母与待加固梁(1)固定连接；所述限位挡板(5)与锚固滑膛(3)通过螺栓固定连接，所述固定板(8)与张拉滑膛(6)通过螺栓固定连接。
3.根据权利要求1所述的一种预应力CFRP板加固梁的张拉锚固装置，其特征在于：所述上夹板(41)和下夹板(42)两者的相对面均设置有波形齿，所述上夹板(41)、下夹板(42)分别与CFRP板(2)的接触面均涂抹有金刚砂，所述上夹板(41)和下夹板(42)通过螺栓固定连接。
4.根据权利要求1所述的一种预应力CFRP板加固梁的张拉锚固装置，其特征在于：所述上波形齿板(91)和下波形齿板(92)两者的相对面均设置有波形齿，所述上波形齿板(91)、下波形齿板(92)分别与CFRP板(2)的接触面均涂抹有金刚砂，所述上波形齿板(91)和下波形齿板(92)通过螺栓固定连接。
5.根据权利要求4所述的一种预应力CFRP板加固梁的张拉锚固装置，其特征在于：所述张拉机构(10)为千斤顶，所述凸起(93)上设置有固定块(94)，所述千斤顶设置在固定块(94)和固定板(8)之间。
6.根据权利要求1所述的一种预应力CFRP板加固梁的张拉锚固装置，其特征在于：所述伸缩板(12)内部设置有若干个弹簧孔，所述弹簧布置在伸缩板(12)的弹簧孔内，在正常状态下伸缩板(12)的锯齿端伸出空腔(11)。
7.一种预应力CFRP板加固梁的张拉锚固实验方法，基于权利要求1-6任一项所述张拉锚固装置，具体步骤包括：
步骤1.将锚固滑膛(3)和张拉滑膛(6)分别安装在待加固梁(1)的两端；
步骤2.利用第一夹具(4)和与第二夹具(9)分别夹持住CFRP板(2)的两端，将夹具与CFRP板(2)固定连接；
步骤3.将第一夹具(4)插入到锚固滑膛(3)内，将限位挡板(5)固定在锚固滑膛(3)的侧面上；
步骤4.将弹簧放入伸缩板(12)的底部，将伸缩板(12)放入张拉滑膛(6)的空腔(11)内，伸缩板(12)在弹簧和外力的作用下可以在空腔(11)内运动；
步骤5.将夹持有CFRP板(2)的第二夹具(9)插入到张拉滑膛(6)内，将固定板(8)固定在张拉滑膛(6)的侧面上；
步骤6.将张拉机构(10)放置到第二夹具(9)和固定板(8)之间，利用张拉机构(10)推动第二夹具(9)移动，对CFRP板(2)进行张拉，当达到目标预应力后，伸缩板(12)与第二夹具(9)两者之间的锯齿相卡扣，将张拉机构(10)从张拉组件中拆除。
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