CN114718338A - 一种自密实砼frp套筒加固装置及施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自密实砼FRP套筒加固装置及施工方法,模板固设于安装底座上,模板内侧设置有预制套筒,且预制套筒套设于柱体上,预制套筒和柱体之间设置有填充层;预制套筒由两个半圆形的连接部拼接组成,紧固条带设置于预制套筒外侧,用于紧固两个连接部。本发明中,不需要对受损柱体的不均匀表面进行修补整平,减少了前期准备工作,且本装置结构简单,安装方便,大大缩短了施工工期。
Description
技术领域
本发明涉及建筑设备技术领域,更具体的,涉及一种自密实砼FRP套筒加固装置及施工方法。
背景技术
钢筋混凝土柱是近年来发展起来的一种新型高效的组合构件,它能够充分发挥钢材和混凝土两者的材料性能,具有承载力高、抗震性能好等优点,是房屋、桥梁等各种工程结构中最基本的承重构件,常用作楼盖的支柱、桥墩、基础柱、塔架和桁架的压杆。然而刚浇筑好的混凝土结构在使用过程中容易受到环境的侵蚀作用,产生侵蚀破坏,进而影响结构的完整性,降低使用寿命。
目前针对受损的钢筋混凝土柱的加固方法存在以下几种:①替换受损部件,把受到损伤的钢筋混凝土柱用相同的材料的新部件替换,然后使用钢构件将原部件与新部件连接,但这种加固方法加固效果不理想,且新旧部件的连接部分容易发生新的损伤破坏;②使用钢筋或钢板加固,在需要加固的受损混凝土柱外部架设钢筋骨架,然后用混凝土填充骨架(或者直接在受损混凝土柱外部设置钢板,将混凝土与钢板连接),采用这用加固方法,在施工过程中需要频繁焊接,施工不便,且施工工期较长,增加时间成本。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于现有的加固方法加固效果不理想、施工周期长等缺陷。为了克服现有技术的缺陷,本发明提出了一种自密实砼FRP套筒加固装置及施工方法,不需要对受损柱体的不均匀表面进行修补整平,减少了前期准备工作,且本装置结构简单,安装方便,大大缩短了施工工期。
为达此目的,本发明采用以下技术方案:
本发明提供了一种自密实砼FRP套筒加固装置,包括安装底座、模板、预制套筒、填充层和紧固条带;
模板固设于安装底座上,模板内侧设置有预制套筒,且预制套筒套设于柱体上,预制套筒和柱体之间设置有填充层;
预制套筒由两个半圆形的连接部拼接组成,紧固条带设置于预制套筒外侧,用于紧固两个连接部。
在本发明较佳的技术方案中,所述紧固条带设置有两个以上。
在本发明较佳的技术方案中,所述填充层材料为自密实膨胀混凝土。
在本发明较佳的技术方案中,所述安装底座包括两个安装部,两个安装部对称设置于所述柱体两侧,安装部包括移动平台、升降架、挡板、滚轮、转动手柄、螺纹轴、刻度尺和安装平台;
移动平台顶部开设有第一滑槽,升降架与第一滑槽滑动连接,移动平台上设置有升降架上,升降架两侧对称设置有两个挡板,且挡板与第一滑槽滑动连接,升降架上转动连接滚轮,移动平台一侧转动连接有转动手柄,螺纹轴转动连接于第一滑槽内,且螺纹轴一端与转动手柄固定连接,螺纹轴上设置有两段螺旋方向相反的螺纹节段,两个挡板分别与其中一段螺纹节段螺纹连接,挡板侧面还固设有刻度尺,安装平台固设于升降架顶部。
在本发明较佳的技术方案中,所述升降架由一组连接杆和一组连接销组成。
在本发明较佳的技术方案中,所述第一滑槽一侧还开设有控制腔,控制腔内还设置有锁定组件,锁定组件包括转块、第一转轴、T形块、第一压缩弹簧、锥形卡块、第一滑块、第二压缩弹簧、电磁铁和控制开关,转块转动连接于控制腔内,第一转轴一端与转块固定连接,第一转轴另一端与其中一个所述连接杆固定连接,转块侧面开设有T形槽,T形块一端滑动连接于T形槽内,且T形块通过第一压缩弹簧与T形槽内壁固定连接,T形块另一端固设于锥形卡块,控制腔上方开设有第一卡槽,第一卡槽一侧开设有与锥形卡块插接配合的第二卡槽,第一滑块滑动连接于第一卡槽内,且第一滑块通过第二压缩弹簧与第一卡槽内壁固定连接,第一卡槽内还嵌有电磁铁,所述移动平台上还固设有控制开关,且控制开关与电磁铁电性连接。
在本发明较佳的技术方案中,所述移动平台底部转动连接有行走轮。
在本发明还公开了一种用于自密实砼FRP套筒加固装置的施工方法,包括以下步骤:
S1、在受损的柱体底部架设好安装底座,并将模板安装于安装底座上;
S2、将两个半圆形的连接部安装到架设好的安装底座上,然后通过紧固条带将两个连接部压紧形成完整的预制套筒,使得预制套筒套设于柱体上;
S3、向预制套筒与柱体之间灌注自密实膨胀混凝土;
S4、带模养护三天后,自密实膨胀混凝土的强度达到设计强度等级值的75%以上,然后即可拆除安装底座和模板。
本发明的有益效果为:
1、不需要对受损柱体的不均匀表面进行修补整平,减少了前期准备工作,且本装置结构简单,安装方便,大大缩短了施工工期。
2、在FRP套筒外部设置相同间距的紧固条带,通过紧固条带对预制套筒约束,提高了预制套筒的连接强度,更好的改善了加固效果。
3、通过膨胀混凝土使预制套筒受到环向拉力,进而使得预制套筒主动约束加固后的受损柱体,这样在没有新增加外荷载的条件下就可以对柱体起到约束效果,可以极大发挥FRP材料抗拉强度高的优点。
4、适用范围更广,与传统的加固方法相比,利用FRP材料耐腐蚀强度高等优点,不仅可以用于对传统混凝土柱的加固,而且还可用于对海洋等恶劣环境中受损桥桩的修补工作。
附图说明
图1是本发明具体实施方式提供的一种自密实砼FRP套筒加固装置的结构示意图;
图2是图1中A-A方向的剖视图;
图3是图2中B-B方向的剖视图;
图4是图3中C-C方向的剖视图。
图中:
1、安装底座;11、移动平台;111、第一滑槽;112、控制腔;12、升降架;121、连接杆;122、连接销;13、挡板;14、滚轮;15、转动手柄;16、螺纹轴;17、刻度尺;18、安装平台;19、行走轮;2、模板;3、预制套筒;31、连接部;4、填充层;5、紧固条带;6、锁定组件;601、转块;602、第一转轴;603、T形块;604、第一压缩弹簧;605、锥形卡块;606、第一滑块;607、第二压缩弹簧;608、电磁铁;609、控制开关;610、T形槽;611、第一卡槽;612、第二卡槽;7、柱体。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
如图1-4所示,实施例中提供了一种自密实砼FRP套筒加固装置,包括安装底座1、模板2、预制套筒3、填充层4和紧固条带5;
模板2固设于安装底座1上,模板2内侧设置有预制套筒3,且预制套筒3套设于柱体7上,预制套筒3和柱体7之间设置有填充层4;
预制套筒3由两个半圆形的连接部31拼接组成,紧固条带5设置于预制套筒3外侧,用于紧固两个连接部31。
本实施例中,预制套筒3和紧固条带5均采用FRP材料制成,与传统材料相比,FRP(纤维增强复合材料)具有质量轻、强度高、高疲劳能力、耐腐蚀、高冲击性和耐久性等优秀性能,使用FRP制成的预制套筒3用于受损桩体7的加固与直接湿铺FRP加固相比,安装更加容易、更快且更安全,可以作为受损柱体的一部分用于结构修复加固。安装底座1用于支撑预制套筒3,且在施工时,将安装底座1放置于柱体7一侧的地面上,无须与柱体7固定,操作方便,安装速度快。模板2可拆卸安装在安装底座1上,可对预制套筒3进行定位,方便施工人员将预制套筒3固定在安装底座1上,大大提高了安装速度,且模板2还能够将预制套筒3的底部密封,从而防止填充层4泄漏。两个半圆形的连接部31之间通过环氧树脂黏结,并利用紧固条带5的弹性力挤压两个连接部31,使得其黏结的更加牢固。
具体的,紧固条带5设置有两个以上。
本实施例中,两个以上的紧固条带5等距的缠绕在预制套筒3的外侧,使得预制套筒3各处受力均匀,通过紧固条带5对预制套筒3约束,提高了预制套筒3的连接强度,更好的改善了加固效果。
具体的,填充层4材料为自密实膨胀混凝土。
本实施例中,利用混凝土在凝固时会发生膨胀的特性,使得预制套筒3受到环向拉力,进而使得预制套筒3主动约束加固后的受损柱体7,这样在没有新增加外荷载的条件下就可以对柱体7起到约束效果,可以极大发挥FRP材料抗拉强度高的优点。
具体的,安装底座1包括两个安装部,两个安装部对称设置于柱体7两侧,安装部包括移动平台11、升降架12、挡板13、滚轮14、转动手柄15、螺纹轴16、刻度尺17和安装平台18;
移动平台11顶部开设有第一滑槽111,升降架12与第一滑槽111滑动连接,移动平台11上设置有升降架上12,升降架12两侧对称设置有两个挡板13,且挡板13与第一滑槽111滑动连接,升降架12上转动连接滚轮14,移动平台11一侧转动连接有转动手柄15,螺纹轴16转动连接于第一滑槽111内,且螺纹轴16一端与转动手柄15固定连接,螺纹轴16上设置有两段螺旋方向相反的螺纹节段,两个挡板13分别与其中一段螺纹节段螺纹连接,挡板13侧面还固设有刻度尺17,安装平台18固设于升降架12顶部。
本实施例中,在不使用时,可将安装底座1拆成两个安装部,从而使得本装置体积变小,方便运输,而在施工时,两个安装部之间通过对拉螺栓固定,从而可将其安装固定在柱体7上。移动平台11为矩形结构,升降架12的底部固定在第一滑槽111底壁。升降架12为可折叠的结构,滚轮14抵接在挡板13侧面,在升降架12受到挤压时,可沿着挡板13侧面滚动,从而减小挡板13受到的摩擦力,降低磨损。刻度尺17用于测量相邻的两个滚轮14之间的距离,从而可以得到安装平台18的高度,方便施工人员对预制套筒3的位置进行调节。使用时,在地面上将预制套筒3安装到安装平台18上,然后由施工人员旋转转动手柄15,转动手柄15带动螺纹轴16转动,进而螺纹轴16带动两个挡板13相互靠近,从而挤压滚轮14,使得升降架12将安装平台18抬升至带施工位置;施工结束后,反转转动手柄15即可使安装平台18下降的地面。此外,本装置无需配备专用的大型吊装设备即可完成施工,节约了施工成本。
具体的,升降架12由一组连接杆121和一组连接销122组成。
本实施例中,连接杆121上开设有安装孔,连接销122插接于安装孔内,从而将两个连接杆121固定,使得连接杆121之间可相互转动。其中,位于升降架12底部的两个连接杆121均与第一滑槽111内侧壁转动连接,以防止升降架12由第一滑槽111脱落。
具体的,第一滑槽111一侧还开设有控制腔112,控制腔112内还设置有锁定组件6,锁定组件6包括转块601、第一转轴602、T形块603、第一压缩弹簧604、锥形卡块605、第一滑块606、第二压缩弹簧607、电磁铁608和控制开关609,转块601转动连接于控制腔112内,第一转轴602一端与转块601固定连接,第一转轴602另一端与其中一个连接杆121固定连接,转块601侧面开设有T形槽610,T形块603一端滑动连接于T形槽610内,且T形块603通过第一压缩弹簧604与T形槽610内壁固定连接,T形块603另一端固设于锥形卡块605,控制腔112上方开设有第一卡槽611,第一卡槽611一侧开设有与锥形卡块605插接配合的第二卡槽612,第一滑块606滑动连接于第一卡槽611内,且第一滑块606通过第二压缩弹簧607与第一卡槽611内壁固定连接,第一卡槽611内还嵌有电磁铁608,移动平台11上还固设有控制开关609,且控制开关609与电磁铁608电性连接。
本实施例中,转块601为圆柱形结构,T形槽610设置有两个以上,且两个以上的T形槽610均匀布置在转块601的侧面,每个T形槽610内均滑动连接有一个T形块。第二卡槽612为锥形槽,使得锥形卡块605能够正好卡接在其内部。当装置使用时,安装平台18在抬升过程中连接杆122会发生转动,连接杆122转动通过第一转轴602会带动转块601同步转动,转块601转动会产生离心力,从而将T形块603从T形槽610内甩出,由于此时控制开关609处于关闭状态,此时电磁铁608处于断电状态,使得第一滑块606在第二压缩弹簧607的作用下将第一卡槽611的开口堵住,故T形块603不会卡接于第一卡槽611内,从而使得升降架12能够正常工作;当安装平台18被提升至施工位置时,此时按压控制开关609使电磁铁608通电,进而电磁铁608产生磁力将第一滑块606吸至第一卡槽611内,从而使得第一卡槽611开口打开,此时转块601转动过程中会带动T形块603卡入第一卡槽611内,从而对转块601进行限制,防止其转动,同时锥形卡块605会卡入到第二卡槽612内,从而防止T形块603在第一压缩弹簧604的作用下被收回,保证锁定组价6正常工作。
具体的,移动平台11底部转动连接有行走轮19。
本实施例中,通过设置行走轮19,方便将移动平台11移动至受损柱体7底部,使用方便,加快了施工速度。
本发明还公开了一种用于自密实砼FRP套筒加固装置的施工方法,包括以下步骤:
S1、在受损的柱体7底部架设好安装底座1,并将模板2安装于安装底座1上;
S2、将两个半圆形的连接部31安装到架设好的安装底座1上,并在连接部位用环氧树脂黏结,安装好后在预制套筒3外侧按照相同的间距缠绕紧固条带5,然后通过紧固条带5将两个连接部31压紧形成完整的预制套筒3,使得预制套筒3套设于柱体7上;
S3、待到环氧树脂固化后,向预制套筒3与柱体7之间灌注自密实膨胀混凝土,且混泥土灌注过程中,速度不宜过快;
S4、带模养护三天后,自密实膨胀混凝土的强度达到设计强度等级值的75%以上,然后即可拆除安装底座1和模板2。
本发明是通过优选实施例进行描述的,本领域技术人员知悉,在不脱离本发明的精神和范围的情况下,可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。本发明不受此处所公开的具体实施例的限制,其他落入本申请的权利要求内的实施例都属于本发明保护的范围。
Claims (8)
1.一种自密实砼FRP套筒加固装置,其特征在于:包括安装底座(1)、模板(2)、预制套筒(3)、填充层(4)和紧固条带(5);
模板(2)固设于安装底座(1)上,模板(2)内侧设置有预制套筒(3),且预制套筒(3)套设于柱体(7)上,预制套筒(3)和柱体(7)之间设置有填充层(4);
预制套筒(3)由两个半圆形的连接部(31)拼接组成,紧固条带(5)设置于预制套筒(3)外侧,用于紧固两个连接部(31)。
2.根据权利要求1所述的一种自密实砼FRP套筒加固装置,其特征在于:所述紧固条带(5)设置有两个以上。
3.根据权利要求1所述的一种自密实砼FRP套筒加固装置,其特征在于:所述填充层(4)材料为自密实膨胀混凝土。
4.根据权利要求1所述的一种自密实砼FRP套筒加固装置,其特征在于:所述安装底座(1)包括两个安装部,两个安装部对称设置于所述柱体(7)两侧,安装部包括移动平台(11)、升降架(12)、挡板(13)、滚轮(14)、转动手柄(15)、螺纹轴(16)、刻度尺(17)和安装平台(18);
移动平台(11)顶部开设有第一滑槽(111),升降架(12)与第一滑槽(111)滑动连接,移动平台(11)上设置有升降架上(12),升降架(12)两侧对称设置有两个挡板(13),且挡板(13)与第一滑槽(111)滑动连接,升降架(12)上转动连接滚轮(14),移动平台(11)一侧转动连接有转动手柄(15),螺纹轴(16)转动连接于第一滑槽(111)内,且螺纹轴(16)一端与转动手柄(15)固定连接,螺纹轴(16)上设置有两段螺旋方向相反的螺纹节段,两个挡板(13)分别与其中一段螺纹节段螺纹连接,挡板(13)侧面还固设有刻度尺(17),安装平台(18)固设于升降架(12)顶部。
5.根据权利要求4所述的一种自密实砼FRP套筒加固装置,其特征在于:所述升降架(12)由一组连接杆(121)和一组连接销(122)组成。
6.根据权利要求5所述的一种自密实砼FRP套筒加固装置,其特征在于:所述第一滑槽(111)一侧还开设有控制腔(112),控制腔(112)内还设置有锁定组件(6),锁定组件(6)包括转块(601)、第一转轴(602)、T形块(603)、第一压缩弹簧(604)、锥形卡块(605)、第一滑块(606)、第二压缩弹簧(607)、电磁铁(608)和控制开关(609),转块(601)转动连接于控制腔(112)内,第一转轴(602)一端与转块(601)固定连接,第一转轴(602)另一端与其中一个所述连接杆(121)固定连接,转块(601)侧面开设有T形槽(610),T形块(603)一端滑动连接于T形槽(610)内,且T形块(603)通过第一压缩弹簧(604)与T形槽(610)内壁固定连接,T形块(603)另一端固设于锥形卡块(605),控制腔(112)上方开设有第一卡槽(611),第一卡槽(611)一侧开设有与锥形卡块(605)插接配合的第二卡槽(612),第一滑块(606)滑动连接于第一卡槽(611)内,且第一滑块(606)通过第二压缩弹簧(607)与第一卡槽(611)内壁固定连接,第一卡槽(611)内还嵌有电磁铁(608),所述移动平台(11)上还固设有控制开关(609),且控制开关(609)与电磁铁(608)电性连接。
7.根据权利要求4所述的一种自密实砼FRP套筒加固装置,其特征在于:所述移动平台(11)底部转动连接有行走轮(19)。
8.一种用于权利要求1-7任一项所述的自密实砼FRP套筒加固装置的施工方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、在受损的柱体(7)底部架设好安装底座(1),并将模板(2)安装于安装底座(1)上;
S2、将两个半圆形的连接部(31)安装到架设好的安装底座(1)上,然后通过紧固条带(5)将两个连接部(31)压紧形成完整的预制套筒(3),使得预制套筒(3)套设于柱体(7)上;
S3、向预制套筒(3)与柱体(7)之间灌注自密实膨胀混凝土;
S4、带模养护三天后,自密实膨胀混凝土的强度达到设计强度等级值的75%以上,然后即可拆除安装底座(1)和模板(2)。
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