CN111794519A - 一种trc预应力实施装置及其加固rc构件施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种TRC预应力实施装置及其加固RC构件施工方法，包括锚固机构、张拉机构、分层定位机构和纤维网夹具；锚固机构包括锚固横档一、对中机构一和自锁盒一；张拉机构包括锚固横档二、对中机构二、自锁盒二和张拉驱动组件；纤维网夹具呈楔形，包括可拆卸连接的夹具盖板和夹具底板；分层定位机构有多个，均匀布设在锚固机构和张拉机构之间，用于将多层纤维网中的每层纤维网形成等距分布。本发明能在施工现场不借助大型复杂设备完成对多层纤维网的预应力施加，实现预应力TRC加固RC构件，整个实施装置简单、工序流程简洁、施工便利且易于推广，在工程加固领域具有较好的应用前景和经济价值。

Description

一种TRC预应力实施装置及其加固RC构件施工方法

技术领域

本发明涉及结构加固施工技术领域，特别是一种TRC预应力实施装置及其加固RC构件施工方法。

背景技术

FRP加固修补结构技术是继加大混凝土截面、粘钢之后的又一种新型的结构加固技术。通过在构件表面、包裹、粘贴FRP，从而实现对结构的加固。与传统的加大混凝土截面或粘钢混凝土补强相比，FRP加固技术具有节省空间，施工简便，不需要现场固定设施，施工质量易保证，基本不增加结构尺寸及自重，耐腐蚀、耐久性能好等特点。因此，FRP加固技术备受青睐和关注。但FRP加固通常需要使用有机树脂胶作为黏结剂，而树脂胶的抗老化、耐高温及潮湿环境下的适应性都较差，这限制了该加固方法的应用范围。而织物增强混凝土(Textile Reinforced Concrete，简称TRC)是在碳纤维加固技术基础上研究出来的一种新型复合加固材料，由高性能细骨料混凝土与多轴耐碱纤维网，如碳纤维、耐碱玻璃纤维等结合而成的新型复合材料组成。TRC具有以下特点：TRC薄壁轻质高强，由于其采用的纤维束直径很小且耐腐蚀，没有混凝土保护层厚度的要求，只需满足黏结锚固要求即可，因此整个单元可以做成10～20mm很薄的一层。TRC与待加固结构间具有良好的相容性，修复时可以填补构件表面的裂缝，减少构件表面的缺陷；其所采用的水泥基材料具有耐火耐高温、抗老化及适宜用于潮湿混凝土表面等特点，使得TRC材料具有良好加固效果和适用性。

然而，现有的已有形变构件上粘贴碳纤维布(网)以及TRC加固技术，存在着加固层与被加固构件间具有应变差的现象，从而造成应力滞后的问题。以加固钢筋混凝土板为例，由于被加固RC板的钢筋与纤维复合材料加固层存在应力滞后，导致加固板破坏时纤维复合材料加固层的应变发展不大，纤维复合材料的抗拉强度没有得到充分发挥。

针对此问题，一些学者研究并公开了一些发明专利或实用新型。

中国专利CN205476518U公开了一种预应力碳纤维张拉装置，包括锚固机架、张拉机构和施力装置，碳纤维布固定设置在张拉机构上，施力装置通过张拉机构对碳纤维布施加预应力，并在张拉完毕后的碳纤维布表面涂上胶层。

不足的是，碳纤维布进行预应力张拉后通常不能紧贴待加固构件的表面，尽管通过涂抹有机树脂胶可以固定纤维布，但树脂胶的抗高温、抗老化及潮湿混凝土表面的适应性均较差，而且树脂胶层的厚度和均匀性会导致二者界面处的应力分布不均匀，影响加固效果；此外，碳纤维布的预应力施加装置在完成加固后必须始终保持有效且不能拆除，否则会因界面粘结问题导致纤维布的出现严重的预应力损失严重，影响加固效果。

专利CN105350790A公开了一种预制预应力TRC板加固钢筋混凝土板的方法，将预制预应力TRC薄板贴于钢筋混凝土表面，目的在于充分发挥TRC材料的抗拉性能，但该方法存在以下两点不足：(1)预应力施加在预制TRC板上，只有当待加固构件产生较大的变形时，加固层才可发挥其加固作用，并不能恢复原构件服役过程产生的形变，加固效果不明显；(2)预制TRC板厚度较小，无法进行凿糙处理，因此实施过程中难以保证加固层与原构件间的粘结质量，二者的协同受力无法保证，易在二者粘结面处发生破坏。

因此，有必要发明一种构造简洁、操作简单且能有效地给纤维网施加预应力的预应力TRC实施装置。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种TRC预应力实施装置及其加固RC构件施工方法，该TRC预应力实施装置及其加固RC构件施工方法能在施工现场不借助大型复杂设备即可完成对多层纤维网的预应力施加，实现预应力TRC加固RC构件，整个实施装置简单、工序流程简洁、施工便利且易于推广。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种TRC预应力实施装置，包括锚固机构、张拉机构、分层定位机构和纤维网夹具。

锚固机构和张拉机构分别安装在待加固RC构件的两端。

锚固机构包括锚固横档一、对中机构一和自锁盒一。

锚固横档一固定安装在待加固RC构件的一端表面。自锁盒一包括可拆卸连接的自锁盒底板一和自锁盒盖板一。自锁盒底板一的外侧端通过对中机构一与锚固横档一相连接，并能沿着待加固RC构件的长度方向滑移。

张拉机构包括锚固横档二、对中机构二、自锁盒二和张拉驱动组件。

锚固横档二固定安装在待加固RC构件的另一端表面。自锁盒二包括可拆卸连接的自锁盒底板二和自锁盒盖板二。自锁盒底板二的外侧端与对中机构二相铰接，对中机构二的另一端从锚固横档二中伸出，与张拉驱动组件相连接。自锁盒底板二能在张拉驱动组件的驱动下沿着待加固RC构件的长度方向滑移。

纤维网夹具包括锚固端夹具和张拉端夹具。锚固端夹具放置在自锁盒一内，张拉端夹具放置在自锁盒二内。多层纤维网的一端装夹在锚固端夹具中，多层纤维网的另一端装夹在张拉端夹具中。

锚固端夹具和张拉端夹具均呈楔形，均包括可拆卸连接的夹具盖板和夹具底板。

分层定位机构有多个，均匀布设在锚固机构和张拉机构之间，用于将多层纤维网中的每层纤维网形成等距分布。

张拉驱动组件包括传力螺杆、移动横档和千斤顶。传力螺杆的一端与对中机构二相连接，另一端安装有移动横档。千斤顶安装在锚固横档二和移动横档之间。

对中机构一和对中机构二均为Y型联动杆，Y型联动杆的总枝末端安装铰球，分别与自锁盒底板一或自锁盒底板二相铰接。Y型联动杆的两个枝杈末端均为螺纹杆。其中，对中机构二中的Y型联动杆为Y型联动杆二。

传力螺杆有两根，分别与Y型联动杆二的两根螺纹杆一体设置。

锚固横档二两侧的每根螺纹杆或每根传力螺杆上均各安装有一个固定螺母。移动横档螺纹连接在两根传力螺杆的自由端，移动横档外侧的每根传力螺杆上各安装一个固定螺母。

每个分层定位机构均包括两根定位柱和若干根分层滚轴。两根定位柱均竖向设置在多层纤维网的两侧，分层滚轴的数量大于多层纤维网的分层层数，若干根分层滚轴沿高度方向均匀布设在两根定位柱之间。

每根分层滚轴的两端各设置一个长度能伸缩的弹簧轴，弹簧轴的末端插设在对应端的定位柱中。

夹具盖板和夹具底板的内表面设置有相互啮合的凸凹齿，夹具盖板和夹具底板与多层纤维网的接触面间均设置有波浪形的塑料垫。

一种使用TRC预应力实施装置加固RC构件的施工方法，包括如下步骤。

步骤1，在待加固RC构件上安装TRC预应力实施装置。

步骤2，多层纤维网装夹，具体包括如下步骤：

步骤21，多层纤维网定位分层：将裁剪好的多层纤维网分别穿过各层分层滚轴，使多层纤维网之间的层矩相等。

步骤22，多层纤维网两端固定：将步骤21分层完成的，多层纤维网的一端使用锚固端夹具进行固定，另一端使用张拉端夹具进行固定。

步骤23，多层纤维网装夹：将锚固端夹具放置在自锁盒一中的自锁盒底板中，将张拉端夹具放在自锁盒二中的自锁盒底板中。安装并固定自锁盒盖板一和自锁盒盖板二，多层纤维网装夹完成。其中，自锁盒底板一的外侧端通过对中机构一与锚固横档一相连接，并能沿着待加固RC构件的长度方向滑移。自锁盒底板二的外侧端与对中机构二相铰接，对中机构二的另一端从锚固横档二中伸出，与张拉驱动组件相连接。

步骤3，多层纤维网预应力张拉，包括如下步骤：

步骤31，预应力张拉：位于锚固横档二与移动横档之间的千斤顶，顶升，对多层纤维网实施张拉。张拉过程中，实时记录顶升距离。

步骤32：预应力固定：当多层纤维网张拉到预定的顶升距离后，使用固定螺母将锚固横档二和移动横档在传力螺杆上的位置进行限定。

步骤4，浇筑混凝土：支设模板，在模板内沿梁纵向浇筑(或涂抹)细骨料混凝土砂浆，使锚固机构和张拉机构之间的多层纤维网埋设在内并密实，再养护，形成预应力TRC加固层。

步骤5，拆卸模板、千斤顶、移动横档以及定位柱，完成对RC构件的加固。

步骤1中，在待加固RC构件上安装TRC预应力实施装置的方法，包括如下步骤：

步骤11：在待加固RC构件表面测量放线，确定加固区域，探测待加固RC构件内的钢筋位置。

步骤12：清除待加固RC构件表面杂质，修补，找平并打磨成毛面，保持干燥状态。

步骤13，安装锚固机构：在步骤11确定的加固区域的一端，安装锚固横档一和纵向滑动辊道一。其中，锚固横档一和纵向滑动辊道一安装使用的螺钉，需避让步骤11探测出的钢筋位置。然后，将自锁盒底板一滑动安装在纵向滑动辊道一上。对中机构一为Y型联动杆一。Y型联动杆一中总枝末端的铰铰球接在自锁盒底板一上，Y型联动杆一的两个枝杈末端连接在锚固横档一上。

步骤14，安装张拉机构：在步骤11确定的加固区域的另一端，安装锚固横档二和纵向滑动辊道二。其中，锚固横档二和纵向滑动辊道二安装使用的螺钉，也需避让步骤11探测出的钢筋位置。然后，将自锁盒底板二滑动安装在纵向滑动辊道二上。对中机构二为Y型联动杆二。Y型联动杆二的两个枝杈末端为两根传力螺杆，分别从锚固横档二中穿出。Y型联动杆二中总枝末端的铰铰球接在自锁盒底板二上。

步骤15，安装张拉驱动组件：张拉驱动组件包括千斤顶和移动横档。移动横档套装在两根传力螺杆的末端。千斤顶安装在锚固横档二和移动横档之间。

步骤16，安装分层定位机构：在靠近锚固机构与张拉机构的两端各安装一个分层定位机构，并沿多层纤维网的长度方向，按设定间距装多个分层定位机构：每个分层定位机构的安装方法为：先采用销栓将两根定位柱固定在RC构件的两侧，然后将多根分层滚轴沿定位柱的高度方向等距安装在两根定位柱之间。每根分层滚轴的安装方法为：先按压分层滚轴两端的弹簧轴，使其长度收缩，接着，插入在定位柱的孔洞中。

步骤16中，纵向滑动辊道二表面设置有水平刻度尺。步骤31中，在张拉时，通过观察水平刻度尺的刻度变化，实现顶升距离的实时记录。步骤32中，固定的预应力F的计算公式为：

F＝σ·A·n

σ＝△·E_s/L

△＝△₁-△₂

上式中，σ为多层纤维网中的单根纤维束应力；△为多层纤维网的纵向拉伸变形量；△₁为张拉过程中，自锁盒二沿纵向滑动轨道二的移动距离；△₂为张拉过程中，多层纤维网在纤维网夹具内的滑移距离，且△₂≈0；A为多层纤维网中纤维束的总横截面面积；n为多层纤维网中纤维束的数量；L为位于两个纤维网夹具之间的纤维束长度；E_s为纤维网中纤维束的弹性模量。

本发明具有如下有益效果：

1、本发明不需借助大型动力设备即可进行多层纤维网的张拉。

2、纤维网夹具的夹持面设计为圆弧状的凸凹齿，且夹具内部设有两层呈波浪状的塑料垫，从而能保证对纤维网有较强的锚固力的同时避免了纤维网夹具将纤维网剪破。

3、分层定位机构对多层纤维网进行分层，保证各层网间距相同，有效地保证了TRC加固层的质量。

4、对中机构的设置，在张拉过程中保证对纤维网的自动对中，确保水平张拉力值的准确和稳定。

5、纵向滑移轨道二上水平刻度尺的设置，便于控制纤维网的张拉进程。

6、制成的预应力TRC具有抗裂性能好、耐火耐高温等优点，此外预应力的作用能有效地避免传统TRC加固工艺中出现的应力滞后问题，能更充分地利用TRC性能对构件进行加固。

综上所述，本发明设计灵活，可根据构件特点和施工要求改变装置尺寸，操作简便，施工快，效率高，适用范围广，对于大部分待加固构件均可适用，且有效抑制构件裂缝的生长，起到加固作用，能大幅度提升构件的耐久性。

附图说明

图1显示了本发明一种TRC预应力实施装置的结构示意图。

图2显示了纤维网夹具的结构示意图。

图3显示了锚固机构的结构示意图。

图4显示了Y型联动杆的结构示意图。

图5显示了铰球的结构示意图。

图6显示了自锁盒的结构示意图。

图7显示了张拉机构的结构示意图。

图8显示了纵向滑移轨道二上水平刻度尺的结构示意图。

图9显示了分层定位机构的结构示意图。

图10显示了分层滚轴的结构示意图。

其中有：

11.锚固横档一；12.Y型联动杆一；13.铰球一；14.自锁盒一；141.自锁盒底板一；142.自锁盒盖板一；15.纵向滑动轨道一；

21.锚固横档二；22.Y型联动杆二；23.铰球二；24.自锁盒二；241.自锁盒底板二；242.自锁盒盖板二；25.纵向滑动轨道二；26.移动横档；27.传力螺杆；28.千斤顶；29.固定螺母；

30.纤维网夹具：31.夹具盖板；32.夹具底板；33.塑料垫；

41.定位柱；42.分层滚轴；

50.多层纤维网。

具体实施方式

下面结合附图和具体较佳实施方式对本发明作进一步详细的说明。

本发明的描述中，需要理解的是，术语“左侧”、“右侧”、“上部”、“下部”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和简化描述，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，“第一”、“第二”等并不表示零部件的重要程度，因此不能理解为对本发明的限制。本实施例中采用的具体尺寸只是为了举例说明技术方案，并不限制本发明的保护范围。

如图1所示，一种TRC预应力实施装置，包括锚固机构、张拉机构、分层定位机构和纤维网夹具30。

锚固机构和张拉机构分别安装在待加固RC构件的两端。

如图3所示，锚固机构包括锚固横档一11、对中机构一和自锁盒一14。

锚固横档一固定安装在待加固RC构件的一端表面。

如图6所示，自锁盒一包括可拆卸连接的自锁盒底板一141和自锁盒盖板一142，两者之间优选通过螺钉连接。

自锁盒底板一优选滑动安装在纵向滑动轨道一15上，纵向滑动轨道一15优选沿着待加固RC构件的长度方向。

自锁盒底板一的外侧端通过对中机构一与锚固横档一相连接。

如图4所示，对中机构一为Y型联动杆一12，Y型联动杆一的总枝末端安装如图5所示的铰球一13，与自锁盒底板一的外侧端相铰接。Y型联动杆一的两个枝杈末端均优选为螺纹杆，分别与锚固横档一螺纹连接。

进一步，自锁盒一中部优选为呈楔形的、与纤维网夹具相匹配的凹槽，端部设有球形凹槽，用于放置Y型联动杆一12端部的铰球一13。

如图7所示，张拉机构包括锚固横档二21、对中机构二、自锁盒二24和张拉驱动组件。

锚固横档二固定安装在待加固RC构件的另一端表面。

自锁盒二与自锁盒一的结构相同，具体包括可拆卸连接的自锁盒底板二241和自锁盒盖板二242。

自锁盒底板二优选滑动安装在纵向滑动轨道二25上，纵向滑动轨道二25优选沿着待加固RC构件的长度方向，从而能在张拉驱动组件的驱动下沿待加固RC构件的长度方向滑移。

进一步，如图7和图8所示，纵向滑动轨道二25上设置有水平刻度尺。上述水平刻度尺，可用于判断、控制张拉过程中预应力的施加情况。纵向滑动轨道二25上还优选设有内嵌式螺孔，通过使用螺钉可将纵向滑动轨道二25固定在待加固RC构件表面。

自锁盒底板二的外侧端与对中机构二相铰接，对中机构二的另一端从锚固横档二中伸出，与张拉驱动组件相连接。

对中机构二优选为Y型联动杆二22，Y型联动杆二的总枝末端安装铰球二23，分别与自锁盒底板二相铰接。Y型联动杆二的两个枝杈末端均为螺纹杆。

张拉驱动组件包括传力螺杆27、移动横档26和千斤顶28。

传力螺杆的一端与对中机构二相连接，具体优选为：传力螺杆优选有两根，每根传力螺杆的一端优选与Y型联动杆二中两个枝杈末端的螺纹杆一体设置，每根传力螺杆的另一端优选从锚固横档二中穿出，形成穿出端。

千斤顶安装在锚固横档二和移动横档之间。

锚固横档二两侧的每根传力螺杆上均优选各安装有一个固定螺母29。

移动横档螺纹连接在两根传力螺杆的自由端(也即穿出端)，移动横档外侧的每根传力螺杆上各安装一个固定螺母29。

纤维网夹具包括锚固端夹具和张拉端夹具。锚固端夹具放置在自锁盒一内，张拉端夹具放置在自锁盒二内。多层纤维网的一端装夹在锚固端夹具中，多层纤维网的另一端装夹在张拉端夹具中。

如图2所示，锚固端夹具和张拉端夹具均呈楔形，均包括可拆卸连接的夹具盖板31和夹具底板32。

夹具盖板31和夹具底板32的内表面均带有圆弧形的凸凹齿，四角设有内嵌式的螺孔，通过拧入螺栓使夹具上下部分紧密咬合；纤维网夹具内优选垫有两层波浪形的塑料垫33，可保证对纤维网进行有效夹持的同时不因剪力过大而将纤维网剪断。

上述纤维网夹具30可通过自锁盒固定并在多层纤维网50的张拉过程中锁紧。

分层定位机构有多个，均匀布设在锚固机构和张拉机构之间，用于将多层纤维网中的每层纤维网形成等距分布。

如图9所示，每个分层定位机构均包括两根定位柱41和若干根分层滚轴42。两根定位柱均竖向设置在多层纤维网的两侧，分层滚轴的数量大于多层纤维网的分层层数，若干根分层滚轴沿高度方向均匀布设在两根定位柱之间。

如图10所示，每根分层滚轴的两端各设置一个长度能伸缩的弹簧轴，弹簧轴的末端插设在对应端的定位柱中。

一种使用TRC预应力实施装置加固RC构件的施工方法，包括如下步骤。

步骤1，在待加固RC构件上安装TRC预应力实施装置。

步骤1中，在待加固RC构件上安装TRC预应力实施装置的方法，包括如下步骤。

步骤11：在待加固RC构件表面测量放线，确定加固区域，探测待加固RC构件内的钢筋位置。

步骤12：清除待加固RC构件表面杂质，修补，找平并打磨成毛面，保持干燥状态。

步骤13，安装锚固机构：在步骤11确定的加固区域的一端，安装锚固横档一和纵向滑动辊道一。其中，锚固横档一和纵向滑动辊道一安装使用的螺钉，需避让步骤11探测出的钢筋位置。然后，将自锁盒底板一滑动安装在纵向滑动辊道一上。对中机构一为Y型联动杆一。Y型联动杆一中总枝末端的铰铰球接在自锁盒底板一上，Y型联动杆一的两个枝杈末端连接在锚固横档一上。

步骤14，安装张拉机构：在步骤11确定的加固区域的另一端，安装锚固横档二和纵向滑动辊道二。其中，锚固横档二和纵向滑动辊道二安装使用的螺钉，也需避让步骤11探测出的钢筋位置。然后，将自锁盒底板二滑动安装在纵向滑动辊道二上。对中机构二为Y型联动杆二。Y型联动杆二的两个枝杈末端为两根传力螺杆，分别从锚固横档二中穿出。Y型联动杆二中总枝末端的铰铰球接在自锁盒底板二上。

步骤15，安装张拉驱动组件：张拉驱动组件包括千斤顶和移动横档。移动横档套装在两根传力螺杆的末端。千斤顶安装在锚固横档二和移动横档之间。

步骤16，安装分层定位机构：在靠近锚固机构与张拉机构的两端各安装一个分层定位机构，并沿多层纤维网的长度方向，按设定间距装多个分层定位机构：每个分层定位机构的安装方法为：先采用销栓将两根定位柱固定在RC构件的两侧，然后将多根分层滚轴沿定位柱的高度方向等距安装在两根定位柱之间。每根分层滚轴的安装方法为：先按压分层滚轴两端的弹簧轴，使其长度收缩，接着，插入在定位柱的孔洞中。

进一步，纵向滑动辊道二表面设置有水平刻度尺。

步骤2，多层纤维网装夹，具体包括如下步骤：

步骤21，多层纤维网定位分层：将裁剪好的多层纤维网分别穿过各层分层滚轴，使多层纤维网之间的层矩相等。

步骤22，多层纤维网两端固定：将步骤21分层完成的，多层纤维网的一端使用锚固端夹具进行固定，另一端使用张拉端夹具进行固定。

步骤23，多层纤维网装夹：将锚固端夹具放置在自锁盒一中的自锁盒底板中，将张拉端夹具放在自锁盒二中的自锁盒底板中。安装并固定自锁盒盖板一和自锁盒盖板二，多层纤维网装夹完成。其中，自锁盒底板一的外侧端通过对中机构一与锚固横档一相连接，并能沿着待加固RC构件的长度方向滑移。自锁盒底板二的外侧端与对中机构二相铰接，对中机构二的另一端从锚固横档二中伸出，与张拉驱动组件相连接。

步骤3，多层纤维网预应力张拉，包括如下步骤：

步骤31，预应力张拉：位于锚固横档二与移动横档之间的千斤顶，顶升，对多层纤维网实施张拉。张拉过程中，实时记录顶升距离。进一步，在张拉时，优选通过观察水平刻度尺的刻度变化，实现顶升距离的实时记录。

步骤32：预应力固定：当多层纤维网张拉到预定的顶升距离(如设定水平刻度)后，使用固定螺母将锚固横档二和移动横档在传力螺杆上的位置进行限定。

步骤32中，固定的预应力F的计算公式为：

F＝σ·A·n

σ＝△·E_s/L

△＝△₁-△₂

上式中，σ为多层纤维网中的单根纤维束应力；△为多层纤维网的纵向拉伸变形量；△₁为张拉过程中，自锁盒二沿纵向滑动轨道二的移动距离；△₂为张拉过程中，多层纤维网在纤维网夹具内的滑移距离，且△₂≈0；A为多层纤维网中纤维束的总横截面面积；n为多层纤维网中纤维束的数量；L为位于两个纤维网夹具之间的纤维束长度；E_s为纤维网中纤维束的弹性模量。

步骤4，浇筑混凝土：支设模板，在模板内沿梁纵向浇筑(或涂抹)细骨料混凝土砂浆，使锚固机构和张拉机构之间的多层纤维网埋设在内并密实，再养护，形成预应力TRC加固层。

浇筑时，由于多层纤维网处于预应力张拉状态，故而制作一个加固层厚度的模板，可以由侧面进行灌浆，也可以从顶面进行灌浆。当从顶面进行灌浆时，由于多层纤维网的网孔较大，砂浆可以自由流动并密实，等灌浆完成后把侧边封住，进行养护即可。

由于各层纤维网均处于设定预应力的拉伸状态，故而均是绷紧的，同时由于分层定位机构中的分层滚轴的存在，所以各层纤维网之间的混凝土(砂浆)厚度是均匀的。

步骤5，拆卸模板、千斤顶、移动横档以及定位柱，完成对RC构件的加固。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种TRC预应力实施装置，其特征在于：包括锚固机构、张拉机构、分层定位机构和纤维网夹具；

锚固机构和张拉机构分别安装在待加固RC构件的两端；

锚固机构包括锚固横档一、对中机构一和自锁盒一；

锚固横档一固定安装在待加固RC构件的一端表面；自锁盒一包括可拆卸连接的自锁盒底板一和自锁盒盖板一；自锁盒底板一的外侧端通过对中机构一与锚固横档一相连接，并能沿着待加固RC构件的长度方向滑移；

张拉机构包括锚固横档二、对中机构二、自锁盒二和张拉驱动组件；

锚固横档二固定安装在待加固RC构件的另一端表面；自锁盒二包括可拆卸连接的自锁盒底板二和自锁盒盖板二；自锁盒底板二的外侧端与对中机构二相铰接，对中机构二的另一端从锚固横档二中伸出，与张拉驱动组件相连接；自锁盒底板二能在张拉驱动组件的驱动下沿着待加固RC构件的长度方向滑移；

纤维网夹具包括锚固端夹具和张拉端夹具；锚固端夹具放置在自锁盒一内，张拉端夹具放置在自锁盒二内；多层纤维网的一端装夹在锚固端夹具中，多层纤维网的另一端装夹在张拉端夹具中；

锚固端夹具和张拉端夹具均呈楔形，均包括可拆卸连接的夹具盖板和夹具底板；

分层定位机构有多个，均匀布设在锚固机构和张拉机构之间，用于将多层纤维网中的每层纤维网形成等距分布。

2.根据权利要求1所述的TRC预应力实施装置，其特征在于：张拉驱动组件包括传力螺杆、移动横档和千斤顶；传力螺杆的一端与对中机构二相连接，另一端安装有移动横档；千斤顶安装在锚固横档二和移动横档之间。

3.根据权利要求2所述的TRC预应力实施装置，其特征在于：对中机构一和对中机构二均为Y型联动杆，Y型联动杆的总枝末端安装铰球，分别与自锁盒底板一或自锁盒底板二相铰接；Y型联动杆的两个枝杈末端均为螺纹杆；其中，对中机构二中的Y型联动杆为Y型联动杆二；传力螺杆有两根，分别与Y型联动杆二的两根螺纹杆一体设置。

4.根据权利要求3所述的TRC预应力实施装置，其特征在于：锚固横档二两侧的每根螺纹杆或每根传力螺杆上均各安装有一个固定螺母；移动横档螺纹连接在两根传力螺杆的自由端，移动横档外侧的每根传力螺杆上各安装一个固定螺母。

5.根据权利要求1所述的TRC预应力实施装置，其特征在于：每个分层定位机构均包括两根定位柱和若干根分层滚轴；两根定位柱均竖向设置在多层纤维网的两侧，分层滚轴的数量大于多层纤维网的分层层数，若干根分层滚轴沿高度方向均匀布设在两根定位柱之间。

6.根据权利要求5所述的TRC预应力实施装置，其特征在于：每根分层滚轴的两端各设置一个长度能伸缩的弹簧轴，弹簧轴的末端插设在对应端的定位柱中。

7.根据权利要求1所述的TRC预应力实施装置，其特征在于：夹具盖板和夹具底板的内表面设置有相互啮合的凸凹齿，夹具盖板和夹具底板与多层纤维网的接触面间均设置有波浪形的塑料垫。

8.一种使用TRC预应力实施装置加固RC构件的施工方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1，在待加固RC构件上安装TRC预应力实施装置；

步骤2，多层纤维网装夹，具体包括如下步骤：

步骤21，多层纤维网定位分层：将裁剪好的多层纤维网分别穿过各层分层滚轴，使多层纤维网之间的层矩相等；

步骤22，多层纤维网两端固定：将步骤21分层完成的，多层纤维网的一端使用锚固端夹具进行固定，另一端使用张拉端夹具进行固定；

步骤23，多层纤维网装夹：将锚固端夹具放置在自锁盒一中的自锁盒底板中，将张拉端夹具放在自锁盒二中的自锁盒底板中；安装并固定自锁盒盖板一和自锁盒盖板二，多层纤维网装夹完成；其中，自锁盒底板一的外侧端通过对中机构一与锚固横档一相连接，并能沿着待加固RC构件的长度方向滑移；自锁盒底板二的外侧端与对中机构二相铰接，对中机构二的另一端从锚固横档二中伸出，与张拉驱动组件相连接；

步骤3，多层纤维网预应力张拉，包括如下步骤：

步骤31，预应力张拉：位于锚固横档二与移动横档之间的千斤顶，顶升，对多层纤维网实施张拉；张拉过程中，实时记录顶升距离；

步骤32：预应力固定：当多层纤维网张拉到预定的顶升距离后，使用固定螺母将锚固横档二和移动横档在传力螺杆上的位置进行限定；

步骤4，浇筑混凝土：支设模板，在模板内沿梁纵向浇筑(或涂抹)细骨料混凝土砂浆，使锚固机构和张拉机构之间的多层纤维网埋设在内并密实，再养护，形成预应力TRC加固层；

步骤5，拆卸模板、千斤顶、移动横档以及定位柱，完成对RC构件的加固。

9.根据权利要求8所述的使用TRC预应力实施装置加固RC构件的施工方法，其特征在于：步骤1中，在待加固RC构件上安装TRC预应力实施装置的方法，包括如下步骤：

步骤11：在待加固RC构件表面测量放线，确定加固区域，探测待加固RC构件内的钢筋位置；

步骤12：清除待加固RC构件表面杂质，修补，找平并打磨成毛面，保持干燥状态；

步骤13，安装锚固机构：在步骤11确定的加固区域的一端，安装锚固横档一和纵向滑动辊道一；其中，锚固横档一和纵向滑动辊道一安装使用的螺钉，需避让步骤11探测出的钢筋位置；然后，将自锁盒底板一滑动安装在纵向滑动辊道一上；对中机构一为Y型联动杆一；Y型联动杆一中总枝末端的铰铰球接在自锁盒底板一上，Y型联动杆一的两个枝杈末端连接在锚固横档一上；

步骤14，安装张拉机构：在步骤11确定的加固区域的另一端，安装锚固横档二和纵向滑动辊道二；其中，锚固横档二和纵向滑动辊道二安装使用的螺钉，也需避让步骤11探测出的钢筋位置；然后，将自锁盒底板二滑动安装在纵向滑动辊道二上；对中机构二为Y型联动杆二；Y型联动杆二的两个枝杈末端为两根传力螺杆，分别从锚固横档二中穿出；Y型联动杆二中总枝末端的铰铰球接在自锁盒底板二上；

步骤15，安装张拉驱动组件：张拉驱动组件包括千斤顶和移动横档；移动横档套装在两根传力螺杆的末端；千斤顶安装在锚固横档二和移动横档之间；

步骤16，安装分层定位机构：在靠近锚固机构与张拉机构的两端各安装一个分层定位机构，并沿多层纤维网的长度方向，按设定间距装多个分层定位机构：每个分层定位机构的安装方法为：先采用销栓将两根定位柱固定在RC构件的两侧，然后将多根分层滚轴沿定位柱的高度方向等距安装在两根定位柱之间；每根分层滚轴的安装方法为：先按压分层滚轴两端的弹簧轴，使其长度收缩，接着，插入在定位柱的孔洞中。

10.根据权利要求9所述的使用TRC预应力实施装置加固RC构件的施工方法，其特征在于：步骤16中，纵向滑动辊道二表面设置有水平刻度尺；步骤31中，在张拉时，通过观察水平刻度尺的刻度变化，实现顶升距离的实时记录；步骤32中，固定的预应力F的计算公式为：

F＝σ·A·n

σ＝△·E_s/L

△＝△₁-△₂

上式中，σ为多层纤维网中的单根纤维束应力；△为多层纤维网的纵向拉伸变形量；△₁为张拉过程中，自锁盒二沿纵向滑动轨道二的移动距离；△₂为张拉过程中，多层纤维网在纤维网夹具内的滑移距离，且△₂≈0；A为多层纤维网中纤维束的总横截面面积；n为多层纤维网中纤维束的数量；L为位于两个纤维网夹具之间的纤维束长度；E_s为纤维网中纤维束的弹性模量。

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