CN211571440U - 一种变截面梁预应力碳纤维板多点锚固分段加固结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种变截面梁预应力碳纤维板多点锚固分段加固结构，其特征在于：其包括碳纤维板、中间夹持底座、固定端底座和张拉锚固装置；所述变截面梁的底面设有凹槽，所述固定端底座安装在凹槽的右端，张拉锚固装置安装在凹槽的左端，中间夹持底座间隔布置于张拉锚固装置和固定端底座之间，且中间夹持底座安装在凹槽内；所述碳纤维板沿着凹槽铺设，碳纤维板的右端与固定端底座固定，碳纤维板的左端与张拉锚固装置连接，碳纤维板的中间部分通过间隔布置的中间夹持底座固定；所述的凹槽内位于碳纤维板以下的部分填充有表观层。本实用新型通过中间夹持底座，将上凸曲线分割成多段直线，解决变截面梁中间向上凸的底板无法进行预应力张拉的问题。

Description

一种变截面梁预应力碳纤维板多点锚固分段加固结构

技术领域

本实用新型涉及桥梁加固技术领域，适用于变截面梁上凸底板采用预应力碳纤维板进行补强、破损维修等加固施工，尤其适用于一种变截面梁预应力碳纤维板多点锚固分段加固结构。

背景技术

由于标准提高、设计施工不当、荷载增加、材料老化、环境腐蚀及使用功能变更等众多原因，许多桥梁面临着或拆除重建或加固补强，拆除重建耗时耗力耗资源，加固补强具有绿色、环保、节能、可持续发展的特点，预应力碳纤维板作为一种加固补强方法正广泛应用于桥梁加固工程中。经过多年的工程实践以及业内同行的经验教训总结，预应力碳纤维板只能应用于具有平直表面的结构加固，而对于支座处厚、跨中薄的变截面梁，其梁底板呈上凸形曲线，采用碳纤维板两端锚固和张拉的常规方法根本无法进行加固施工，而此种梁桥在实际工程中应用非常广泛，亟须提出相应的解决措施。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对变截面梁曲线桥梁预应力碳纤维板加固困难的问题，提出了一种变截面梁上凸底板预应力碳纤维板多点锚固分段加固结构。

为了达到目的，本实用新型提供的技术方案为：

本实用新型涉及的一种变截面梁预应力碳纤维板多点锚固分段加固结构，用于加固变截面梁，其特征在于：其包括碳纤维板、中间夹持底座、固定端底座和张拉锚固装置；所述变截面梁的底面设有中间高两端低的弧形的凹槽，所述固定端底座安装在凹槽的右端，张拉锚固装置安装在凹槽的左端，中间夹持底座间隔布置于张拉锚固装置和固定端底座之间，且中间夹持底座安装在凹槽内；所述碳纤维板沿着凹槽铺设，碳纤维板的右端与固定端底座固定，碳纤维板的左端与张拉锚固装置连接，碳纤维板的中间部分通过间隔布置的中间夹持底座固定；所述的凹槽内位于碳纤维板以下的部分填充有表观层。

优选地，所述的中间夹持底座包括夹持底座本体和锚具顶板，夹持底座本体的下表面位于靠近夹持底座本体左右边沿的位置呈波纹结构，夹持底座本体的下表面位于左右波纹结构之间的位置设有两块间隔布置的第一限位板，夹持底座本体通过相互配合的胶锚螺栓以及底座螺母固定于变截面梁的底面；所述的碳纤维板紧贴夹持底座本体的底面，碳纤维板的前后边沿与第一限位板接触，锚具顶板通过锚具螺栓固定于夹持底座本体的波纹结构位置并压紧碳纤维板。

优选地，所述的固定端底座包括固定端底座本体和锚具顶板，固定端底座本体的下表面设有波纹结构和间隔布置的第二限位板，固定端底座本体通过相互配合的胶锚螺栓以及底座螺母固定于变截面梁的底面；所述的碳纤维板紧贴固定端底座本体底面，碳纤维板的前后边沿与第二限位板接触，锚具顶板通过锚具螺栓固定于固定端底座本体的波纹结构位置并压紧碳纤维板。

优选地，所述的张拉锚固装置包括张拉单元和锚固单元，锚固单元包括锚具、锚固架、张拉端底座和高强螺杆，张拉端底座通过相互配合的胶锚螺栓以及底座螺母固定在变截面梁的下表面，张拉端底座的左侧设有锚固螺母，高强螺杆贯穿张拉端底座，并用锚固螺母锁紧，高强螺杆的右端设有扩大端头，锚固架通过扩大端头固定在高强螺杆上，锚具与锚固架固定，所述的碳纤维板的左端用锚具夹紧；所述的张拉单元包括反力架和千斤顶，千斤顶的一端与反力架固定，另一端与张拉端底座固定，反力架通过安装螺母安装于高强螺杆的右端。

优选地，所述的张拉端底座、反力架和锚固架上均设有导向孔，导向孔的位置与高强螺杆对应，孔径与高强螺杆的直径相同。

优选地，所述的千斤顶的伸缩杆上设有顶拉缀板，拉缀板通过胶锚螺栓和底座螺母与张拉端底座固定。

优选地，所述的锚具分为上下两层结构，上层结构与锚固架焊接，下层结构通过锚具螺栓与上层结构固定并将碳纤维板锁紧于上下两层结构之间。

优选地，所述的凹槽对应于安装中间夹持底座、固定端底座和张拉锚固装置的位置设有凹槽加深区；所述的中间夹持底座、固定端底座和张拉锚固装置通过结构胶层粘贴在凹槽加深区。

优选地，所述的碳纤维板还通过若干间隔布置的压紧条直接与变截面梁的底面连接。

优选地，所述的锚具顶板的顶面设有波纹结构。

采用本实用新型提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

1）本实用新型采用张拉端锚具、固定端锚具单向张拉或使用两个张拉端锚具双向张拉方式，结合中间夹持锚具的锚固作用，将上凸曲线分割成多段直线，可以解决变截面梁中间向上凸的底板无法进行预应力张拉的问题。

2）本实用新型通过中间夹持底座在张拉后进行碳纤维板的锚固，可实现一次张拉、多点锚固的效果，提高张拉施工效率。

3）本实用新型预应力碳纤维板对上凸底板的加固，提高了变截面梁的承载能力和耐久性，缩短了工期，降低了造价，属于建筑绿色施工。

4）本实用新型对于跨度大、曲率变化大的上凸底板加固，碳纤维板两端均设置张拉底座，其它情况一端设置固定底座，另一端设置张拉底座，分别采用双向张拉和单向张拉的方式对碳纤维板施加预应力，适用性强。

附图说明

图1是变截面梁底面开挖凹槽后的结构示意图；

图2是变截面梁预应力碳纤维板多点锚固分段加固结构的示意图；

图3是固定端底座本体的立体图；

图4是固定端底座本体沿变截面梁跨度方向上的剖面图；

图5是固定端底座本体安装于变截面梁的示意图；

图6是用固定端底座夹紧碳纤维板的结构示意图；

图7是中间夹持底座本体的立体图；

图8是中间夹持底座本体沿变截面梁跨度方向上的剖面图；

图9是中间夹持底座本体安装于变截面梁的示意图；

图10是用中间夹持底座夹紧碳纤维板的结构示意图；

图11是张拉锚固装置的俯视图；

图12是张拉端底座的立体图；

图13是张拉端底座沿变截面梁跨度方向上的剖面图；

图14是张拉端底座安装于变截面梁的示意图；

图15是碳纤维板用张拉锚固装置锁紧的示意图；

图16是锚具顶板的结构示意图。

标注说明：1.碳纤维板，2.中间夹持底座，201.夹持底座本体，202.第一限位板，3.固定端底座，301.固定端底座本体，302.第二限位板，4.张拉锚固装置，401.张拉端底座，402.反力架，403.锚固架，404.高强螺杆，405.扩大端头，406.锚固螺母，407.千斤顶，408.顶拉缀板，409.安装螺母，4011.导向孔，5.变截面梁，6.支座，7.墩柱，8.胶锚螺栓，9.底座螺母，10.压紧条，11.结构胶层，12.锚具顶板，13.锚具螺栓，14.凹槽，141-凹槽加深区，15.表观层，16.锚具。

具体实施方式

为进一步了解本实用新型的内容，结合实施例对本实用新型作详细描述，以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

结合附图1和2所示，本实用新型涉及的一种变截面梁预应力碳纤维板多点锚固分段加固结构，用于加固变截面梁5，该变截面梁5通过支座6架设于墩柱7上，变截面梁5板底钢筋保护层厚度5cm。变截面梁5的底面设有中间高两端低的弧形的凹槽14，该结构还包括碳纤维板1、中间夹持底座2、固定端底座3和张拉锚固装置4；所述固定端底座3安装在凹槽14的右端，张拉锚固装置4安装在凹槽14的左端，中间夹持底座2间隔布置于张拉锚固装置4和固定端底座3之间，且中间夹持底座2安装在凹槽14内，凹槽14对应于安装中间夹持底座2、固定端底座3和张拉锚固装置4的位置设有凹槽加深区141。所述碳纤维板1沿着凹槽15铺设，碳纤维板1的右端与固定端底座3固定，碳纤维板1的左端与张拉锚固装置4连接，碳纤维板1的中间部分通过间隔布置的中间夹持底座2固定。所述的凹槽15内位于碳纤维板1以下的部分填充水泥浆形成表观层16，使表观层16平面与桥底平面高度相同。

所述的固定端底座3通过结构胶层11粘贴在凹槽14最右端的凹槽加深区141内。结合附图3~6所示，所述的固定端底座3包括固定端底座本体301和锚具顶板12，固定端底座本体301的下表面设有波纹结构和间隔布置的第二限位板302，固定端底座本体301通过相互配合的胶锚螺栓8以及底座螺母9进一步固定于变截面梁5的底面。所述的碳纤维板1紧贴固定端底座本体301底面，碳纤维板1的前后边沿与第二限位板302接触；结合附图16所示，所述的锚具顶板12的顶面设有波纹结构。用固定端底座3夹紧碳纤维板1时，锚具顶板12通过锚具螺栓13固定于固定端底座本体301的波纹结构位置并压紧碳纤维板1，锚具顶板12顶面的波纹结构以及固定端底座本体301底面的波纹结构相互咬合，进而完全锁紧碳纤维板1。

所述的中间夹持底座2通过结构胶层11粘贴在固定端底座3和张拉锚固装置4之间部分的凹槽14的凹槽加深区141内。结合附图7~10所示，所述的中间夹持底座2包括夹持底座本体201和锚具顶板12，夹持底座本体201的下表面位于靠近夹持底座本体201左右边沿的位置呈波纹结构，夹持底座本体201的下表面位于左右波纹结构之间的位置设有两块间隔布置的第一限位板202，夹持底座本体201通过相互配合的胶锚螺栓8以及底座螺母9固定于变截面梁5的底面；所述的碳纤维板1紧贴夹持底座本体201的底面，碳纤维板1的前后边沿与第一限位板202接触，锚具顶板12通过锚具螺栓13固定于夹持底座本体201的波纹结构位置并压紧碳纤维板1，用中间夹持底座2夹紧碳纤维板1时，锚具顶板12通过锚具螺栓13固定于固定端底座本体301的波纹结构位置并压紧碳纤维板1，锚具顶板12顶面的波纹结构以及中间夹持底座本体201底面的波纹结构相互咬合，进而完全锁紧碳纤维板1。

结合附图10所示，张拉锚固装置4通过结构胶层11粘贴在凹槽14最左端的凹槽加深区141内。结合附图10~15所示，所述的张拉锚固装置4包括张拉单元和锚固单元；锚固单元包括锚具16、锚固架403、张拉端底座401和高强螺杆404，张拉单元包括反力架402和千斤顶407，张拉端底座401、反力架402和锚固架403上均设有导向孔4011，导向孔4011的位置与高强螺杆404对应，孔径与高强螺杆404的直径相同。张拉端底座401通过相互配合的胶锚螺栓8以及底座螺母9进一步固定在变截面梁5的下表面，张拉端底座401的左侧设有锚固螺母406，高强螺杆404贯穿张拉端底座401，锚固螺母406可在高强螺杆404上拧动进而沿着高强螺杆404左右移动，当锚固螺母406完全贴住张拉端底座401时可以锁紧张拉端底座401，高强螺杆404的右端设有扩大端头405，锚固架403通过扩大端头405固定在高强螺杆404上，锚具16与锚固架403固定，锚具16分为上下两层结构，上层结构与锚固架403焊接，下层结构通过锚具螺栓13与上层结构固定并将碳纤维板1锁紧于上下两层结构之间，碳纤维板1的左端用锚具16夹紧；千斤顶407的一端与反力架402固定，另一端的伸缩杆上设有顶拉缀板408，拉缀板408通过胶锚螺栓8和底座螺母9与张拉端底座401固定，进而使千斤顶407与张拉端底座401固定，反力架402通过安装螺母409安装于高强螺杆404的右端，进而使千斤顶407无法左右移动。

结合附图2所示，所述碳纤维板1沿着凹槽15铺设，碳纤维板1的右端与固定端底座3固定，碳纤维板1的左端与张拉锚固装置4连接，碳纤维板1的中间部分通过间隔布置的中间夹持底座2固定；碳纤维板1还通过若干间隔布置的压紧条10直接与变截面梁5的底面连接，碳纤维板1每隔2~3m安装压紧条10进行短距离固定。

上述结构施工时，首先将碳纤维板1的右端与固定端底座3锁紧，碳纤维板1的中间部分依次穿过多个中间夹持底座2，中间夹持底座2的锚具顶板12暂时不锁紧，碳纤维板1的左端夹在锚具16上，张拉前，旋拧安装螺母409使其与反力架402接触；通过千斤顶407顶升反力架402，反力架402向左运动的同时带动高强螺杆404沿着导向孔4011向左运动，最终带动锚具16向左运动并张拉碳纤维板1；碳纤维板1张拉完成后，旋拧锚固螺母406使其与张拉端底座401紧密接触，锚固螺母406限制碳纤维板1回缩，用锚具顶板12压紧中间夹持底座2处的碳纤维板1，将弧形的碳纤维板1分隔呈若干段接近直线的部分，解决了曲线结构中采用碳纤维板1两端锚固和张拉的常规方法无法进行加固施工的问题，进而实现在变截面梁5底面对碳纤维板1进行张拉施加预应力，提高加固部分的强度；最终在凹槽14处用水泥浆填充，形成表观层。

以上结合实施例对本实用新型进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍属于本实用新型的专利涵盖范围之内。

Claims (10)

1.一种变截面梁预应力碳纤维板多点锚固分段加固结构，用于加固变截面梁（5），其特征在于：其包括碳纤维板（1）、中间夹持底座（2）、固定端底座（3）和张拉锚固装置（4）；所述变截面梁（5）的底面设有中间高两端低的弧形的凹槽（14），所述固定端底座（3）安装在凹槽（14）的右端，张拉锚固装置（4）安装在凹槽（14）的左端，中间夹持底座（2）间隔布置于张拉锚固装置（4）和固定端底座（3）之间，且中间夹持底座（2）安装在凹槽（14）内；所述碳纤维板（1）沿着凹槽（14）铺设，碳纤维板（1）的右端与固定端底座（3）固定，碳纤维板（1）的左端与张拉锚固装置（4）连接，碳纤维板（1）的中间部分通过间隔布置的中间夹持底座（2）固定；所述的凹槽（14）内位于碳纤维板（1）以下的部分填充有表观层（15）。

2.根据权利要求1所述的变截面梁预应力碳纤维板多点锚固分段加固结构，其特征在于：所述的中间夹持底座（2）包括夹持底座本体（201）和锚具顶板（12），夹持底座本体（201）的下表面位于靠近夹持底座本体（201）左右边沿的位置呈波纹结构，夹持底座本体（201）的下表面位于左右波纹结构之间的位置设有两块间隔布置的第一限位板（202），夹持底座本体（201）通过相互配合的胶锚螺栓（8）以及底座螺母（9）固定于变截面梁（5）的底面；所述的碳纤维板（1）紧贴夹持底座本体（201）的底面，碳纤维板（1）的前后边沿与第一限位板（202）接触，锚具顶板（12）通过锚具螺栓（13）固定于夹持底座本体（201）的波纹结构位置并压紧碳纤维板（1）。

3.根据权利要求1所述的变截面梁预应力碳纤维板多点锚固分段加固结构，其特征在于：所述的固定端底座（3）包括固定端底座本体（301）和锚具顶板（12），固定端底座本体（301）的下表面设有波纹结构和间隔布置的第二限位板（302），固定端底座本体（301）通过相互配合的胶锚螺栓（8）以及底座螺母（9）固定于变截面梁（5）的底面；所述的碳纤维板（1）紧贴固定端底座本体（301）底面，碳纤维板（1）的前后边沿与第二限位板（302）接触，锚具顶板（12）通过锚具螺栓（13）固定于固定端底座本体（301）的波纹结构位置并压紧碳纤维板（1）。

4.根据权利要求1所述的变截面梁预应力碳纤维板多点锚固分段加固结构，其特征在于：所述的张拉锚固装置（4）包括张拉单元和锚固单元，锚固单元包括锚具（16）、锚固架（403）、张拉端底座（401）和高强螺杆（404），张拉端底座（401）通过相互配合的胶锚螺栓（8）以及底座螺母（9）固定在变截面梁（5）的下表面，张拉端底座（401）的左侧设有锚固螺母（406），高强螺杆（404）贯穿张拉端底座（401），并用锚固螺母（406）锁紧，高强螺杆（404）的右端设有扩大端头（405），锚固架（403）通过扩大端头（405）固定在高强螺杆（404）上，锚具（16）与锚固架（403）固定，所述的碳纤维板（1）的左端用锚具（16）夹紧；所述的张拉单元包括反力架（402）和千斤顶（407），千斤顶（407）的一端与反力架（402）固定，另一端与张拉端底座（401）固定，反力架（402）通过安装螺母（409）安装于高强螺杆（404）的右端。

5.根据权利要求4所述的变截面梁预应力碳纤维板多点锚固分段加固结构，其特征在于：所述的张拉端底座（401）、反力架（402）和锚固架（403）上均设有导向孔（4011），导向孔（4011）的位置与高强螺杆（404）对应，孔径与高强螺杆（404）的直径相同。

6.根据权利要求4所述的变截面梁预应力碳纤维板多点锚固分段加固结构，其特征在于：所述的千斤顶（407）的伸缩杆上设有顶拉缀板（408），拉缀板（408）通过胶锚螺栓（8）和底座螺母（9）与张拉端底座（401）固定。

7.根据权利要求4所述的变截面梁预应力碳纤维板多点锚固分段加固结构，其特征在于：所述的锚具（16）分为上下两层结构，上层结构与锚固架（403）焊接，下层结构通过锚具螺栓（13）与上层结构固定并将碳纤维板（1）锁紧于上下两层结构之间。

8.根据权利要求1所述的变截面梁预应力碳纤维板多点锚固分段加固结构，其特征在于：所述的凹槽（14）对应于安装中间夹持底座（2）、固定端底座（3）和张拉锚固装置（4）的位置设有凹槽加深区（141）；所述的中间夹持底座（2）、固定端底座（3）和张拉锚固装置（4）通过结构胶层（11）粘贴在凹槽加深区（141）。

9.根据权利要求1所述的变截面梁预应力碳纤维板多点锚固分段加固结构，其特征在于：所述的碳纤维板（1）还通过若干间隔布置的压紧条（10）直接与变截面梁（5）的底面连接。

10.根据权利要求2或3所述的变截面梁预应力碳纤维板多点锚固分段加固结构，其特征在于：所述的锚具顶板（12）的顶面设有波纹结构。

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