CN2806645Y - 一种纤维板材预应力张拉装置 - Google Patents

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尚守平
张毛心
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Abstract

本实用新型公开了一种用于土木工程中加固混凝土受弯构件的纤维板材预应力张拉装置。它由二个组件构成，分为单向张拉与双向张拉二种形式。其中的张拉装置由固定部分和滑动部分两大部分组成，滑动部分带有一个FRP板材夹具，通过两个千斤顶的同步顶推作用在固定部分的螺杆上滑动；固定部分设有一可垂直移动的改向辊，该改向辊可顶压被张拉至高应力状态的FRP板材至被加固构件表面，因此无需将被加固构件端部的混凝土保护层凿除后将张拉装置底座嵌入被加固构件。用本装置的夹具无须事先粘结即可对碳纤维板材进行有效张拉，实现对碳纤维(板材)增强塑料拉伸变形预处理。本实用新型可以用于碳纤维增强塑料板材、类似碳纤维增强塑料板材及其它纤维板材的预应力张拉。

Description

一种纤维板材预应力张拉装置
                          技术领域
本实用新型涉及一种土木工程中加固混凝土受弯构件的施工装置。具体地说是一种对纤维板材的预应力张拉装置，尤其适用于碳纤维增强塑料CFRP板材、类似碳纤维增强塑料板材及其它纤维板材的预应力张拉装置。
                          背景技术
为加固建筑和桥梁结构混凝土梁和混凝土板等构件，增强梁、板等受弯构件的抗弯强度和抗弯刚度，所采用的技术之一是在梁或板的底面粘贴具有足够抗拉强度的碳纤维板材层。目前一般都是用非预应力普通粘贴方法进行粘贴，由于碳纤维增强塑料CFRP板材强度很高(2000-3000MPa)，用非预应力的普通粘贴方法只能利用其不到20％的强度，这是因为CFRP板材的弹性模量较低(1.4×105MPa)，若利用其高强度(＞400MPa)时，混凝土将产生较宽的拉伸裂缝，影响被加固构件的正常使用和耐久性。另外，普通粘贴CFRP板材加固混凝土受弯构件对刚度提高幅度不大，且不能使已开展的裂缝回缩闭合。采用预应力CFRP技术能有效克服上述缺点，大幅度提高混凝土梁加固后的强度和刚度。但这一技术的关键是要有预应力张拉装置，其难点之一在于张拉装置的夹具和锚具，要不须粘结即能有效夹锚被张拉至高应力状态的CFRP板材而不至于剪坏损伤CFRP板材(因为碳纤维丝的抗剪抗折强度较低)；难点之二是张拉装置应将被张拉至高应力状态的CFRP板材紧紧压贴于被加固构件表面以利于结构胶粘贴，而无需将被加固构件端部保护层凿除将张拉机底座嵌入以降低高度使CFRP板材与被加固构件紧贴。目前已有技术中还没有此种先进的纤维板材预应力张拉装置。
                       实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种可用于碳纤维增强塑料板材、类似碳纤维增强塑料板材及其它纤维板材的预应力张拉装置，实现对碳纤维(板材)增强塑料进行拉伸变形预处理，以产生预应力，有效实现碳纤维(板材)增强塑料层对被加固构件的抗弯强度和刚度以及抗裂度的增强作用。
本实用新型的技术方案分为单向张拉与双向张拉二种形式。
其中的张拉装置由固定部分和滑动部分两大部分组成，可滑动部分带有一个FRP板材夹具，通过两个千斤顶的同步顶推作用在固定部分的螺杆上滑动。张拉装置的固定部分设有可垂直移动的改向辊，该改向辊可顶压被张拉至高应力状态的FRP板材至被加固构件表面。
具体的结构包括组件I和组件II二个部分。
组件I的结构为：设有一根与固定构件相连的横梁，固定构件上设有一个可垂直移动的改向辊，二根连接螺杆的两端分别与横梁和夹具滑动块连接，夹具滑动块与夹紧碳纤维板材一端的夹具连接成一体，在横梁和夹具滑动块之间设有两个连接同一液压泵的液压千斤顶。当千斤顶顶升或回油时，夹具滑动块沿连接螺杆移动。
当单向张拉时，组件II是与组件I的夹具结构相同的另一个夹具。即由一块底板和1-5块面板组成。其底板两侧设有螺孔，可通过螺栓与被加固构件固定。
当双向张拉时，组件II与组件I的结构相同。
所述夹具是由一块底板和1-5块面板组成，底板与面板上面设有螺孔。底板与面板相邻的一面均制成纹路，以保证夹具与碳纤维板材之间的摩擦力。使用时碳纤维板材放置于底板与面板之间，用螺栓将底板与面板压紧在一起，从而夹紧碳纤维板材。
夹具滑动块可通过前锁螺母和后锁螺母从两端固定。
所述连接螺杆与横梁固定连接的一端为光滑连接杆，与夹具滑动块连接的一端为螺杆。
本实用新型的技术效果是：由于具有可靠的夹具结构无须事先粘结即可对碳纤维板材进行有效张拉，实现对碳纤维(板材)增强塑料拉伸变形预处理，粘贴于被加固构件后使之形成预应力状态，产生反拱甚至裂缝回缩闭合。当被加固的构件继续受荷产生弯曲变形的趋势时，处于预应力状态的碳纤维(板材)增强塑料粘贴层就开始发挥本身的抗拉作用，对构件实现高效的强度和刚度增强，从而达到有效增强构件抗弯曲能力的目的。无需将被加固构件的混凝土保护层凿除后将张拉装置底座埋入被加固构件。可以适用于碳纤维增强塑料板材、类似碳纤维增强塑料板材及其它纤维板材的预应力张拉。
                      附图说明
图1为实施例1的结构俯视图；
图2为图1的侧视图。
具体实施方式
实施例1：单向张拉装置：
本实施例包括组件I和组件II二个部分。
组件I的结构为：设有一根横梁4，横梁4与固定构件3相连，固定构件3上设有螺孔，用于与被加固梁固定。固定构件3上设有可垂直移动的改向辊12，二根连接螺杆5的两端分别与横梁4和夹具滑动块7连接，夹具滑动块7与夹紧碳纤维板材一端的夹具9连接成一体，并通过前锁螺母6和后锁螺母8从两端固定；在横梁4和夹具滑动块7之间设有两个连接同一液压泵的液压千斤顶13，当千斤顶13顶升或回油时，夹具滑动块7沿连接螺杆5移动。
本实施例的夹具是由一块底板10和4块面板9组成，底板与面板上面设有螺孔，底板与面板相邻的一面均制成纹路，以保证夹具与碳纤维板材16之间的摩擦力。碳纤维板材放置于底板与面板之间，用螺栓11将底板与面板压紧在一起，从而夹紧碳纤维板材；本实施例的组件II是与组件I上夹具9结构相同的另一个夹具。即由一块底板10和4块面板9组成。底板两侧设有螺孔，可通过螺栓与被加固构件17固定。
张拉的过程是：先将需要使用的碳纤维板材一端在组件I上经由改向辊12底部与横梁4固定于夹具9上，另一端固定于组件II上，并分别由螺栓将夹具、组件上的底板，面板压紧在一起，然后通过千斤顶输入驱动外力，使夹具滑动块7沿连接螺杆5移动，碳纤维(板材)增强塑料开始被张拉，当被张拉到预定的应力状态时，停止输入驱动外力，由前锁螺母6与后锁螺母8固定夹具滑动块7在连接螺杆5上的位置，从而固定夹具9，确保千斤顶13回油时碳纤维(板材)增强塑料张拉状态不变，通过螺栓顶压改向辊12，使碳纤维板材贴紧于被加固的构件表面，即可将处于被张拉状态的碳纤维(板材)增强塑料粘贴于被加固的构件上。
实施例2：双向张拉装置
本实施例的组件I与实施例1相同，组件II与组件I相同。在组件I中的夹具张拉时，组件II中的夹具也同时进行张拉。

Claims (5)

1.一种纤维板材预应力张拉装置，包括组件I和组件II二个部分，其特征在于，组件I的结构为：设有一根与固定构件相连的横梁，固定构件上设有可垂直移动的改向辊，二根连接螺杆的两端分别与横梁和可夹具滑动块连接，夹具滑动块与夹紧碳纤维板材一端的夹具连接成一体，在横梁和夹具滑动块之间设有两个连接同一液压泵的液压千斤顶，组件II是与组件I的夹具结构相同的另一个夹具。
2.一种纤维板材预应力张拉装置，包括组件I和组件II二个部分：其特征在于，组件I的结构为：设有一根与固定构件相连的横梁，固定构件上设有可垂直移动的改向辊，二根连接螺杆的两端分别与横梁和夹具滑动块连接，夹具滑动块与夹紧碳纤维板材一端的夹具连接成一体，在横梁和夹具滑动块之间设有两个连接同一液压泵的液压千斤顶，组件II与组件I的结构相同。
3.根据权利要求1或2所述的张拉装置，其特征在于夹具由一块底板和1-5块面板组成，底板与面板相邻的一面均制成纹路，底板与面板上面设有用于固定的螺孔。
4.根据权利要求1或2所述的张拉装置，其特征在于夹具滑动块通过前锁螺母和后锁螺母从两端固定。
5.根据权利要求1或2所述的张拉装置，其特征在于连接螺杆与横梁连接的一端为光滑连接杆，与夹具滑动块连接的一端为螺杆。
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