CN216422923U - 用于预应力纤维网格布增强混凝土的张拉装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种用于预应力纤维网格布增强混凝土的张拉装置，属于预应力纤维网格布增强混凝土技术领域。该张拉装置包括张拉台座、荷载采集组件、加载组件、浇筑组件和数据采集系统，且各组件均为可拆卸组件。该装置基于先张法设计，通过加载螺栓对纤维网格布进行张拉，并同时进行混凝土浇筑。本实用新型纤维网格布增强混凝土构件的制备采用分层浇筑的施工工艺，能够有效解决构件在较高配网率(配置两层及以上多层纤维网格布)时的施工难题；本实用新型配有数据采集系统，能够实时监测并记录纤维网格布的张拉荷载；该装置的适用范围较广，纤维网格布增强混凝土的基体除细骨料混凝土外，也可采用普通混凝土、纤维混凝土等。
Description
技术领域
本实用新型属于预应力纤维网格布增强混凝土技术领域，涉及一种简单、便捷的用于预应力纤维网格布增强混凝土的张拉装置。
背景技术
纤维网格布增强混凝土(Textile reinforced concrete，简称TRC)是以二维定向连续纤维增强材料(如玄武岩纤维网格布、玻璃纤维网格布等)为基材制成的水泥基复合材料。纤维网格布具有较高的双向抗拉强度与良好的耐碱-氯盐耦合腐蚀性能，作为增强材料用于混凝土时可避免类似金属增强材料(如钢筋、钢纤维)的锈蚀问题，从而改善混凝土的耐久性。
在TRC受拉或受弯构件中采用预应力，可延缓裂缝的出现并减小裂缝的宽度，提高构件的截面刚度。此外，采用预应力不仅可以避免纤维网格布在混凝土浇筑与振捣过程中发生位置改变，明显改善纤维网格布在混凝土中的弯曲与扭转现象，进而增强不同层纤维网格布的协同受力性能，提高纤维网格布的抗拉强度利用率。纤维网格布放张后，纤维束由于泊松效应发生膨胀变形，混凝土对纤维束的环向挤压应力增大，从而改善了纤维网格布与混凝土之间的粘结性能。因此，预应力可对TRC构件的承载能力产生一定的积极影响。然而，现有的预应力纤维网格布增强混凝土用张拉装置在较高配网率(配置两层及以上纤维网格布)时施工困难，且无法实时监测并记录纤维网格布的张拉荷载。
实用新型内容
针对现有张拉装置存在的不足，本实用新型旨在提供一种用于预应力纤维网格布增强混凝土的张拉装置，并详细说明其使用方法。该装置包括张拉台座、荷载采集组件、加载组件、浇筑组件和数据采集系统，且各组件均为可拆卸组件。TRC构件的制备采用分层浇筑的施工工艺，可有效解决构件在较高配网率(配置两层及以上纤维网格布)时的施工难题。此外，该装置配有数据采集系统，可实时监测并记录纤维网格布的张拉荷载。该装置的适用范围较广，TRC的基体除细骨料混凝土外，也可采用普通混凝土、纤维混凝土等。
为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：
一种用于预应力纤维网格布增强混凝土的张拉装置，包括张拉台座、荷载采集组件、加载组件、浇筑组件与数据采集系统。
所述的张拉台座包括边框1、底板2和两个水准泡3。所述的边框1与底板2之间通过铆钉相互连接固定，两个水准泡3位于边框1的相邻直角边的中点。
所述的荷载采集组件位于张拉装置下方，包括固定螺栓4、螺母5、U形套管6、连接套杆7和荷载传感器8，荷载采集组件中的U形套管6开口向上。所述的U形套管6底面中部设有穿过固定螺栓4的通孔，U形套管6通过固定螺栓4与荷载传感器8固定连接，荷载传感器8通过另一个固定螺栓4与张拉台座的边框1底部固定连接，并通过螺母5固定。所述的连接套杆7设于U形套管6开口端，连接套杆7用于夹持纤维网格布的两端并与U形套管6连接，荷载传感器8用于测量纤维网格布的张拉荷载。
所述的加载组件位于张拉装置上方，包括螺母5、U形套管6、连接套杆7和加载螺栓9，加载组件中的U形套管6开口向下。所述的U形套管6底面中部设有穿过加载螺栓9的通孔，U形套管6通过加载螺栓9与张拉台座的边框1顶部连接固定，并通过螺母5固定。所述的连接套杆7设于U形套管6开口端，连接套杆7用于夹持纤维网格布的两端并与U形套管6连接，加载螺栓9用于连接固定加载组件并对纤维网格布施加张拉荷载。
所述荷载采集组件的U形套管6与加载组件的U形套管6对称设于张拉台座的边框1内部。
所述的浇筑组件包括浇筑底板10和木模11。所述木模11设于浇筑底板10上，用于分层浇筑混凝土，其中木模厚度与混凝土层厚度相同。
所述的数据采集系统包括IMC数据采集仪12和数据存储及处理系统13。所述的荷载传感器8通过导线与IMC数据采集仪12连接，IMC数据采集仪12通过导线与数据存储及处理系统13连接。
进一步的，所述的装置的各组件均为可拆卸组件。
进一步的，所述的TRC构件的制备采用分层浇筑的施工工艺。
进一步的，所述的浇筑底板10的尺寸由TRC构件与张拉台座的尺寸共同确定，所述的木模11的尺寸由TRC构件的尺寸、混凝土保护层厚度与相邻纤维网格布之间的距离共同确定。
进一步的，所述的边框1、固定螺栓4、螺母5、U形套管6、连接套杆7采用Q235B级及以上强度等级的钢材制得，其中边框1、U形套管6采用方形的空心钢管，连接套杆7采用矩形的实心钢杆；所述的螺栓4、9采用性能等级10.9级、规格M12的高强度螺栓；所述的螺母5采用与螺栓4、9配套的高强度螺母。
一种用于预应力纤维网格布增强混凝土的张拉装置，其对纤维网格布进行张拉的步骤如下：1)根据水准泡3调整张拉台座至水平位置；2)旋转加载螺栓9对纤维网格布进行超张拉，并控制荷载水平为(1.05～1.1)Fcon；3)持荷2～5分钟后卸除荷载；4)旋转加载螺栓9再次对纤维网格布进行张拉至张拉控制荷载，具体包括以下步骤：
第一步，组装张拉装置。
首先，将荷载采集组件、加载组件分别通过固定螺栓4、加载螺栓9与张拉台座连接固定；然后，将浇筑组件置于张拉台座并确保位置准确；最后，将荷载传感器8与数据采集系统连接，进行荷载传感器8的标定与数据采集系统的软件连接、参数设置。
第二步，准备纤维网格布与计算张拉荷载。
根据TRC构件的尺寸从卷材上裁取相应尺寸的纤维网格布，采用环氧树脂将纤维网格布的端部分别粘结为套环并确保粘结牢固；根据纤维网格布的抗拉强度、TRC构件的尺寸及配网率计算纤维网格布的抗拉承载力Fu，结合预应力水平α计算张拉控制荷载Fcon(Fcon＝αFu)与超张拉的荷载水平(1.05～1.1)Fcon。
第三步，根据分层浇筑的施工工艺制备TRC构件。
分层施工的基本步骤：1)在浇筑底板10两侧分别钉上与混凝土层厚度相同的木模11；2)木模11内倒入细骨料混凝土并抹平；3)铺设纤维网格布并确保位置准确；4)连接套杆7穿过纤维网格布两端的套环，然后分别与荷载采集组件、加载组件的U形套管6连接。
第四步，对纤维网格布进行张拉。
首次振捣后，根据水准泡3调整张拉台座至水平位置；旋转加载螺栓9对纤维网格布进行超张拉，并控制荷载水平为(1.05～1.1)Fcon；持荷2～5分钟后卸除荷载；旋转加载螺栓9再次对纤维网格布进行张拉至张拉控制荷载。再次振捣后，将TRC构件表面抹平。
第五步，将张拉装置连同TRC构件移至标准养护室(温度20±2℃、相对湿度95％以上)内养护3d。
第六步，TRC构件标准养护3d后，记录此时的荷载为纤维网格布的实际张拉荷载；拆除张拉装置，将TRC构件继续在标准养护室内养护至28d。
本实用新型的效果与益处为：1)该装置的各组件均为可拆卸组件，具有施工方便、快捷高效的特点；2)TRC构件的制备采用分层浇筑的施工工艺，可有效解决构件在较高配网率(配置两层及以上纤维网格布)时的施工难题；3)该装置配有荷载传感器与数据采集系统，可实时监测并记录纤维网格布的张拉荷载；4)该装置的适用范围较广，TRC的基体除细骨料混凝土外，也可采用普通混凝土、纤维混凝土等。
附图说明
图1为张拉台座的示意图：(a)张拉台座；(b)张拉台座的1-1及2-2剖面图；
图2为荷载采集组件的示意图；(a)荷载采集组件；(b)荷载采集组件的1-1剖面图；
图3为加载组件的示意图；(a)加载组件；(b)加载组件的1-1剖面图；
图4为预应力施加装置的示意图。
图中：1边框；2底板；3水准泡；4固定螺栓；5螺母；6U形套管；7连接套杆；8荷载传感器；9加载螺栓；10浇筑底板；11木模；12IMC数据采集仪；13数据存储及处理系统。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本实用新型做进一步说明。
结合附图，以玄武岩纤维网格布增强混凝土(Basalt fiber textile reinforcedconcrete，简称BFTRC)为例，详细说明本装置的使用方法。BFTRC构件采用三层网孔尺寸为5mm×5mm、纬向抗拉强度为975MPa的玄武岩纤维网格布，试件尺寸为600mm×200mm×20mm(长度×宽度×厚度)且配网率为0.50％，混凝土保护层厚度及相邻纤维网格布之间的间距为5mm，预应力水平为20％，则张拉控制荷载为3900N，超张拉的荷载水平为4095N(1.05Fcon)。
一种用于预应力纤维网格布增强混凝土的张拉装置，包括张拉台座、荷载采集组件、加载组件、浇筑组件与数据采集系统。
所述的张拉台座包括边框1、底板2和两个水准泡3。所述的边框1与底板2之间通过铆钉相互连接固定，两个水准泡3位于边框1的相邻直角边的中点。
所述的荷载采集组件位于张拉装置下方，包括固定螺栓4、螺母5、U形套管6、连接套杆7和荷载传感器8，荷载采集组件中的U形套管6开口向上。所述的U形套管6底面中部设有穿过固定螺栓4的通孔，U形套管6通过固定螺栓4与荷载传感器8固定连接，荷载传感器8通过另一个固定螺栓4与张拉台座的边框1底部固定连接，并通过螺母5固定。所述的连接套杆7设于U形套管6开口端，连接套杆7用于夹持纤维网格布的两端并与U形套管6连接，荷载传感器8用于测量纤维网格布的张拉荷载。
所述的加载组件位于张拉装置上方，包括螺母5、U形套管6、连接套杆7和加载螺栓9，加载组件中的U形套管6开口向下。所述的U形套管6底面中部设有穿过加载螺栓9的通孔，U形套管6通过加载螺栓9与张拉台座的边框1顶部连接固定，并通过螺母5固定。所述的连接套杆7设于U形套管6开口端，连接套杆7用于夹持纤维网格布的两端并与U形套管6连接，加载螺栓9用于连接固定加载组件并对纤维网格布施加张拉荷载。所述荷载采集组件的U形套管6与加载组件的U形套管6对称设于张拉台座的边框1内部。
所述的浇筑组件包括浇筑底板10和木模11。所述木模11设于浇筑底板10上，用于分层浇筑混凝土，其中木模厚度与混凝土层厚度相同。
所述的数据采集系统包括IMC数据采集仪12和数据存储及处理系统13。所述的荷载传感器8通过导线与IMC数据采集仪12连接，IMC数据采集仪12通过导线与数据存储及处理系统13连接。
具体实施步骤如下：
第一步，准备试验所需原材料并组装张拉装置。根据BFTRC构件的尺寸从卷材上沿纬向裁取三块尺寸相同的玄武岩纤维网格布，然后采用环氧树脂将纤维网格布的端部分别粘结为套环；组装张拉装置，并进行荷载传感器的标定与数据采集系统的软件连接、参数设置。
第二步，按照分层浇筑的施工工艺进行BFTRC构件的制备。分层施工的基本步骤：1)在浇筑底板的两侧分别钉上木模(厚度为5mm)；2)倒入细骨料混凝土并抹平；3)铺设纤维网格布并确保位置准确；4)连接套杆穿过纤维网格布两端的套环，然后分别与荷载采集组件、加载组件的U形套管连接。重复上述分层浇筑的基本步骤，即可完成BFTRC构件的制备。
第三步，对玄武岩纤维网格布进行张拉。首次振捣后，根据水准泡调整张拉台座至水平位置；旋转加载螺栓对玄武岩纤维网格布进行超张拉，并控制荷载水平为4095N；持荷3分钟后卸除荷载；旋转加载螺栓再次对玄武岩纤维网格布进行张拉至张拉控制荷载3900N。再次振捣后，将BFTRC构件表面抹平。
第四步，将张拉装置连同BFTRC构件移至标准养护室(温度20±2℃、相对湿度95％以上)内养护3d。
第五步，BFTRC构件标准养护3d后，记录的荷载3549N为纤维网格布的实际张拉荷载；然后拆除张拉装置和模板，将BFTRC构件继续在标准养护室内养护至28d。
以上所述实施例仅表达了本实用新型的实施方式，但并不能因此而理解为对本实用新型专利的范围的限制，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些均属于本实用新型的保护范围。
Claims (2)
1.一种用于预应力纤维网格布增强混凝土的张拉装置，其特征在于，所述的张拉装置包括张拉台座、荷载采集组件、加载组件、浇筑组件与数据采集系统；
所述的张拉台座包括边框(1)、底板(2)和两个水准泡(3)；所述的边框(1)与底板(2)连接固定，两个水准泡(3)位于边框(1)的相邻直角边的中点；
所述的荷载采集组件位于张拉装置下方，包括固定螺栓(4)、螺母(5)、U形套管(6)、连接套杆(7)和荷载传感器(8)；所述的U形套管(6)底部通过固定螺栓(4)与荷载传感器(8)固定连接，荷载传感器(8)通过固定螺栓(4)与张拉台座的边框(1)底部固定连接，并通过螺母(5)固定；所述的连接套杆(7)设于U形套管(6)开口端，连接套杆(7)用于夹持纤维网格布的两端并与U形套管(6)连接，荷载传感器(8)用于测量纤维网格布的张拉荷载；
所述的加载组件位于张拉装置上方，包括螺母(5)、U形套管(6)、连接套杆(7)和加载螺栓(9)；所述的U形套管(6)底部通过加载螺栓(9)与张拉台座的边框(1)顶部连接固定，并通过螺母(5)固定；所述的连接套杆(7)设于U形套管(6)开口端，连接套杆(7)用于夹持纤维网格布的两端并与U形套管(6)连接，加载螺栓(9)用于连接固定加载组件并对纤维网格布施加张拉荷载；所述荷载采集组件的U形套管(6)与加载组件的U形套管(6)对称设于张拉台座的边框(1)内部；
所述的浇筑组件包括浇筑底板(10)和木模(11)；所述木模(11)设于浇筑底板(10)上，用于分层浇筑混凝土，其中木模厚度与混凝土层厚度相同；
所述的数据采集系统包括IMC数据采集仪(12)和数据存储及处理系统(13)；所述的荷载传感器(8)通过导线与IMC数据采集仪(12)连接，IMC数据采集仪(12)通过导线与数据存储及处理系统(13)连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于预应力纤维网格布增强混凝土的张拉装置，其特征在于，所述的张拉装置的各组件均为可拆卸组件。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20220503 |