CN213806713U - 一种快速安装的预应力frp加固装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种快速安装的预应力FRP加固装置，包括FRP加固装置，所述的FRP加固装置铺设在位于建筑结构表面的表面凹槽内，所述的表面凹槽穿过建筑结构表面的裂缝，所述的FRP加固装置处于拉伸状态，所述的FRP加固装置与建筑结构表面固定连接。该种加固装置采用FRP筋和FRP布共同参与张拉过程，提高张拉能力，提高承载力，能有效地对建筑结构进行收紧约束，螺栓钉通过FRP加固装置上的螺栓孔，将其固定在建筑结构上。

Description

一种快速安装的预应力FRP加固装置

技术领域

本实用新型是涉及混凝土表面修复技术领域，具体的说是一种快速安装的预应力FRP加固装置。

背景技术

目前，随着建造成本的不断提高与加固技术的发展，对已损建筑结构的加固得到了发展。其中，FRP加固技术由于自身耐腐蚀能力强、承载力高等原因，尤受重视。现如今，FRP加固技术主要应用于FRP布的粘结加固，即将FRP布上涂抹粘贴胶水，然后粘结到已损的建筑结构上，待后续建筑结构又将开裂或者损坏时，FRP布受拉且参与到建筑结构的受力中来，进而减小建筑结构薄弱区所受的外部荷载。但是，使用FRP对建筑结构的加固一般会持续几月甚至几年。在建筑结构进行FRP加固的时间段，需要对建筑结构加固的周围发布载荷限制或加以封闭措施。这些限制或者和封闭措施可能会导致在这个时间段，建筑结构的部分或者整体不再运营，若是桥梁道路，则会导致关闭道路、绕道行驶，增加了绕道车辆的时间和运营成本，影响了商业、公共交通和紧急服务。对于效果而言，仅在已损建筑结构处粘贴FRP布，不能对现有已损的建筑结构起到收紧约束的作用，并不能减少或者收缩裂缝，裂缝任然存在，只能待后续裂缝继续扩张时，该FRP布的粘结才能起到作用。

如申请号为CN201520304833.7，名为“危旧T梁横向预张拉FRP筋混合加固系统”，其在两根T梁间横向施加涂防护涂层的钢管，然后预张拉FRP筋并锚固，对FRP筋施加预应力，加强T梁横向刚度，对T梁横向进行加固。这种加固技术类似于张弦梁结构，可以对T梁的下部施加一个预压应力，但是这种加固仅能使用FRP筋，相比于大面积的FRP布，其承载力会有所下降，且FRP筋在T梁的下部会占用一部分的使用高度，影响美观。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种快速安装的预应力FRP加固装置，采用FRP筋和FRP布共同参与张拉过程，提高张拉能力，提高承载力，能有效地对建筑结构进行收紧约束，螺栓钉通过FRP加固装置上的螺栓孔，将其固定在建筑结构上。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：

一种快速安装的预应力FRP加固装置，其特征是：包括FRP加固装置，所述的FRP加固装置铺设在位于建筑结构表面的表面凹槽内，所述的表面凹槽穿过建筑结构表面的裂缝，所述的FRP加固装置处于拉伸状态，所述的FRP加固装置与建筑结构表面固定连接。

所述的FRP加固装置包括FRP布和FRP筋，所述的表面凹槽包括深凹槽和浅凹槽，所述的浅凹槽位于建筑结构表面，浅凹槽的槽底加工有若干条相互平行的深凹槽，所述的深凹槽的延伸方向与浅凹槽的延伸方向相同，所述的FRP布用于铺设在浅凹槽内，所述的FRP筋嵌入深凹槽内。

所述的FRP加固装置一端通过端部固定装置与浅凹槽槽底固定连接，FRP加固装置另一端的FRP筋端部超出FRP布端部形成张拉端，所述的张拉端与张拉设备可拆卸连接，所述的张拉设备用于通过拉伸FRP加固装置使FRP加固装置处于拉伸状态。

所述的张拉端的FRP筋端部与法兰可拆卸连接，所述的法兰与张拉设备固定连接，所述的张拉设备通过张拉设备固定装置与建筑结构表面可拆卸连接。

所述的法兰开有若干个限位卡孔，每个限位卡孔包括伸入孔、滑槽孔和限位孔，所述的滑槽孔一端与伸入孔侧壁连通，另一端与限位孔侧壁连通；所述的FRP筋端部可拆卸的安装有工作夹片形成膨大端；

所述的伸入孔的内径大于工作夹片的外径，所述的滑槽孔的孔宽度大于FRP筋的直径且小于工作夹片的外径，所述的限位孔的内径大于FRP筋的直径且小于工作夹片的外径；

所述的伸入孔内壁加工有螺纹，所述的伸入孔与法兰螺栓可拆卸螺纹连接。

所述的FRP布远离FRP筋一侧的表面安装有若干个锚板，所述的锚板的延伸方向与FRP筋的延伸方向垂直，所述的锚板加工有螺栓孔，螺栓钉穿过螺栓孔、FRP布与建筑结构连接。

所述的FRP布与浅凹槽之间涂覆FRP结构胶，所述的FRP筋与深凹槽之间涂覆FRP结构胶。

该种实用新型的快速安装的预应力FRP加固装置能够达到的有益效果为：根据裂缝大小定制相应规格的FRP加固装置，可以降低成本，且结构美观大方，FRP加固装置的FRP筋和FRP布共同参与张拉过程，提高张拉能力，提高承载力，能有效地对建筑结构进行收紧约束，螺栓钉通过FRP加固装置上的螺栓孔，将其固定在建筑结构上，解决了外应力加固缺点，减少对建筑结构的损伤。加固过程中，裂缝的开展方向和FRP加固装置应保持垂直关系，有助于实现FRP加固装置的作用最大化。

附图说明

图1为本实用新型一种快速安装的预应力FRP加固装置的结构示意图。

图2为本实用新型一种快速安装的预应力FRP加固装置中FRP加固装置的剖面图。

图3为本实用新型一种快速安装的预应力FRP加固装置中表面凹槽的结构示意图。

图4为本实用新型一种快速安装的预应力FRP加固装置中表面凹槽内涂覆FRP结构胶后的结构示意图。

图5为本实用新型一种快速安装的预应力FRP加固装置中FRP加固装置的结构示意图。

图6为本实用新型一种快速安装的预应力FRP加固装置中张拉端和张拉设备连接结构示意图。

图7为本实用新型一种快速安装的预应力FRP加固装置中张拉端和法兰连接结构示意图。

图8为本实用新型一种快速安装的预应力FRP加固装置中张拉端和法兰连接结构剖面图。

图9为本实用新型一种快速安装的预应力FRP加固装置中法兰表面限位卡孔的连接结构示意图。

说明书附图说明：1、建筑结构；2、裂缝；3、表面凹槽；4、FRP加固装置；5、螺栓钉；6、端部固定装置；7、张拉设备；8、张拉端；9、法兰；10、工作夹片；11、法兰螺栓；12、张拉设备固定装置；13、FRP结构胶；14、限位卡孔；

3.1、深凹槽；3.2、浅凹槽；

4.1、FRP筋；4.2、FRP布；4.3、锚板；4.4、螺栓孔；

14.1、伸入孔；14.2、滑槽孔；14.3、限位孔。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本实用新型作进一步描述。

如图1所示，一种快速安装的预应力FRP加固装置，其特征是：包括FRP加固装置4，所述的FRP加固装置4铺设在位于建筑结构1表面的表面凹槽3内，所述的表面凹槽3穿过建筑结构1表面的裂缝2，所述的FRP加固装置4处于拉伸状态，所述的FRP加固装置4与建筑结构1表面固定连接。

本实施例中，如图2图5所示，FRP加固装置4包括FRP布4.2和FRP筋4.1，所述的表面凹槽3包括深凹槽3.1和浅凹槽3.2，所述的浅凹槽3.2位于建筑结构1表面，浅凹槽3.2的槽底加工有若干条相互平行的深凹槽3.1，所述的深凹槽3.1的延伸方向与浅凹槽3.2的延伸方向相同，所述的FRP布4.2用于铺设在浅凹槽3.2内，所述的FRP筋4.1嵌入深凹槽3.1内。

进一步的，FRP布4.2和FRP筋4.1一体成型，FRP加固装置4由FRP筋4.1与FRP布4.2通过加热、FRP布4.2在FRP筋4.1上缠绕成肋、再次加热固化制备而成，进一步的，深凹槽3.1和浅凹槽3.2均由开槽机在建筑结构1表面加工行形成，所述的深凹槽3.1和浅凹槽3.2的延伸方向与裂缝2的延伸方向垂直。

本实施例中，FRP加固装置4一端通过端部固定装置6与浅凹槽3.2槽底固定连接，FRP加固装置4另一端的FRP筋4.1端部超出FRP布4.2端部形成张拉端8，所述的张拉端8与张拉设备7可拆卸连接，所述的张拉设备7用于通过拉伸FRP加固装置4使FRP加固装置4处于拉伸状态。

本实施例中，张拉端8的FRP筋4.1端部与法兰9可拆卸连接，所述的法兰9与张拉设备7固定连接，所述的张拉设备7通过张拉设备固定装置12与建筑结构1表面可拆卸连接。

本实施例中，法兰9开有若干个限位卡孔14，每个限位卡孔14包括伸入孔14.1、滑槽孔14.2和限位孔14.3，所述的滑槽孔14.2一端与伸入孔14.1侧壁连通，另一端与限位孔14.3侧壁连通；所述的FRP筋4.1端部可拆卸的安装有工作夹片10形成膨大端；

伸入孔14.1的内径大于工作夹片10的外径，所述的滑槽孔14.2的孔宽度大于FRP筋4.1的直径且小于工作夹片10的外径，所述的限位孔14.3的内径大于FRP筋4.1的直径且小于工作夹片10的外径；

所述的伸入孔14.1内壁加工有螺纹，所述的伸入孔14.1与法兰螺栓11可拆卸螺纹连接。

进一步的，端部固定装置6由位于FRP加固装置4端部的锚板4.3与螺栓钉5组成，通过螺栓钉5以此穿过锚板4.3和FRP布4.2，将FRP加固装置4一端与建筑结构1紧密固定连接。张拉端8的FRP筋4.1端部可拆分的安装有工作夹片10，由于工作夹片10的外径大于FRP筋4.1直径，因此可以形成膨大端，工作夹片10穿过伸入孔14.1后，使FRP筋4.1沿滑槽孔14.2欢动，直至FRP筋4.1嵌入限位孔14.3内，由于限位孔14.3的内径大于FRP筋4.1的直径且小于工作夹片10的外径，限位孔14.3可以实现防止FRP筋4.1在张拉过程中脱落的情况。

进一步的，张拉设备7可以采用沿FRP筋4.1轴向牵引的设备，包括但不限于液压缸、气压缸等。

本实施例中，FRP布4.2远离FRP筋4.1一侧的表面安装有若干个锚板4.3，所述的锚板4.3的延伸方向与FRP筋4.1的延伸方向垂直，所述的锚板4.3加工有螺栓孔4.4，螺栓钉5穿过螺栓孔4.4、FRP布4.2与建筑结构1连接。

本实施例中，FRP布4.2与浅凹槽3.2之间涂覆FRP结构胶13，所述的FRP筋4.1与深凹槽3.1之间涂覆FRP结构胶13。

进一步的，锚板4.3距离裂缝2两侧的距离需要超出设定阈值，保证螺栓钉5与建筑结构1的作用不会对裂缝2造成进一步损伤。

进一步的，该种快速安装的预应力FRP加固装置的施工方法具体如下：

步骤1，根据建筑结构1上裂缝2的宽度、开展方向以及建筑结构1的损坏程度，设计出相应的FRP加固装置4的尺寸参数，包括FRP加固装置4的整体长度、FRP筋4.1的横截面尺寸、FRP布4.2的厚度、FRP布4.2的宽度；

步骤2，根据步骤1中FRP加固装置4的尺寸参数，在FRP预制制备厂中提前预制FRP加固装置4；

步骤3，根据建筑结构1上裂缝2的开展方向以及已确定的FRP加固装置4的尺寸参数，确定表面凹槽3的尺寸，再沿着裂缝2开展方向的垂直方向上，使用浅口切割机开凿表面凹槽3，包括深凹槽3.1和浅凹槽3.2，其中深凹槽3.1沿着表面凹槽3全长分布，横截面上位于表面凹槽3的中心，浅凹槽3.2沿着表面凹槽3全长分布，横截面上位于深凹槽3.1的两侧；

步骤4，将FRP加固装置4整体安置在开凿好的表面凹槽3上，其中FRP筋4.1朝建筑结构1的里面，FRP布4.2朝着建筑结构1的外面，将FRP筋4.1安置在深凹槽3.1中，FRP布4.2安置在浅凹槽3.2中；

步骤5，将FRP加固装置4的一端固定住，然后用螺栓钉5拧入FRP加固装置4一端的螺栓孔4.4中，一直打到建筑结构1的里面，以固定好FRP加固装置4的一端，保证FRP加固装置4的这端牢固可靠；

步骤6，在FRP加固装置4的另一端外部，即张拉端8的外部，安置张拉设备固定装置12，将张拉设备固定装置12固定在建筑结构1上，然后将张拉设备7固定在张拉设备固定装置12上；

步骤7，在FRP筋4.1和FRP布4.2的底部，涂抹FRP结构胶13；

步骤8，设置张拉控制应力，将张拉端8安置在张拉设备7上，进行预应力张拉，张拉到控制应力时停止，固定住张拉设备7上的张拉端8；

步骤9，使用螺栓钉5拧入FRP加固装置4的螺栓孔4.4中，其中在裂缝2两侧的一定距离范围内，需保证有足够的安全距离，故不可用螺栓钉5在螺栓孔4.4上进行锚栓加固；对于其他部位的螺栓孔4.4，均需使用螺栓钉5拧入将FRP加固装置4锚固在建筑结构1上；

步骤10，待需拧入的螺栓钉5均拧到位时，张拉设备7卸荷，加固步骤完成；

安装完成后，利用FRP加固装置的FRP筋和FRP布共同参与的张拉过程，提高张拉能力，提高承载力，能有效地对建筑结构进行收紧约束。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，应视为本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种快速安装的预应力FRP加固装置，其特征是：包括FRP加固装置（4），所述的FRP加固装置（4）铺设在位于建筑结构（1）表面的表面凹槽（3）内，所述的表面凹槽（3）穿过建筑结构（1）表面的裂缝（2），所述的FRP加固装置（4）处于拉伸状态，所述的FRP加固装置（4）与建筑结构（1）表面固定连接；

所述的FRP加固装置（4）包括FRP布（4.2）和FRP筋（4.1），所述的表面凹槽（3）包括深凹槽（3.1）和浅凹槽（3.2），所述的浅凹槽（3.2）位于建筑结构（1）表面，浅凹槽（3.2）的槽底加工有若干条相互平行的深凹槽（3.1），所述的深凹槽（3.1）的延伸方向与浅凹槽（3.2）的延伸方向相同，所述的FRP布（4.2）用于铺设在浅凹槽（3.2）内，所述的FRP筋（4.1）嵌入深凹槽（3.1）内。

2.根据权利要求1所述的一种快速安装的预应力FRP加固装置，其特征在于：所述的FRP加固装置（4）一端通过端部固定装置（6）与浅凹槽（3.2）槽底固定连接，FRP加固装置（4）另一端的FRP筋（4.1）端部超出FRP布（4.2）端部形成张拉端（8），所述的张拉端（8）与张拉设备（7）可拆卸连接，所述的张拉设备（7）用于通过拉伸FRP加固装置（4）使FRP加固装置（4）处于拉伸状态。

3.根据权利要求2所述的一种快速安装的预应力FRP加固装置，其特征在于：所述的张拉端（8）的FRP筋（4.1）端部与法兰（9）可拆卸连接，所述的法兰（9）与张拉设备（7）固定连接，所述的张拉设备（7）通过张拉设备固定装置（12）与建筑结构（1）表面可拆卸连接。

4.根据权利要求3所述的一种快速安装的预应力FRP加固装置，其特征在于：所述的法兰（9）开有若干个限位卡孔（14），每个限位卡孔（14）包括伸入孔（14.1）、滑槽孔（14.2）和限位孔（14.3），所述的滑槽孔（14.2）一端与伸入孔（14.1）侧壁连通，另一端与限位孔（14.3）侧壁连通；所述的FRP筋（4.1）端部可拆卸的安装有工作夹片（10）形成膨大端；

所述的伸入孔（14.1）的内径大于工作夹片（10）的外径，所述的滑槽孔（14.2）的孔宽度大于FRP筋（4.1）的直径且小于工作夹片（10）的外径，所述的限位孔（14.3）的内径大于FRP筋（4.1）的直径且小于工作夹片（10）的外径；

所述的伸入孔（14.1）内壁加工有螺纹，所述的伸入孔（14.1）与法兰螺栓（11）可拆卸螺纹连接。

5.根据权利要求2所述的一种快速安装的预应力FRP加固装置，其特征在于：所述的FRP布（4.2）远离FRP筋（4.1）一侧的表面安装有若干个锚板（4.3），所述的锚板（4.3）的延伸方向与FRP筋（4.1）的延伸方向垂直，所述的锚板（4.3）加工有螺栓孔（4.4），螺栓钉（5）穿过螺栓孔（4.4）、FRP布（4.2）与建筑结构（1）连接。

6.根据权利要求5所述的一种快速安装的预应力FRP加固装置，其特征在于：所述的FRP布（4.2）与浅凹槽（3.2）之间涂覆FRP结构胶（13），所述的FRP筋（4.1）与深凹槽（3.1）之间涂覆FRP结构胶（13）。

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