CN115680314B - 一种钢梁体外预应力筋加固转向块及加固方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于体外预应力加固技术领域，具体涉及一种钢梁体外预应力筋加固转向块及加固方法，转向块包括底板、转向板、加固装置和调节装置；转向板焊接在底板下端，加固装置包括加劲肋板一和加劲肋板二；多个加劲肋板一均衡地焊接在弧形转向板上端，增加整个加固体系的稳定性，转向板下端焊接有半圆形限位块，限位块能够防止体外预应力筋在使用过程中滑脱；调节装置包括调节杆、调节螺母，能够对转向块进行高度和水平调节，底板上设滑道，能够对转向块进行水平调节；相比现有技术，本发明的有益效果在于：(1)转向板相对于钢梁的位置能够调节，操作灵活；(2)转向块调节与张拉一体化，施工更加便捷；(3)转向块传力更加直接，刚度更强。
Description
技术领域
本发明属于体外预应力加固技术领域，具体涉及一种钢梁体外预应力筋加固转向块及加固方法。
背景技术
在建筑行业，对于既有的建筑加固改造一直是业内人士关注的重点，因为既有的建筑物常常因设计或者施工时带来的缺陷以及自然灾害和使用过程中的老化、损坏，造成结构承载力不足、变形过大或者抗震性能不良等问题，加固改造可以改善其使用功能或者延长其使用寿命。
体外预应力加固是体外预应力束布置在结构构件截面之外的后张预应力加固方法，通过锚固区和转向块将预应力传递到结构上。体外预应力技术是依靠预应力产生的反向弯矩平衡一部分外荷载产生的弯矩，不仅减少了大梁截面受拉边缘的最大拉应力，同时还减少了截面受压边缘的最大压应力，提高梁的承载能力。同时可以避免新加结构产生应力滞后。
现有的转向块设计大都针对高强混凝土桥梁结构，而对于建筑工程领域既有房屋的加固改造尤其是钢结构房屋涉及较少，并且大部分转向块不能够进行调节和拆卸，并且在转向块区域也忽视了预应力筋上的预应力损失及变化，不够灵活且存在一定的安全隐患。此外，在实际施工中，由于需要将转向块精确定位后再在预应力束锚固端对预应力筋进行张拉，张拉过程中可能会导致转向块的位置发生偏移，从而导致施工完成后的预应力线束型与设计的线型不一致，偏心进一步加大，存在安全隐患。例如专利公开号CN201820008931.X的专利，使用不便拆卸和调整，专利公开号CN202121996284.6不能实现转向块的调整及预应力束的张拉同时进行。
为了最大限度地保证结构的安全及施工的便利性，采用构造简单，施工方便的转向块具有很好的实用价值和经济效益。
发明内容
本发明针对上述的问题，提供了一种钢梁体外预应力筋加固转向块及加固方法。
为了达到上述目的，本发明的技术方案是：一种钢梁体外预应力筋加固转向块，所述钢梁为工字钢梁，包括钢梁上翼缘和钢梁下翼缘，所述转向块包括底板、转向板，还包括调节装置；所述调节装置包括多个调节螺母和多个调节杆，所述调节螺母能够与调节杆螺纹连接；多个所述调节螺母包括调节螺母一和调节螺母二；所述调节杆竖直地穿过钢梁上翼缘和钢梁下翼缘，且所述调节杆通过所述调节螺母一与所述钢梁上翼缘可拆卸连接，所述调节杆下端通过所述调节螺母二可拆卸连接所述底板；
使用状态时，所述底板上表面与所述钢梁下翼缘下表面平行；所述转向板呈弧形且固定连接在所述底板下端；
作为优选，所述调节装置还包括多个滑道，多个所述滑道均衡地开设在所述底板上。
作为优选，本发明还包括加固装置，所述加固装置包括多个加劲肋板一，多个所述加劲肋板一均衡固定连接在所述底板与所述转向板之间。
作为优选，所述钢梁还包括腹板，所述加固装置还包括多个加劲肋板二，多个所述加劲肋板二高度方向两端分别与钢梁上翼缘和钢梁下翼缘固定连接。
作为优选，还包括多个半圆形的限位块，多个所述限位块固定连接在所述转向板下端。
作为优选，还包括垫板，所述垫板安装在所述底板与所述钢梁下翼缘之间。
作为优选，所述转向板下表面覆盖有电镀镍-石墨烯复合涂层，所述转向板的上端焊接在所述底板下端面上。
作为优选，多个所述加劲肋板一不少于三块，多个所述加劲肋板一垂直于转向板的圆弧切线方向均。
作为优选，所述限位块共两个，两个所述限位块固定安装在所述转向板下表面中间位置的宽度方向两端。
一种钢梁体外预应力筋加固方法，利用所述的一种钢梁体外预应力筋加固转向块进行预应力筋加固，包括以下步骤：
步骤一 首先由计算确定预应力筋的线型，根据实际钢梁的长度通过计算确定需要安装转向块的个数及位置，根据预应力筋线型及转角位置计算转向板的曲率，按照计算好的曲率将转向板焊接在底板上；
步骤二 根据步骤一中的计算结果确定转向块底板的初始高度以及调节杆所在的位置；
步骤三 在底板上开设滑道，随后在钢梁下翼缘和钢梁上翼缘上开设对应的孔洞，将调节杆穿过滑道以及钢梁下翼缘和钢梁上翼缘上的孔洞；
步骤四 将预应力筋穿过对应的限位块；
步骤五对转向块的调节杆在底板的滑道内水平调整，调整完毕后拧紧底板上下两端调节螺母二；
步骤六 将预应力筋两端固定在钢梁长度方向两端的钢结构柱子上，通过液压千斤顶对调节杆上端施加压力，继而调节杆向下运动同时带动整个转向块向下运动，顶至设计位置时利用钢梁上翼缘上下两端的调节螺母一将调节杆固定；
步骤七 将垫板安装在底板与钢梁下翼缘之间。
相比于现有技术，本发明的优点和积极效果在于：
(1)转向板相对于钢梁的位置能够调节，操作灵活；
(2)转向块调节与张拉一体化，施工更加便捷；
(3)转向块传力更加直接，刚度更强；
(4)转向板表面采用电镀镍-石墨烯复合涂层，减小预应力损失，避免预应力筋局部硬化。
附图说明
为了更明确地说明该发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍：
图1为本发明实施例中单跨梁体外预应力筋加固示意图；
图2本发明实施例的钢梁体外预应力筋加固转向块的结构立面示意图；
图3为本发明实施例的钢梁体外预应力筋加固转向块的结构剖面示意图；
图4为本发明实施例的钢梁体外预应力筋加固转向块的底板开槽示意图。
附图标记说明：
1-转向板，2-加劲肋板一，3-底板，4-调节杆，5-垫板，6-加劲肋板二，7-钢梁下翼缘，8-限位块，9-滑道；
10-调节螺母，101-调节螺母一，102-调节螺母二；
11-钢梁上翼缘,12-预应力筋，13-腹板。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
实施例1
一种钢梁体外预应力筋加固转向块，如图2和图3所示，钢梁为工字钢梁，包括钢梁上翼缘11和钢梁下翼缘7，转向块包括底板3和转向板1，还包括调节装置。
如图2所示，调节装置包括多个调节螺母10和多个调节杆4，调节螺母10能够与调节杆4螺纹连接；多个调节螺母10包括调节螺母一101和调节螺母二102。
如图2所示，调节杆4竖直地穿过钢梁上翼缘11和钢梁下翼缘7，且调节杆4通过调节螺母一101与钢梁上翼缘11可拆卸连接，调节杆4下端通过调节螺母二102可拆卸连接底板3。
如图2和3所示，使用状态时，底板3上表面与钢梁下翼缘7下表面平行；转向板1固定连接在底板3下端。
底板3的长度比转向板1长，宽度与转向板1相同，调节杆4采用公称直径为20mm的精轧螺纹钢；在施加预应力时，将调节螺母二102拧紧，使得底板3与调节杆4形成一个整体，之后拧动调节螺母一101，调节杆4也就能够向下运动将预应力筋张拉到符合实际所需的位置，从而实现转向块调节和张拉一体化；转向板1宽度比被加固的钢梁宽。
如图2和图4所示，调节装置还包括多个滑道9，多个滑道9开设在底板上。
当转向块的调节杆4在底板3的滑道9内水平调整时，先将调节螺母二102松开，将调节杆4下端沿滑道9移动到合适位置，之后再拧紧对应的调节螺母二102。
如图2和图3所示，加固装置包括多个加劲肋板一2，多个加劲肋板一2固定连接在底板3与转向板1之间。
如图2所示，加固装置还包括多个加劲肋板二6。
多个加劲肋板二6高度方向两端分别与钢梁上翼缘11和钢梁下翼缘7固定连接。
如图1和图3所示，还包括多个限位块8，多个限位块8固定连接在所述转向板1下端。
限位块8为半圆形结构，限位块8共有两个并分别焊接在转向板1下端左右两侧。实际操作时，一根预应力筋12穿过一个限位块8；一个转向块上可以插两根预应力筋12(本实施例中转向块上有两个限位块8)；因此限位块8能够防止预应力筋12在使用过程中滑脱。
如图2和图3所示，垫板5安装在底板3与钢梁下翼缘7之间。
实际操作时，在确定好转向块底板3的高度后，将垫板5安装在底板3与钢梁下翼缘7之间，从而使得整个转向体系更加稳定。
如图2和图3所示，转向板1为弧形结构，转向板1下表面覆盖有电镀镍-石墨烯复合涂层，转向板1的上端焊接在底板3下端面上。
电镀镍-石墨烯复合涂层，能够降低预应力筋12与转向板1之间摩擦导致的预应力损失，也可以防止预应力筋12的局部硬化。
如图2所示，加劲肋板一2不少于三块，多个加劲肋板一2均衡地焊接在转向板1上。
多个加劲肋版一2按垂直于弧形转向板1的圆弧切线方向设置，从而能够保证转向块的整体刚度并使得转向块传力更加直接。
如图3所示，限位块8共两个，两个限位块8固定安装在转向板1下表面中部宽度方向两端。
一种钢梁体外预应力筋加固方法，包括以下步骤：
步骤一 首先计算确定预应力筋的线型，根据实际钢梁的长度通过计算确定需要安装转向块的个数及位置，根据预应力筋线型及转角位置计算转向板1的曲率，按照计算好的曲率将转向板1焊接在底板3上；
步骤二 根据步骤一中的计算结果确定转向块底板3的初始高度以及调节杆4所在的位置；
步骤三 在底板3上开设滑道9，随后在钢梁下翼缘7和钢梁上翼缘11上开设对应的孔洞，将调节杆4穿过滑道9以及钢梁下翼缘7及钢梁上翼缘11上的孔洞；
步骤四 将预应力筋12穿过对应的限位块8；
步骤五 对转向块的调节杆4在底板3的滑道9内水平调整，调整完毕后拧紧底板3上下两端的调节螺母二102；
步骤六 将预应力筋12两端固定在钢梁长度方向两端的钢结构柱子上，通过液压千斤顶对调节杆4上端施加压力，继而调节杆4向下运动同时带动整个转向块向下运动，顶至设计位置时利用钢梁上翼缘11上下两端的调节螺母一101将调节杆4固定(两个调节螺母一101分别贴合钢梁上翼缘11的上表面和下表面)；
步骤七 将垫板5安装至底板3与钢梁下翼缘7之间。
以上，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其他形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其他领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，仍属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (9)
1.一种钢梁体外预应力筋加固转向块，其特征在于，所述钢梁为工字钢梁，所述钢梁包括钢梁上翼缘(11)和钢梁下翼缘(7)，所述转向块包括底板(3)、转向板(1)和调节装置；
所述调节装置包括多个调节螺母(10)和多个调节杆(4)，所述调节螺母(10)能够与调节杆(4)螺纹连接；多个所述调节螺母(10)包括调节螺母一(101)和调节螺母二(102)；
所述调节杆(4)竖直地穿过所述钢梁上翼缘(11)和钢梁下翼缘(7)，且所述调节杆(4)通过所述调节螺母一(101)与所述钢梁上翼缘(11)可拆卸连接，所述调节杆(4)下端通过所述调节螺母二(102)可拆卸连接所述底板(3)；
使用状态时，所述底板(3)上表面与所述钢梁下翼缘(7)下表面平行；所述转向板(1)呈弧形且固定连接在所述底板(3)下端；
所述调节装置还包括多个滑道(9)，多个所述滑道(9)均衡地开设在所述底板(3)上；
在所述钢梁下翼缘(7)和钢梁上翼缘(11)上开设有与滑道(9)对应的孔洞，所述调节杆(4)穿过滑道(9)以及钢梁下翼缘(7)和钢梁上翼缘(11)上对应的孔洞。
2.根据权利要求1所述的一种钢梁体外预应力筋加固转向块，其特征在于，还包括加固装置，所述加固装置包括多个加劲肋板一(2)，多个所述加劲肋板一(2)均衡固定连接在所述底板(3)与转向板(1)之间。
3.根据权利要求2所述的一种钢梁体外预应力筋加固转向块，其特征在于，所述钢梁还包括腹板(13)，所述加固装置还包括多个加劲肋板二(6)，多个所述加劲肋板二(6)高度方向两端分别与钢梁上翼缘(11)和钢梁下翼缘(7)固定连接。
4.根据权利要求3所述的一种钢梁体外预应力筋加固转向块，其特征在于，还包括多个半圆形的限位块(8)，多个所述限位块(8)固定连接在所述转向板(1)下端。
5.根据权利要求4所述的一种钢梁体外预应力筋加固转向块，其特征在于，还包括垫板(5)，所述垫板(5)安装在所述底板(3)与所述钢梁下翼缘(7)之间。
6.根据权利要求5所述的一种钢梁体外预应力筋加固转向块，其特征在于，所述转向板(1)下表面覆盖有电镀镍-石墨烯复合涂层，所述转向板(1)的上端焊接在底板(3)下端面上。
7.根据权利要求6所述的一种钢梁体外预应力筋加固转向块，其特征在于，所述加劲肋板一(2)不少于三块，多个所述加劲肋板一(2)垂直于转向板(1)的圆弧切线方向。
8.根据权利要求7所述的一种钢梁体外预应力筋加固转向块，其特征在于，所述限位块(8)共两个，两个所述限位块(8)固定安装在所述转向板(1)下表面中间位置的宽度方向两端。
9.一种钢梁体外预应力筋加固方法，其特征在于，利用权利要求8所述的钢梁体外预应力筋加固转向块进行预应力筋加固，包括以下步骤：
步骤一首先由计算确定预应力筋的线型，根据实际钢梁的长度通过计算确定需要安装转向块的个数及位置，根据预应力筋线型及转角位置计算转向板(1)的曲率，按照计算好的曲率将转向板(1)焊接在底板(3)上；
步骤二根据步骤一中的计算结果确定转向块底板(3)的初始高度以及调节杆(4)所在的位置；
步骤三在底板(3)上开设滑道(9)，随后在钢梁下翼缘(7)和钢梁上翼缘(11)上开设对应的孔洞，将调节杆(4)穿过滑道(9)以及钢梁下翼缘(7)和钢梁上翼缘(11)上对应的孔洞；
步骤四将预应力筋(12)穿过对应的限位块(8)；
步骤五对转向块的调节杆(4)在底板(3)的滑道(9)内水平调整，调整完毕后拧紧底板(3)上下两端调节螺母二(102)；
步骤六将预应力筋(12)两端固定在钢梁长度方向两端的钢结构柱子上，通过液压千斤顶对调节杆(4)上端施加压力，继而调节杆(4)向下运动同时带动整个转向块向下运动，顶至设计位置时利用钢梁上翼缘(11)上下两端的调节螺母一(101)将调节杆(4)固定；
步骤七 将垫板(5)安装至底板(3)与钢梁下翼缘(7)之间。
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Non-Patent Citations (1)
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|---|
| 体外预应力钢转向块的设计及受力特性研究;毛铮;刘;李波;;公路交通技术;20190425(02);90-95 * |
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