CN205206350U - 一种预应力碳纤维板张拉锚固装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种预应力碳纤维板张拉锚固装置。包括固定支座、碳纤维板锚具、张拉端张拉系统，张拉端张拉系统由张拉杆、张拉挡板、张拉端支座、千斤顶底座定位板、千斤顶挡板、挡板卡槽、千斤顶、碳纤维板锚具组成。本实用新型碳纤维板锚具采用楔形夹片式锚具，楔形夹片与碳纤维板接触面为波形，减小了碳纤维板相对于锚具的滑移，提高了锚固效率；固定支座及张拉端支座均设置有4个两两垂直的椭圆形孔洞，解决了安装支座过程中，沿碳纤维张拉方向以及垂直于张拉方向上的偏差问题；千斤顶底座定位板中弧形定位板的设置、千斤顶挡板中定位槽的设置实现了对千斤顶的定位，避免了碳纤维张拉过程中因千斤顶位置误差导致受力不均匀的问题。

Description

一种预应力碳纤维板张拉锚固装置

技术领域

本实用新型涉及一种预应力碳纤维板张拉锚固装置，属于土木工程领域。

背景技术

随着国民经济的不断发展，土木工程领域中不断涌现出新型材料。其中碳纤维材料被广泛应用于加固工程领域。碳纤维材料具有强度高、耐腐蚀、施工方便、使用性强等优点。在混凝土结构、钢结构加固工程中应用广泛。

由于相对传统的粘贴碳纤维材料的方法不能很好的运用碳纤维材料的强度。为充分发挥碳纤维材料的高强度性能，基于预应力碳纤维片材的加固方法应运而生且逐渐被应用。通过对碳纤维片材施加预应力并固定于混凝土构件上，能够有效的控制裂缝的开展，改善结构的正常使用性能。

碳纤维片材施加预应力张拉过程中存在以下问题：

1、碳纤维片材锚具中楔形夹片与碳纤维片材采用胶粘剂粘贴，碳纤维片材相对锚具产生较大滑移。

2、张拉过程中千斤顶施加张拉力不均匀，导致碳纤维片材受力不均匀，从而导致张拉失效。

上述问题将严重影响碳纤维的加固效果，使碳纤维片材的性能得不到充分发挥。因此，亟需对预应力碳纤维片材的锚具及张拉装置进行改进，以此克服碳纤维片材加固过程中存在的缺陷。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种预应力碳纤维板张拉锚固装置，主要解决预应力碳纤维板在张拉过程中锚具与碳纤维板相对位移较大，且由于千斤顶位置误差导致碳纤维板张拉过程中受力不均匀等相关问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种预应力碳纤维板张拉锚固装置，包括连接于碳纤维板一端的并沿碳纤维板径向设置的固定支座和碳纤维板锚具，以及连接于碳纤维板另一端的张拉端张拉系统，碳纤维板一端穿过固定支座并锚固于碳纤维板锚具上，所述张拉端张拉系统包括沿碳纤维板径向设置的张拉挡板、千斤顶挡板，两端部分别与张拉挡板和千斤顶挡板连接的两根张拉杆，安装于两根张拉杆上的张拉端支座，与张拉端支座连接并位于两根张拉杆之间的千斤顶底座定位板，连接于千斤顶底座定位板和千斤顶挡板之间的千斤顶，以及安装于两根张拉杆之间的碳纤维板锚具，所述碳纤维板另一端穿过张拉挡板并锚固于碳纤维板锚具上；所述碳纤维板锚具包括锚体以及位于锚体内部、底部呈波形并且用于与碳纤维板接触的楔形夹片。

具体地，所述固定支座材质为强度及刚度均较大的合金钢，固定支座上设置有四个椭圆形孔洞Ⅰ，用于安装锚栓，固定支座上的椭圆形孔洞Ⅰ两两相互垂直，解决了安装固定支座过程中，因孔洞位置与构件内部钢筋冲突造成的沿碳纤维张拉方向以及垂直于张拉方向上的偏差问题。

进一步地，所述碳纤维板锚具，由上锚体、下锚体和楔形夹片组成。上、下锚体上均设置有固定螺孔Ⅱ及加压螺孔Ⅲ用于安装螺栓对楔形夹片及碳纤维板进行固定及加压处理。楔形夹片与碳纤维板接触面形状为波形，且接触面端部棱角进行圆角处理，楔形夹片与碳纤维板接触面中部为波形，两端平直；下锚体表面形状同楔形夹片。

作为优选，所述张拉杆为圆柱体，两端设置有一定长度的外螺纹。

更进一步地，所述张拉端挡板为长方形，带有两个用于安装张拉杆的圆形通孔Ⅳ及一个长形矩形通孔Ⅴ。

进一步地，所述张拉端支座材质为强度及刚度均较大的合金钢，张拉端支座上设置有四个两两相互垂直的椭圆形孔洞Ⅵ，用于安装锚栓；张拉端支座上设置有拉杆卡槽，卡槽侧面开口，用于安装及固定张拉杆。

再进一步地，所述千斤顶底座定位板，定位板靠千斤顶接触一侧对称设置有两个弧形定位板，用于安装千斤顶。定位板靠张拉支座一侧设置有卡板，用于连接千斤顶顶部定位支座，千斤顶底座定位板靠近张拉端支座一侧的卡板上设置有两个相互垂直的椭圆形孔洞Ⅶ，孔洞大小和方向与张拉支座靠近千斤顶底座定位板一侧的椭圆形孔洞Ⅵ大小和方向相同。

作为优选，所述千斤顶挡板为长方形，带有两个用于安装拉杆的圆形通孔Ⅷ，千斤顶挡板靠近千斤顶一侧对称设置有千斤顶定位槽。

另外，所述挡板卡槽为长方体，带有圆形孔洞Ⅸ，侧边开方形槽用于限制张拉端挡板与千斤顶挡板张拉过程中的张拉路径。

本实用新型可以通过如下步骤安装：

A、利用锚栓穿过椭圆形孔洞Ⅰ将固定支座固定于待加固构件上，将碳纤维板穿过固定支座底部的矩形槽，并将碳纤维板与楔形夹片、下锚体采用专用胶粘剂进行粘结，粘接后利用螺栓穿过固定螺孔Ⅱ连接上锚体与下锚体，以此固定楔形夹片与碳纤维板；利用螺栓穿过加压螺孔Ⅲ施加压力，增强碳纤维板、楔形夹片以及下锚体间的粘结力。

B、将碳纤维板穿过张拉端挡板上的矩形通孔Ⅴ，将碳纤维板拉直，之后利用锚杆穿过张拉端支座上的椭圆形孔洞Ⅵ、千斤顶底座定位板上的椭圆形孔洞Ⅶ，将张拉端支座、千斤顶底座定位板固定于待加固构件上，然后采用同样方法将碳纤维板与碳纤维板锚具进行连接。

C、将张拉杆穿过张拉端支座上的拉杆卡槽，然后将张拉杆的一端穿过张拉端挡板上的圆形通孔Ⅳ，并在张拉杆的外螺纹上拧上螺帽进行固定，将张拉杆的另一端穿过千斤顶挡板上的圆形通孔Ⅷ，并在张拉杆的外螺纹上拧上螺帽进行固定。

D、利用螺栓穿过挡板卡槽上的圆形孔洞Ⅸ，将挡板卡槽固定在张拉端挡板、千斤顶挡板两侧。

E、将千斤顶底座放置在千斤顶底座定位板上的弧形定位板内，调节张拉杆上螺母位置，使千斤顶另一端固定于千斤顶挡板上的千斤顶定位槽内。

F、千斤顶施加压力对碳纤维板进行张拉，完成对碳纤维板的预应力张拉。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

(1)本实用新型碳纤维板锚具采用楔形夹片式锚具，楔形夹片与碳纤维板接触面为波形，锚体上设有固定螺栓及加压螺栓，增强了夹持力，减小了碳纤维板相对于锚具的滑移，提高了锚固效率。

(2)本实用新型固定支座及张拉端支座均设置有4个两两垂直的椭圆形孔洞，解决了安装支座过程中，因孔洞位置与构件内部钢筋冲突造成的沿碳纤维张拉方向以及垂直于张拉方向上的偏差问题。

(3)本实用新型千斤顶底座定位板中弧形定位板的设置、千斤顶挡板中定位槽的设置实现了对千斤顶的定位，避免了碳纤维张拉过程中因千斤顶位置误差导致受力不均匀，影响碳纤维张拉质量。

(4)本实用新型挡板卡槽的设置保证了碳纤维板张拉过程中沿正确的张拉路劲进行张拉，避免了张拉过程中张拉路径的偏移导致碳纤维受力不均匀，影响碳纤维张拉质量。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图(主视)。

图2为本实用新型的整体结构示意图(侧视)。

图3为本实用新型-固定支座的结构示意图。

图4为图3的A-A剖面图。

图5为本实用新型-碳纤维板锚具的结构示意图。

图6为图5的A-A剖面图。

图7为图5的B-B剖面图。

图8为本实用新型-张拉杆的结构示意图。

图9为本实用新型-张拉端挡板的结构示意图。

图10为图9的A-A剖面图。

图11为图9的B-B剖面图。

图12为本实用新型-张拉端支座的结构示意图。

图13为图12的A-A剖面图。

图14为本实用新型-千斤顶底座定位板的结构示意图。

图15为图14的A-A剖面图。

图16为图14的B-B剖面图。

图17为图16的C-C剖面图。

图18为本实用新型-千斤顶挡板的结构示意图。

图19为图18的A-A剖面图。

图20为图18的B-B剖面图。

图21为本实用新型-挡板卡槽的结构示意图。

图22为图21的B-B剖面图。

上述附图中，附图标记对应的部件名称如下：

1-固定支座，101-椭圆形孔洞Ⅰ；2-碳纤维锚具，201-楔形夹片，202-上锚体，203-固定用圆形螺孔Ⅱ，204-加压用圆形螺孔Ⅲ，206-下锚体；3-张拉杆，301、302-外螺纹；4-张拉端挡板，401-圆形通孔Ⅳ，402-长形矩形通孔Ⅴ；5-张拉端支座，501-椭圆形孔洞Ⅵ，502-拉杆卡槽；6-千斤顶底座定位板，601-弧形定位板，602-卡板，603-椭圆形孔洞Ⅶ，604-挡板；7-千斤顶挡板，701-圆形通孔Ⅷ，702-千斤顶定位槽；8-挡板卡槽，801-圆形孔洞Ⅸ；9-碳纤维板；10-千斤顶。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本实用新型作进一步说明，本实用新型的实施方式包括但不限于下列实施例。

实施例

如图1-2所示，一种预应力碳纤维板张拉锚固装置，包括设于碳纤维板一端并沿碳纤维板向外延伸的固定支座1和碳纤维板锚具2，以及设于碳纤维板另一端的张拉端张拉系统，该张拉端张拉系统由沿碳纤维板向外延伸的张拉挡板4、两根张拉杆3、张拉端支座5、千斤顶底座定位板6、千斤顶挡板7、挡板卡槽8，以及与张拉挡板4连接的碳纤维板锚具2组成。千斤顶10则设于千斤顶底座定位板6和千斤顶挡板7之间。

在本实施例中，固定支座1的材质为强度及刚度均较大的合金钢，固定支座1上设置有四个两两相互垂直的椭圆形孔洞Ⅰ101，孔洞中安装有与之匹配的锚栓，该锚栓将固定支座固定于加固构件上；固定支座底部并且位于椭圆形孔洞Ⅰ101之间设有矩形槽，该矩形槽用于穿过碳纤维板9，(参见图3、4)。

在本实施例中，碳纤维板锚具2由上锚体202、下锚体206以及位于上锚体202和下锚体206之间的楔形夹片201组成，其中，楔形夹片201和下锚体206之间用于穿过碳纤维板9。上锚体202和下锚体206并且位于楔形夹片201外两侧均设置有多个固定螺孔Ⅱ203及加压螺孔Ⅲ204，以及与之匹配的螺栓，用于对楔形夹片201及碳纤维板9进行固定及加压处理。楔形夹片201与碳纤维板9接触面形状为波形，且接触面端部棱角进行圆角处理，下锚体206与碳纤维板9接触面形状也为波形，且接触面端部棱角进行圆角处理，上、下锚体设有楔形孔，楔形孔大小、界面形状与楔形夹片201相匹配。对应地，碳纤维板9的两面均设置成波形，在本实施例中，波形位于碳纤维板锚具2中部，(参见图5、6、7)。

在本实施例中，张拉杆3为圆柱体，两端分别设置有一定长度的外螺纹301、302，张拉杆为两根(参见图8、9)。

在本实施例中，张拉挡板4为长方形，带有两个用于安装张拉杆3的圆形通孔Ⅳ401及一个位于两个圆形通孔Ⅳ401之间的长形矩形通孔Ⅴ402，长形矩形通孔Ⅴ402用于穿过碳纤维板9(参见图9、10、11)。

在本实施例中，张拉端支座5材质为强度及刚度均较大的合金钢，张拉端支座5上设置有四个两两相互垂直的椭圆形孔洞Ⅵ501，以及与之匹配的锚栓，用于固定张拉端支座5于加固构件上；张拉端支座5两侧设有拉杆卡槽502，该拉杆卡槽502侧面开口，用于安装及固定张拉杆3(参见图12、13)。

在本实施例中，千斤顶底座定位板6包括挡板604，挡板604靠千斤顶10接触一侧对称设置有两个弧形定位板601，用于安装千斤顶。挡板604靠张拉端支座5一侧设置有卡板602，卡板602上设置有两个相互垂直的椭圆形孔洞Ⅶ603，椭圆孔洞Ⅶ603大小和方向与张拉端支座5上的椭圆形孔洞Ⅵ501大小和方向相同。锚栓穿过卡板602上椭圆孔洞Ⅶ603及张拉端支座5上椭圆形孔洞Ⅵ501，将张拉端支座5、千斤顶底座定位板6共同固定在带加固构件上(参见图14、15、16、17)。

在本实施例中，千斤顶挡板7为长方形，带有两个用于安装张拉杆3的圆形通孔Ⅷ701，千斤顶挡板7靠近千斤顶10一侧对称设置有千斤顶定位槽702(参见图18、19、20)。

在本实施例中，挡板卡槽8为长方体，带有圆形孔洞Ⅸ801，侧边开方形槽用于限制张拉端挡板4与千斤顶挡板7张拉过程中的张拉路径(参见图21、22)。

本实用新型可以通过如下步骤安装：

A、利用锚栓穿过椭圆形孔洞Ⅰ101将固定支座1固定于待加固构件上，将碳纤维板9穿过固定支座1底部的矩形槽，并将碳纤维板9与楔形夹片201、下锚体206采用专用胶粘剂进行粘结，粘接后利用螺栓穿过固定螺孔Ⅱ203连接上锚体202与下锚体206，以此固定楔形夹片201与碳纤维板9；利用螺栓穿过加压螺孔Ⅲ204施加压力，增强碳纤维板9、楔形夹片201以及下锚体206间的粘结力。

B、将碳纤维板9穿过张拉端挡板4上的矩形通孔Ⅴ402，将碳纤维板9拉直，之后利用锚杆穿过张拉端支座5上的椭圆形孔洞Ⅵ501、千斤顶底座定位板6上的椭圆形孔洞Ⅶ603，将张拉端支座5、千斤顶底座定位板6固定于待加固构件上，然后采用同样方法将碳纤维板9与碳纤维板锚具2进行连接。

C、将张拉杆3穿过张拉端支座5上的拉杆卡槽502，然后将张拉杆3的一端穿过张拉端挡板4上的圆形通孔Ⅳ401，并在张拉杆3的外螺纹301上拧上螺帽进行固定，将张拉杆3的另一端穿过千斤顶挡板7上的圆形通孔Ⅷ701，并在张拉杆3的外螺纹302上拧上螺帽进行固定。

D、利用螺栓穿过挡板卡槽8上的圆形孔洞Ⅸ801，将挡板卡槽8固定在张拉端挡板4、千斤顶挡板7两侧。

E、将千斤顶底座放置在千斤顶底座定位板6上的弧形定位板601内，调节张拉杆上螺母位置，使千斤顶另一端固定于千斤顶挡板7上的千斤顶定位槽702内。

F、千斤顶施加压力对碳纤维板9进行张拉，完成对碳纤维板9的预应力张拉。

按照上述实施例，便可很好地实现本实用新型。值得说明的是，基于上述结构设计的前提下，为解决同样的技术问题，即使在本实用新型上做出的一些无实质性的改动或润色，所采用的技术方案的实质仍然与本实用新型一样，故其也应当在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种预应力碳纤维板张拉锚固装置，包括连接于碳纤维板一端的并沿碳纤维板径向设置的固定支座(1)和碳纤维板锚具(2)，以及连接于碳纤维板另一端的张拉端张拉系统，碳纤维板一端穿过固定支座(1)并锚固于碳纤维板锚具(2)上，其特征在于，所述张拉端张拉系统包括沿碳纤维板径向设置的张拉挡板(4)、千斤顶挡板(7)，两端部分别与张拉挡板(4)和千斤顶挡板(7)连接的两根张拉杆(3)，安装于两根张拉杆(3)上的张拉端支座(5)，与张拉端支座(5)连接并位于两根张拉杆(3)之间的千斤顶底座定位板(6)，连接于千斤顶底座定位板(6)和千斤顶挡板(7)之间的千斤顶(10)，以及安装于两根张拉杆(3)之间的碳纤维板锚具(2)，所述碳纤维板另一端穿过张拉挡板(4)并锚固于碳纤维板锚具(2)上；所述碳纤维板锚具(2)包括锚体以及位于锚体内部、底部呈波形并且用于与碳纤维板(9)接触的楔形夹片(201)。

2.根据权利要求1所述的一种预应力碳纤维板张拉锚固装置，其特征在于，所述楔形夹片(201)与碳纤维板(9)的接触面端部棱角进行圆角处理，楔形夹片(201)与碳纤维板(9)接触面中部为波形，两端平直。

3.根据权利要求2所述的一种预应力碳纤维板张拉锚固装置，其特征在于，所述锚体由上锚体(202)、下锚体(206)组成，楔形夹片(201)位于上锚体(202)和下锚体(206)之间，上锚体(202)和下锚体(206)并且位于楔形夹片(201)外两侧均设置有多个固定螺孔Ⅱ(203)及加压螺孔Ⅲ(204)，以及与之匹配的螺栓。

4.根据权利要求1所述的一种预应力碳纤维板张拉锚固装置，其特征在于，所述固定支座(1)上设置有四个两两相互垂直的椭圆形孔洞Ⅰ(101)，孔洞中安装有与之匹配的锚栓，固定支座底部并且位于椭圆形孔洞Ⅰ(101)之间设有用于穿过碳纤维板(9)的矩形槽。

5.根据权利要求1所述的一种预应力碳纤维板张拉锚固装置，其特征在于，所述张拉杆(3)两端设有用于分别与张拉挡板(4)和千斤顶挡板(7)螺纹连接的外螺纹(301，302)。

6.根据权利要求1所述的一种预应力碳纤维板张拉锚固装置，其特征在于，所述张拉挡板(4)带有两个用于安装张拉杆(3)的圆形通孔Ⅳ(401)，以及一个位于两个圆形通孔Ⅳ(401)之间的并用于穿过碳纤维板(9)的长形矩形通孔Ⅴ(402)。

7.根据权利要求1所述的一种预应力碳纤维板张拉锚固装置，其特征在于，张拉端支座(5)上设置有四个两两相互垂直的并且用于固定张拉端支座(5)于加固构件上的椭圆形孔洞Ⅵ(501)，以及与之匹配的锚栓；张拉端支座(5)两侧设有用于安装及固定张拉杆(3)的拉杆卡槽(502)。

8.根据权利要求7所述的一种预应力碳纤维板张拉锚固装置，其特征在于，所述千斤顶底座定位板(6)包括挡板(604)，挡板(604)靠千斤顶(10)接触一侧对称设置有两个用于安装及固定千斤顶(10)的弧形定位板(601)，挡板(604)靠张拉端支座(5)一侧设置有卡板(602)，卡板(602)上设置有两个相互垂直的椭圆形孔洞Ⅶ(603)，椭圆孔洞Ⅶ(603)大小和方向与张拉端支座(5)上的椭圆形孔洞Ⅵ(501)大小和方向相同。

9.根据权利要求1所述的一种预应力碳纤维板张拉锚固装置，其特征在于，所述千斤顶挡板(7)带有两个用于安装张拉杆(3)的圆形通孔Ⅷ(701)，千斤顶挡板(7)靠近千斤顶(10)一侧对称设置有千斤顶定位槽(702)。

10.根据权利要求1-9任意一项所述的一种预应力碳纤维板张拉锚固装置，其特征在于，所述张拉端挡板(4)和千斤顶挡板(7)的两侧均设有用于限制其张拉路径的挡板卡槽(8)，该挡板卡槽(8)带有圆形孔洞Ⅸ(801)，侧边开方形槽。