CN219753698U - 用于cfrp板顺向张拉的填塞式锚固装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种用于CFRP板顺向张拉的填塞式锚固装置，包括锚固座、连接件和CFRP锚具；连接件通过转轴与锚固座转动连接，且在连接件上还可拆卸式的安装有张拉架；张拉架上导向连接有用于挂置CFRP锚具的滑动座，且滑动座在所述张拉架上的滑动位置可通过预应力调节机构调节；在张拉架中还设置有用于夹设CFRP锚具的夹板组件，夹板组件上开设有腰型孔，在连接件上还开设有销孔；张拉完成后，夹板组件通过插销、塞片与连接件连接固定。本实用新型在布置更大偏心距的CFRP板时能够避免其脆断，以有效提升加固效果，从而为待加固件提供足够的负弯矩，针对性解决待加固结构件跨中下挠等技术问题。

Description

用于CFRP板顺向张拉的填塞式锚固装置

技术领域

本实用新型涉及土木工程中施加体外预应力加固的技术领域，尤其涉及一种用于CFRP板顺向张拉的填塞式锚固装置。

背景技术

现代建筑、交通、桥梁等工程结构中的混凝土结构件或钢结构件由于环境侵蚀，材料老化，结构功能发生改变而使受荷变化，或因自然灾害的发生而致承载力不足或产生开裂等情况，存在巨大的安全隐患。

目前用于工程构件的加固方法，从作用原理上分为被动加固法和主动加固法两大类。被动加固法是指在构件受拉(或受剪)薄弱区直接增设抗拉(或抗剪)补强材料，例如：粘贴钢板、粘贴高强纤维复合材料(碳纤维、芳纶纤维)等。补强材料只承担活载及后加恒载引起的内力，与原受力构件相比，其应变(应力)相对滞后。特别是采用直接粘贴高强纤维复合材料的方案，补强材料的高抗拉性能很难发挥作用。因此，被动加固法无法减少原结构变形，也不能封闭裂缝。主动加固法是指对布置在构件受拉(或受剪)薄弱区的补强材料施加预应力。补强材料主动受力，从根本上解决了后加补强材料应变(应力)滞后问题，可以充分发挥补强材料的高抗拉性能，提高材料的利用效率，被加固构件的抗弯承载力和正常工作性能均得到显著提升。

主动加固法中必然会运用到配套的张拉系统，如中国实用新型专利ZL202010702249.2公开了一种预应力CFRP板加固梁的张拉锚固装置及其使用方法，包括CFRP板、锚固组件和张拉组件；张拉组件包括张拉滑膛、第二夹具、限位板以及张拉机构；伸缩板与第二夹具两者接触面上设置有朝向相反的锯齿。该专利通过将两组固定夹持在CFRP板两端的夹具安装在两组滑膛内进行预应力的施加，可防止张紧力偏心，并通过伸缩板与第二夹具两者之间的锯齿相互配合实现了施加完预应力后CFPR板的自锁，限制CFPR板的回缩。

然而，上述专利在工程应用时具有如下缺陷：

(1)CFRP板在张拉过程中始终贴于待加固结构件外表面(即施加体表预应力)，导致CFRP板距待加固结构件的中性轴较近，加固效果较差；

(2)在布置更大偏心距的加固材料时，由于CFRP板的抗剪切能力较差，在受到与CFRP板平面相垂直的外力时，碳纤维增强复合材料很容易发生脆断，导致其能够为待加固结构件提供的负弯矩非常有限，因此不能有效解决待加固结构件跨中下挠的技术问题；

(3)上述专利在张拉完成后还要进行粘贴施工，待加固件需要单独进行打磨、清洁等处理，CFRP板通过结构胶与待加固结构件体表进行粘贴，工序繁杂，成本高；

(4)粘结要求高，因粘结效果不理想或粘结胶老化易发生剥离失效。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于CFRP板顺向张拉的填塞式锚固装置，在布置更大偏心距的CFRP板时能够避免其脆断，以有效提升加固效果，从而为待加固件提供足够的负弯矩，针对性解决待加固结构件跨中下挠等技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种用于CFRP板顺向张拉的填塞式锚固装置，其关键在于：包括锚固座、连接件和CFRP锚具；所述连接件通过转轴与所述锚固座转动连接，且在所述连接件上还可拆卸式的安装有张拉架；所述张拉架上导向连接有用于挂置所述CFRP锚具的滑动座，且所述滑动座在所述张拉架上的滑动位置可通过预应力调节机构调节；在所述张拉架中还设置有用于夹设所述CFRP锚具的夹板组件，所述夹板组件上按张拉方向开设有腰型孔，在所述连接件上还开设有销孔；张拉完成后，所述夹板组件通过插销、塞片与所述连接件连接固定。

更进一步地，所述张拉架包括两根沿张拉方向延伸的牵引螺杆，所述滑动座上分别开设有供两根牵引螺杆贯穿的通孔。

更进一步地，所述连接件包括按张拉方向依次设置的转向块、安装座和延伸板，在所述转向块上开设有转轴的定位孔，在所述安装座上分别开设有两根牵引螺杆的装配孔，在所述延伸板上开设有销孔。

更进一步地，所述连接件包两个套环和连接板，两个所述套环的一端分别开设有对应牵引螺杆的装配孔，两个套环的另一端开设有转轴的定位孔，所述连接板通过开设的安装孔套接在两个套环间的转轴上，且在所述连接板上开设有销孔。

更进一步地，所述CFRP锚具前挂于所述滑动座上，在所述滑动座上还预留有供CFRP板贯穿的通道口。

更进一步地，所述预应力调节机构包括中空千斤顶，所述中空千斤顶通过固定螺母套接于所述牵引螺杆上，且其输出端与所述滑动座相抵。

更进一步地，所述CFRP锚具为平板锚、楔形锚或波形锚中的一种。

更进一步地，所述CFRP锚具中设置有多层CFRP板锚接口。

与现有技术相比，本实用新型的显著效果为：

1、本实用新型能够布置更大偏心距的加固材料，一方面能够使CFRP板远离待加固结构件的中性轴，以提升预应力施加的效果，从而针对性解决待加固结构件跨中下挠的技术问题；另一面预应力调节机构在张拉CFRP加固件至目标预应力后，通过在腰型孔、销孔中插入插销以及在腰型孔冗余空间填充塞片即可避免预应力损失，施工更加便捷；同时张拉架、滑动座、预应力调节机构在插入插销和填充塞片后可轻松拆卸，降低了施工成本；

2、在预应力调节机构对CFRP板施加预应力的过程中，CFRP锚具能够在转轴的作用下自适应调节其相对待加固结构件的夹角，以有效应对CFRP板与CFRP锚具间因截面变化和材料刚度变化而引起的应力集中，消除垂直于CFRP板平面的外力，从而在高效施加预应力的同时防止CFRP板脆断；

3、全程无需粘贴CFRP加固件，施工更加方便，性价比更高；

4、CFRP锚具能够根据待加工结构件实际情况、CFRP板的加固形式以及预应力施加大小等因素自由替换，从而显著提高了端部固定系统的通用性，应用范围更加广泛；

5、应用前景广阔，不仅可用于体外预应力加固，也可用于新建结构，例如将该系统应用于钢结构、混凝土结构、木质结构、组合结构等等。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是实施例一的整体结构示意图；

图2是实施例一的立体图；

图3是图2中A部的局部放大图；

图4是实施例二的整体结构示意图；

图5是实施例二的立体图；

图6是实施例一在具体应用时工作态的结构示意图；

图7是实施例一在具体应用时张拉完成态的结构示意图；

图8是图7中B部的局部放大图；

图中标号：1-锚固座、2-连接件、3-CFRP锚具、4-转轴、5-张拉架、6-滑动座、7-预应力调节机构、8-夹板组件、9-腰型孔、10-销孔、11-插销、12-塞片、13-牵引螺杆、14-转向块、15-安装座、16-延伸板、17-套环、18-连接板、19-通道口、20-中空千斤顶、21-固定螺母、22-CFRP板、23-待加固结构件、24-支撑机构。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

图1至图3示出了本实用新型的第一种实施例：一种用于CFRP板22顺向张拉的填塞式锚固装置，其关键在于：包括锚固座1、连接件2和CFRP锚具3；所述连接件2通过转轴4与所述锚固座1转动连接，且在所述连接件2上还可拆卸式的安装有张拉架5；所述张拉架5上导向连接有用于挂置所述CFRP锚具3的滑动座6，且所述滑动座6在所述张拉架5上的滑动位置可通过预应力调节机构7调节；在所述张拉架5中还设置有用于夹设所述CFRP锚具3的夹板组件8，所述夹板组件8上按张拉方向开设有腰型孔9，在所述连接件2上还开设有销孔10；张拉完成后，所述夹板组件8通过插销11、塞片12与所述连接件2连接固定。

如图2所示，所述张拉架5包括两根沿张拉方向延伸的牵引螺杆13，所述滑动座6上分别开设有供两根牵引螺杆13贯穿的通孔。

从图1可以看出，具体实施时，所述连接件2包括按张拉方向依次设置的转向块14、安装座15和延伸板16，在所述转向块14上开设有转轴4的定位孔，在所述安装座15上分别开设有两根牵引螺杆13的装配孔，在所述延伸板16上开设有销孔10。所述CFRP锚具3前挂于所述滑动座6上，在所述滑动座6上还预留有供CFRP板22贯穿的通道口19。在其他一些实施方式中，所述CFRP锚具3也可以后挂于所述滑动座6上，当所述CFRP锚具3后挂时，在所述滑动座6上无需预留通道口19。

如图2所示，所述预应力调节机构7包括中空千斤顶20，所述中空千斤顶20通过固定螺母21套接于所述牵引螺杆13上，且其输出端与所述滑动座6相抵。作为优选，在所述中空千斤顶20输出端与所述滑动座6之间还设置有抵接块，所述抵接块采用空心框结构，其通过两侧开设的过孔套设于所述牵引螺杆13上。

本实施方式中，所述CFRP锚具3为平板锚、楔形锚或波形锚中的一种。锚固形式可以采用粘结式锚固、夹片式锚固或摩擦式锚固中的一种或多种形式。作为优选，为了满足不同吨位结构的施工要求，所述CFRP模具中可设置有单层CFRP板22锚接口或多层CFRP板22锚接口。需要说明的是，CFRP锚具3的应用对象并不局限于CFRP板22，事实上，根据不同的施工环境以及不同的待加固结构件23形式，CFRP锚具3也可以为CFRP拉索锚具、CFRP网格锚具等等。

图4和图5示出了本实用新型的第二种实施例，相对于实施例一而言，实施例二中所述连接件2包两个套环17和连接板18，两个所述套环17的一端分别开设有对应牵引螺杆13的装配孔，两个套环17的另一端开设有转轴4的定位孔，所述连接板18通过开设的安装孔套接在两个套环17间的转轴4上，且在所述连接板18上开设有销孔10。

下面结合实施例一对本实用新型的原理进行解释：

请参照图6至图8，预应力施加前，将CFRP板22的两端分别通过端部锚固装置固定于待加固结构件23上，两个端部锚固装置中至少一个为顺向张拉锚固装置；然后在待加固结构件23上按预定间距布置CFRP板22的支撑机构24；待支撑机构24布置完成后，通过预应力调节机构7调节CFRP锚具3在牵引螺杆13上的滑动位置以实现对待加固结构件23的体外预应力施加，当达到目标预应力后，通过在腰型孔9、销孔10中插入插销11以及在腰型孔9冗余空间填充塞片12即可避免预应力损失；待插销11和塞片12就位后，拆除张拉架5、滑动座6及预应力调节机构7即可完成施工。

综上所述，本实用新型能够布置更大偏心距的加固材料，一方面能够使CFRP板22远离待加固结构件23的中性轴，以提升预应力施加的效果，从而针对性解决待加固结构件23跨中下挠的技术问题；另一面预应力调节机构7在张拉CFRP加固件至目标预应力后，通过在腰型孔9、销孔10中插入插销11以及在腰型孔9冗余空间填充塞片12即可避免预应力损失，施工更加便捷；同时张拉架5、滑动座6、预应力调节机构7在插入插销11和填充塞片12后可轻松拆卸，降低了施工成本；在预应力调节机构7对CFRP板22施加预应力的过程中，CFRP锚具3能够在转轴4的作用下自适应调节其相对待加固结构件23的夹角，以有效应对CFRP板22与CFRP锚具3间因截面变化和材料刚度变化而引起的应力集中，消除垂直于CFRP板22平面的外力，从而在高效施加预应力的同时防止CFRP板22脆断；全程无需粘贴CFRP加固件，施工更加方便，性价比更高；CFRP锚具3能够根据待加工结构件实际情况、CFRP板22的加固形式以及预应力施加大小等因素自由替换，从而显著提高了端部固定系统的通用性，应用范围更加广泛；应用前景广阔，不仅可用于体外预应力加固，也可用于新建结构，例如将该系统应用于钢结构、混凝土结构、木质结构、组合结构等等。

以上所揭露的仅为本实用新型一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属于实用新型所涵盖的范围。

Claims (8)

1.一种用于CFRP板顺向张拉的填塞式锚固装置，其特征在于：包括锚固座、连接件和CFRP锚具；所述连接件通过转轴与所述锚固座转动连接，且在所述连接件上还可拆卸式的安装有张拉架；所述张拉架上导向连接有用于挂置所述CFRP锚具的滑动座，且所述滑动座在所述张拉架上的滑动位置可通过预应力调节机构调节；在所述张拉架中还设置有用于夹设所述CFRP锚具的夹板组件，所述夹板组件上按张拉方向开设有腰型孔，在所述连接件上还开设有销孔；张拉完成后，所述夹板组件通过插销、塞片与所述连接件连接固定。

2.根据权利要求1所述的用于CFRP板顺向张拉的填塞式锚固装置，其特征在于：所述张拉架包括两根沿张拉方向延伸的牵引螺杆，所述滑动座上分别开设有供两根牵引螺杆贯穿的通孔。

3.根据权利要求2所述的用于CFRP板顺向张拉的填塞式锚固装置，其特征在于：所述连接件包括按张拉方向依次设置的转向块、安装座和延伸板，在所述转向块上开设有转轴的定位孔，在所述安装座上分别开设有两根牵引螺杆的装配孔，在所述延伸板上开设有销孔。

4.根据权利要求2所述的用于CFRP板顺向张拉的填塞式锚固装置，其特征在于：所述连接件包两个套环和连接板，两个所述套环的一端分别开设有对应牵引螺杆的装配孔，两个套环的另一端开设有转轴的定位孔，所述连接板通过开设的安装孔套接在两个套环间的转轴上，且在所述连接板上开设有销孔。

5.根据权利要求2-4任一所述的用于CFRP板顺向张拉的填塞式锚固装置，其特征在于：所述CFRP锚具前挂于所述滑动座上，在所述滑动座上还预留有供CFRP板贯穿的通道口。

6.根据权利要求5所述的用于CFRP板顺向张拉的填塞式锚固装置，其特征在于：所述预应力调节机构包括中空千斤顶，所述中空千斤顶通过固定螺母套接于所述牵引螺杆上，且其输出端与所述滑动座相抵。

7.根据权利要求6所述的用于CFRP板顺向张拉的填塞式锚固装置，其特征在于：所述CFRP锚具为平板锚、楔形锚或波形锚中的一种。

8.根据权利要求7所述的用于CFRP板顺向张拉的填塞式锚固装置，其特征在于：所述CFRP锚具中设置有多层CFRP板锚接口。