CN210238320U

CN210238320U - 一种钢筋混凝土拱的加固结构

Info

Publication number: CN210238320U
Application number: CN201920907054.4U
Authority: CN
Inventors: Zhao Wu; 吴兆
Original assignee: Army Engineering University of PLA
Current assignee: Army Engineering University of PLA
Priority date: 2019-06-17
Filing date: 2019-06-17
Publication date: 2020-04-03
Anticipated expiration: 2029-06-17

Abstract

本实用新型涉及一种钢筋混凝土拱的加固结构，包括毛坯拱、BFRP加固层和聚脲加固层；毛坯拱通过胶粘剂配合机械锚固的方式与BFRP加固层结合在一起形成主体结构，聚脲加固层通过喷涂的方式将主体结构包裹起来，形成完整结构。机械锚固方式中毛坯拱内设有预埋锚固件，预埋锚固件设有内螺纹孔，BFRP加固层包括纤维层和锚固压条，锚固压条上设有锚固孔，锚固孔内设有螺栓，螺栓依次穿过锚固孔和纤维层后与预埋锚固件螺纹连接。本实用新型的加固结构能提高钢筋混凝土拱结构的耐久性。

Description

一种钢筋混凝土拱的加固结构

技术领域

本实用新型涉及防护工程领域，尤其涉及一种钢筋混凝土拱的加固结构。

背景技术

随着近些年来恐怖袭击事件和信息化条件下局部战争的发生, 重要军事设施及民用建筑结构遭遇严重挑战。拱作为一种广泛应用于桥梁、建筑、隧道等工程中的重要受力构件, 其抗爆性能的提高是防护工程界关注的重点。

传统的钢筋混凝土拱形结构, 往往通过增大混凝土或钢筋用量对抗爆性能进行提高，这两种方法是不经济的，提高效果也是有限的、一方面是因为建筑结构的自重不能无限增大, 另一方面增大建筑材料用量意味着建材成本的增加和工期的延长, 这将直接导致昂贵的工程造价。因此, 寻求新型材料用于建筑的防护加固就显得尤为重要。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本实用新型提供一种钢筋混凝土拱强度高的加固结构，其具体技术方案如下：

一种钢筋混凝土拱的加固结构，所述钢筋混凝土拱包括毛坯拱和固定在毛坯拱内侧的BFRP加固层，所述毛坯拱内设有预埋锚固件，所述预埋锚固件设有内螺纹孔，所述BFRP加固层包括纤维层和锚固压条，所述锚固压条上设有锚固孔，锚固孔内设有螺栓，所述螺栓依次穿过锚固孔和纤维层后与预埋锚固件螺纹连接。

对上述技术方案的进一步设计为：所述混凝土拱外包裹有聚脲加固层，所述聚脲加固层包括底漆层和涂料层；所述底漆层的底漆采用与混凝土匹配的底漆和与纤维配套环氧树脂胶匹配的底漆；所述涂料层喷涂在钢筋混凝土拱外表面，所述涂料层的厚度为纤维层厚度和3mm厚度之中的较大值。

进一步的，所述螺栓的直径与锚固孔孔径和内螺纹孔孔径均相匹配，所述锚固压条呈矩形，且宽度为锚固孔孔径的4.3～4.6倍，锚固压条的厚度为锚固孔孔径的3/10～3/5，锚固压条的长度比毛坯拱的横向长度小7mm～13mm。

进一步地，所述毛坯拱包括钢筋和混凝土，所述混凝土通过浇筑成型，并将预埋锚固件和钢筋包裹在内部；所述预埋锚固件固定在钢筋上，且一端伸出混凝土，若干个预埋锚固件在毛坯拱内呈轴对称状分布。

进一步地，所述预埋锚固件呈T型，包括互相固定连接的内螺纹圆管和圆形钢片，所述内螺纹圆管的管壁厚度与圆形钢片的厚度相同，且为内螺纹孔内径的3/5～1，所述圆形钢片的直径为内螺纹圆管外径的3.8～4.0倍；所述圆形钢片上对称地分布有四个绑扎孔，绑扎孔的直径为内螺纹圆管螺孔内径的3/5～9/14，绑扎孔边缘与圆形钢片边缘的最短距离为绑扎孔径的1.1～1.4倍。

进一步地，所述预埋锚固件通过钢丝穿过绑扎孔后绑扎在钢筋上。

进一步地，所述BFRP加固层还包括粘胶层，所述纤维层与毛坯拱之间通过粘胶层连接在一起；所述粘胶层采用环氧树脂胶制成，胶体厚度为0.4mm～1.2mm。

更进一步地，所述纤维层尺寸与毛坯拱内表面尺寸相对应，且呈网格状，网格厚度为毛坯拱跨度的1‰～3‰。

本实用新型的有益效果在于：

（1）本实用新型中BFRP加固层中设有纤维网格，该网格在经纬方向上均具有较高的抗拉强度和较低的延伸率，将其布置在拱形结构的内表面，可以提高结构承载力，抑制混凝土在爆炸冲击荷载下的开裂、震塌和剥落。同时，网格采用粘贴配合机械锚固的方式，可以抑制网格的早期剥离，有效提高网格利用率，降低加固成本。

（2）BFRP加固层的机械锚固中采用了锚固预埋件，且锚固预埋件与钢筋主体固定连接，可进一步提高BFRP加固层与毛坯拱的连接强度，相比与现有技术中采用膨胀螺栓的锚固方式，本实用新型的锚固方式不会对混凝土结构造成影响。

（3）本实用新型中在主体外表面喷涂有聚脲加固层，聚脲材料具有较高的力学强度、耐冲击性和耐腐蚀性，本实用新型将其布置在拱形结构的外表面，可以使结构具有较好的整体性，进一步提高结构的抗力。同时，可以更好地将BFRP网格约束在毛坯拱内侧表面。聚脲加固层采用喷涂的方式，具有连续、致密的特点，能够对结构内部起到很好的封闭和保护效果，从而提高结构的耐久性。

附图说明

图1是钢筋混凝土拱的加固结构整体示意图。

图2是钢筋混凝土拱的加固结构横向剖视图。

图3是毛坯拱的结构示意图。

图4是预埋锚固件的结构示意图。

图5是机械锚固BFRP网格的示意图。

附图标记：1-毛坯拱；1a-预埋锚固件； 1b-依附钢筋；1c-混凝土；1d-内螺纹圆管；1e-圆形钢片；1f-绑扎孔；2-BFRP加固层；2a-粘胶层；2b-纤维层；2c-机械锚固层； 2d-锚固压条；2e-锚固孔；3-聚脲加固层；3a-底漆层；3b-涂料层。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型的技术方案作进一步的说明：

如图1和图2所示，本实施例的一种钢筋混凝土拱的加固结构，包括毛坯拱1、BFRP加固层2和聚脲加固层3；毛坯拱1通过胶粘剂配合机械锚固的方式与BFRP加固层2结合在一起形成主体结构，聚脲加固层3通过喷涂的方式将主体结构包裹起来，形成加固结构整体。

其中，聚脲加固层3包括底漆层3a和涂料层3b；底漆层3a可根据底材的不同分别采用与混凝土匹配的底漆和与纤维配套环氧树脂胶匹配的底漆；涂料层3b采用喷涂的方式使聚脲弹性体将主体结构整体包裹起来，形成加固结构整体。涂料层3b的厚度取值为纤维层2b厚度和3mm厚度之中的较大值。

BFRP加固层2包括粘胶层2a、纤维层2b和机械锚固层2c；纤维层2b与毛坯拱1之间通过粘胶层2a连接在一起，并通过机械锚固层2c进行二次约束。粘胶层2a采用与纤维配套的环氧树脂胶，胶体均匀地涂抹在毛坯拱1的内侧，胶体厚度为0.4mm～1.2mm；纤维层2b为与毛坯拱1内表面尺寸相对应的BFRP网格，网格厚度为毛坯拱1跨度的1‰～3‰。

如图3所示，毛坯拱1包括预埋锚固件1a、钢筋1b和混凝土1c；本实施例中预埋锚固件1a共有十个，两两为一组且纵向对称分布，五组预埋锚固件1a设置在两侧拱腰、两侧拱脚和拱顶的端部位置。

如图4所示，预埋锚固件1a为由内螺纹圆管1d和圆形钢片1e组成的T型紧固件；内螺纹圆管1d和圆形钢片1e为毛坯通过数控加工形成的整体结构；内螺纹圆管1d的内螺纹孔孔径为预粘贴BFRP网格线带宽度的1.0～1.2倍，内螺纹圆管1d的壁厚与圆形钢片1e的厚度相同，为螺孔内径的3/5～1；内螺纹圆管的管长与圆形钢片的厚度之和比混凝土主体1c中混凝土的保护层厚度要多2～3mm；圆形钢片的直径为内螺纹圆管外径的3.8～4.0倍；圆形钢片1e上对称地分布有四个绑扎孔1f，绑扎孔的直径为内螺纹圆管螺孔内径的3/5～9/14，绑扎孔边缘与圆形钢片边缘的最短距离为绑扎孔径的1.1～1.4倍。本实施例中，预埋锚固件1a通过钢丝穿过绑扎孔后绑扎在钢筋主体1b上；混凝土主体1c通过浇筑后成型，将预埋锚固件1a和依附钢筋主体1b包裹在内部；混凝土主体1c在预埋锚固件1a的位置形成孔洞，且内螺纹圆管一端伸出混凝土主体1c，便于螺栓与内螺纹孔的配合。

结合图1和图5所示，机械锚固层2c包括螺栓和锚固压条2d，锚固压条2d为两端有锚固孔2e的矩形钢板，锚固压条2d的设置位置与预埋锚固件1a相对应，纵向居中地放置在毛坯拱1两侧拱腰、两侧拱脚和拱顶内侧的纤维层2b上。螺栓穿过锚固压条2d的锚固孔2e和纤维层2b后旋转进预埋紧固件1a的内螺纹圆管内，通过螺栓对锚固压条进行紧固，使锚固压条将纤维层2b进一步约束在毛坯拱1上，形成主体结构。机械锚固层2c中螺栓的直径、锚固压条的锚固孔径均与预埋紧固件1a的内螺纹孔径相匹配，锚固压条的宽度为锚固孔径的4.3～4.6倍，锚固压条的厚度为锚固孔径的3/10～3/5，锚固压条的长度比毛坯拱1的横向长度小7mm～13mm。锚固孔的净边距为锚固孔径的1.8～2.0倍。

以上内容是结合实施案例对本实用新型所做的进一步详细说明，不能认定实用新型的具体实施仅限于这些说明。对本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的构思的前提下，还可以做出简单的推演及替换，都应当视为本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种钢筋混凝土拱的加固结构，所述钢筋混凝土拱包括毛坯拱和固定在毛坯拱内侧的BFRP加固层，其特征在于：所述毛坯拱内设有预埋锚固件，所述预埋锚固件设有内螺纹孔，所述BFRP加固层包括纤维层和锚固压条，所述锚固压条上设有锚固孔，锚固孔内设有螺栓，所述螺栓依次穿过锚固孔和纤维层后与预埋锚固件螺纹连接。

2.根据权利要求1所述钢筋混凝土拱的加固结构，其特征在于：所述混凝土拱外包裹有聚脲加固层，所述聚脲加固层包括底漆层和涂料层；所述底漆层的底漆采用与混凝土匹配的底漆和与纤维配套环氧树脂胶匹配的底漆；所述涂料层喷涂在钢筋混凝土拱外表面。

3.根据权利要求1所述钢筋混凝土拱的加固结构，其特征在于：所述螺栓的直径与锚固孔孔径和内螺纹孔孔径均相匹配，所述锚固压条呈矩形，且宽度为锚固孔孔径的4.3～4.6倍，锚固压条的厚度为锚固孔孔径的3/10～3/5，锚固压条的长度比毛坯拱的横向长度小7mm～13mm。

4.根据权利要求1所述钢筋混凝土拱的加固结构，其特征在于：所述毛坯拱包括钢筋和混凝土，所述混凝土通过浇筑成型，并将预埋锚固件和钢筋包裹在内部；所述预埋锚固件固定在钢筋上，且一端伸出混凝土，若干个预埋锚固件在毛坯拱内呈轴对称状分布。

5.根据权利要求4所述钢筋混凝土拱的加固结构，其特征在于：所述预埋锚固件呈T型，包括互相固定连接的内螺纹圆管和圆形钢片，所述内螺纹圆管的管壁厚度与圆形钢片的厚度相同，且为内螺纹孔内径的3/5～1，所述圆形钢片的直径为内螺纹圆管外径的3.8～4.0倍；所述圆形钢片上对称地分布有四个绑扎孔，绑扎孔的直径为内螺纹圆管螺孔内径的3/5～9/14，绑扎孔边缘与圆形钢片边缘的最短距离为绑扎孔径的1.1～1.4倍。

6.根据权利要求5所述钢筋混凝土拱的加固结构，其特征在于：所述预埋锚固件通过钢丝穿过绑扎孔后绑扎在钢筋上。

7.根据权利要求1所述钢筋混凝土拱的加固结构，其特征在于：所述BFRP加固层还包括粘胶层，所述纤维层与毛坯拱之间通过粘胶层连接在一起。

8.根据权利要求7所述钢筋混凝土拱的加固结构，其特征在于：所述纤维层尺寸与毛坯拱内表面尺寸相对应，且呈网格状。