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一种自式预应CFRP条带张拉锚固系统

阅读:1033发布:2020-05-24

专利汇可以提供一种自式预应CFRP条带张拉锚固系统专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且一种自 锁 式预应 力 CFRP条带张拉锚固系统,涉及一种建筑锚固系统,所述系统包括锚固端和张拉端两部分;其构成包括有高强度 螺栓 (1)、锚固端开缝 钢 板(2)、开缝活动钢板(3)、夹片式锚具(4)、CFRP条带(5)、固定钢板(6)、钢绞线(7);首先制作自锁式张拉锚固系统的钢板;将张拉端活动开缝钢板的夹片式锚具与张拉端固定钢板的夹片式锚具插入钢绞线连接;然后CFRP条带绕开缝钢板,在张拉端四层CFRP条带的另一端绕结张拉端活动开缝钢板;再将自锁式张拉系统安装到加固 位置 ,施加预 应力 。本 发明 应用于建筑业,解决了加固构件易产生剥离破坏,CFRP材料强度利用率低的问题,以及易出现锚固失效,锚具尺寸过大且厚重,施工不便又缺乏经济性问题。,下面是一种自式预应CFRP条带张拉锚固系统专利的具体信息内容。

1.一种自式预应CFRP条带张拉锚固系统,其特征在于,所述系统包括锚固端和张拉端两部分;其构成包括有高强度螺栓(1)、锚固端开缝板(2)、开缝活动钢板(3)、夹片式锚具(4)、CFRP条带(5)、固定钢板(6)、钢绞线(7);CFRP条带绕结连接锚固端的两自锁式开缝钢板,这两块自锁式开缝钢板通过高强度螺栓紧固,锚固端两块自锁式开缝钢板形成一个整体,六个与锚固端两块自锁式开缝钢板配套的高强度螺栓锚固到被加固的构件上;
张拉活动端的开缝钢板与夹片式锚具通过焊接连接在一起,且夹片式锚具的小孔的一端朝向施加预应力的方向,CFRP条带绕张拉端活动板的开缝钢板;张拉固定端的夹片式锚具与钢板通过焊接连接,且夹片式锚具的小孔朝向与活动板的夹片式锚具的小孔相对,张拉端钢板紧贴与被加固构件底部,用高强度螺栓将张拉端钢板锚固在被加固构件的底部;张拉端活动板的夹片式锚具与张拉端固定板的夹片式锚具通过插入钢绞线连接。
2.根据权利要求1所述的一种自锁式预应力CFRP条带张拉锚固系统,其特征在于,所述CFRP条带在固定端和张拉活动板装置中绕结固定,绕结的同时采用与CFRP配套的纤维胶浸渍锚固端CFRP条带固化,锚固端和张拉端都装配后通过高强度螺栓安装在被加固构件底部。
3.根据权利要求1所述的一种自锁式预应力CFRP条带张拉锚固系统,其特征在于,所述锚固端高强度螺栓的螺母拧紧后要保证CFRP条带呈均匀绷直状。
4.根据权利要求1所述的一种自锁式预应力CFRP条带张拉锚固系统,其特征在于,所述张拉锚固系统安装工艺步骤如下:
第一步:制作自锁式张拉锚固系统的钢板;张拉端活动开缝钢板上焊接单孔夹片式锚具,且夹片式锚具的小孔的一端朝向施加预应力的方向;然后将张拉端活动开缝钢板的夹片式锚具与张拉端固定钢板的夹片式锚具插入钢绞线连接;
第二步:CFRP条带绕开缝钢板;采用与CFRP材料配套的碳纤维胶浸渍四层CFRP条带,待浸渍胶初步固化后开始绕锚固端的两块自锁式开缝钢板;之后再进行张拉端的绕结,在张拉端四层CFRP条带的另一端绕结张拉端活动开缝钢板;
第三步:自锁式张拉系统安装到加固位置;待胶固化完成之后,将锚固端和张拉端安装到被加固混凝土梁的底部;
第四步:施加预应力;在CFRP条带与钢筋混凝土梁之间涂抹浸渍胶,涂抹完浸渍胶即刻进行预应力的张拉,利用千斤顶张拉钢绞线而带动张拉端活动板,从而带动四层CFRP条带移动,实现了对四层CFRP条带施加预应力。
5.根据权利要求1所述的一种自锁式预应力CFRP条带张拉锚固系统,其特征在于,所述自锁式张拉锚固系统所有的钢板都采用Q345钢板。
6.根据权利要求1所述的一种自锁式预应力CFRP条带张拉锚固系统,其特征在于,所述张拉端固定钢板采用六个10.2级M16的高强度螺栓锚固在被加固钢筋混凝土梁的底部。
7.根据权利要求1所述的一种自锁式预应力CFRP条带张拉锚固系统,其特征在于,所述CFRP条带在自锁式开缝钢板上缠绕时应紧贴开缝钢板的轮廓线,CFRP条带缠绕安装好之后应该校准张拉端与固定端,使CFRP条带的中线在一条直线上。
8.根据权利要求7所述的一种自锁式预应力CFRP条带张拉锚固系统,其特征在于,所述多层CFRP条带缠绕时,将CFRP条带对中初步缠绕完成后,用透明胶带将CFRP条带粘结起来,然后再在张拉端和锚固端刷浸渍胶,待浸渍胶初步固化后,再进行自锁式开缝钢板的缠绕,缠绕完成之后撕下透明胶带再刷浸渍胶。
9.根据权利要求8所述的一种自锁式预应力CFRP条带张拉锚固系统,其特征在于,所述刷胶顺序为:先锚固端,再中间部位,后张拉端。

说明书全文

一种自式预应CFRP条带张拉锚固系统

技术领域

[0001] 本发明涉及一种建筑锚固系统,特别是涉及一种自锁式预应力CFRP条带张拉锚固系统。

背景技术

[0002] 现有几种预应力CFRP锚具存在着以下问题:1)平板式锚具加固构件时只能一次张拉到设计应力,如果利用平板式锚具加固跨度较大、锚固力要求较高的构件,那么平板式锚具张拉千斤顶可能会因张拉行程不够而不能满足预应力加载;
2)波形式锚具会在加固构件上钻锚固孔,因此对加固构件本身会造成一定损伤;
3)夹片式锚具板尺寸大且厚重,施工不便,缺乏经济性;
4)墩头式锚具需在被加固两端需要对被加固的混凝土构件进行相对较大的破坏,而且锚具太过笨重有碍观瞻。

发明内容

[0003] 本发明的目的在于提供一种自锁式预应力CFRP条带张拉锚固系统,采用自锁式锚具,解决了采用传统粘贴CFRP加固构件易产生剥离破坏或者粘结破坏,CFRP材料强度利用率低的问题。同时也解决了其他类型的锚具易出现锚固失效,锚具尺寸过大且厚重,施工不便又缺乏经济性问题。
[0004] 本发明的目的是通过以下技术方案实现的:一种自锁式预应力CFRP条带张拉锚固系统,所述系统包括锚固端和张拉端两部分;其构成包括有高强度螺栓、锚固端开缝板、开缝活动钢板、夹片式锚具、CFRP条带、固定钢板、钢绞线;CFRP条带绕结连接锚固端的两自锁式开缝钢板,这两块自锁式开缝钢板通过高强度螺栓紧固,锚固端两块自锁式开缝钢板形成一个整体,六个与锚固端两块自锁式开缝钢板配套的高强度螺栓锚固到被加固的构件上;张拉活动端的开缝钢板与夹片式锚具通过焊接连接在一起,且夹片式锚具的小孔的一端朝向施加预应力的方向,CFRP条带绕张拉端活动板的开缝钢板;张拉固定端的夹片式锚具与钢板通过焊接连接,且夹片式锚具的小孔朝向与活动板的夹片式锚具的小孔相对,张拉端钢板紧贴与被加固构件底部,用高强度螺栓将张拉端钢板锚固在被加固构件的底部;张拉端活动板的夹片式锚具与张拉端固定板的夹片式锚具通过插入钢绞线连接。
[0005] 所述的一种自锁式预应力CFRP条带张拉锚固系统,所述CFRP条带在固定端和张拉活动板装置中绕结固定,绕结的同时采用与CFRP配套的纤维胶浸渍锚固端CFRP条带固化,锚固端和张拉端都装配后通过高强度螺栓安装在被加固构件底部。
[0006] 所述的一种自锁式预应力CFRP条带张拉锚固系统,所述锚固端高强度螺栓的螺母拧紧后要保证CFRP条带呈均匀绷直状。
[0007] 所述的一种自锁式预应力CFRP条带张拉锚固系统,所述张拉锚固系统系统的安装工艺步骤如下:第一步:制作自锁式张拉锚固系统的钢板;张拉端活动开缝钢板上焊接单孔夹片式锚具,且夹片式锚具的小孔的一端朝向施加预应力的方向;然后将张拉端活动开缝钢板的夹片式锚具与张拉端固定钢板的夹片式锚具插入钢绞线连接;
第二步:CFRP条带绕开缝钢板;采用与CFRP材料配套的碳纤维胶浸渍四层CFRP条带,待浸渍胶初步固化后开始绕锚固端的两块自锁式开缝钢板;之后再进行张拉端的绕结,在张拉端四层CFRP条带的另一端绕结张拉端活动开缝钢板;
第三步:自锁式张拉系统安装到加固位置;待胶固化完成之后,将锚固端和张拉端安装到被加固混凝土梁的底部;
第四步:施加预应力;在CFRP条带与钢筋混凝土梁之间涂抹浸渍胶,涂抹完浸渍胶即刻进行预应力的张拉,利用千斤顶张拉钢绞线而带动张拉端活动板,从而带动四层CFRP条带移动,实现了对四层CFRP条带施加预应力。
[0008] 所述的一种自锁式预应力CFRP条带张拉锚固系统,所述自锁式张拉锚固系统所有的钢板都采用Q345钢板。
[0009] 所述的一种自锁式预应力CFRP条带张拉锚固系统,所述张拉端固定钢板采用六个10.2级M16的高强度螺栓锚固在被加固钢筋混凝土梁的底部。
[0010] 所述的一种自锁式预应力CFRP条带张拉锚固系统,所述CFRP条带在自锁式开缝钢板上缠绕时应紧贴开缝钢板的轮廓线,CFRP条带缠绕安装好之后应该校准张拉端与固定端,使CFRP条带的中线在一条直线上。
[0011] 所述的一种自锁式预应力CFRP条带张拉锚固系统,所述多层CFRP条带缠绕时,将CFRP条带对中初步缠绕完成后,用透明胶带将CFRP条带粘结起来,然后再在张拉端和锚固端刷浸渍胶,待浸渍胶初步固化后,再进行自锁式开缝钢板的缠绕,缠绕完成之后撕下透明胶带再刷浸渍胶。
[0012] 所述的一种自锁式预应力CFRP条带张拉锚固系统,所述刷胶顺序为:先锚固端,再中间部位,后张拉端。
[0013] 本发明的优点与效果是:1.本发明预应力CFRP条带采用自锁式锚具,能充分发挥CFRP条带轻质高强的特点,明显提高碳纤维条带的强度利用率,同时解决了采用传统粘贴CFRP加固构件易产生剥离破坏或者粘结破坏,CFRP材料强度利用率低的问题。本发明制作与安装工艺简单,运输与存储方便,且成本低廉,施工便捷;
2.本发明装置易装配,预应力施工操作简单,且本发明既能满足不同预应力水平的要求,也能满足工程实际中常见被加固构件尺寸的要求;
3.本发明装置易于加工生产,可以满足产业化生产的需求,便于在工程加固领域大面积应用与推广;
4.本发明施工工艺简洁明确,便于现场施工;
5.本发明可有效锚固多层CFRP条带,锚固能力强,体积轻巧,预应力施加方便;
6.本发明应用广泛,凡土木工程领域中需预应力CFRP条带加固的建筑结构都可以采用自锁式锚具。
附图说明
[0014] 图1(a)为本发明自锁式锚具锚固端示意图的左视图;图1(b)为本发明自锁式锚具锚固端示意图的俯视图;
图1(c)为本发明自锁式锚具锚固端示意图的主视图;
图2(a)、图2(b)、图2(c)为本发明自锁式锚具锚固端CFRP条带绕开缝钢板不同度的三维示意图;
图3(a)为本发明自锁式锚具张拉端活动钢板示意图的左视图;
图3(b)为本发明自锁式锚具张拉端活动钢板示意图的俯视图;
图3(c)为本发明自锁式锚具张拉端活动钢板示意图的主视图;
图4为本发明自锁式锚具张拉端CFRP条带绕活动开缝钢板示意图
图5(a)为本发明自锁式张拉端固定板示意图的左视图;
图5(b)为本发明自锁式张拉端固定板示意图的俯视图;
图5 (c)为本发明自锁式张拉端固定板示意图的主视图;
图6为本发明自锁式锚具张拉端整体示意图;
图7(a)为本发明高强度螺栓固定自锁式锚具剖面图;
图7(b)为本发明高强度螺栓固定自锁式锚具截面图;
图8为本发明自锁式锚具整体张拉示意图;
图9(a)为本发明自锁式张拉锚固系统整体安装示意图;
图9(b)为本发明锚固端CFRP条带绕自锁式开缝钢板放大图;
图9(c)为本发明张拉端CFRP条带绕活动钢板放大图。
[0015] 图中部件:1-高强度螺栓;2-锚固端开缝钢板;3-开缝活动钢板;4-夹片式锚具;5-CFRP条带;6-固定钢板;7-钢绞线。

具体实施方式

[0016] 下面结合附图所示实施例对本发明进行详细说明。
[0017] 本发明是一种自锁式预应力CFRP条带张拉锚固系统,该自锁式预应力CFRP条带张拉锚固系统由锚固端和张拉端组成,具体由锚固端开缝钢板、张拉端开缝活动钢板、张拉端固定钢板、钢绞线、夹片式锚具、高强度螺栓、CFRP条带组成。夹片式锚具通过焊接分别安装在张拉端开缝活动钢板和张拉固定钢板上。锚固端开缝钢板和张拉端固定钢板都通过高强度螺栓与被加固构件固定。利用千斤顶张拉钢绞线而带动CFRP条带移动,从而实现对CFRP条带施加预应力。该自锁式锚固系统整体由锚固端和张拉端两部分组成。
[0018] 锚固端的设计采用CFRP条带绕钢板自锁原理,为保证锚板的足够刚度,将绕结部位设计为自锁式开缝钢板,见图1。将CFRP条带绕结连接锚固端的两块自锁式开缝钢板,而后这两块自锁式开缝钢板再通过高强度螺栓紧固,从而使锚固端两块自锁式开缝钢板形成一个整体,以方便安装。通过六个与锚固端两块自锁式开缝钢板配套的高强度螺栓锚固到被加固的构件上,见图2所示。
[0019] 张拉端由张拉端活动板和张拉端固定板两个部分组成。张拉活动端的开缝钢板与夹片式锚具通过焊接连接在一起,且夹片式锚具的小孔的一端朝向施加预应力的方向,可参见图3。CFRP条带绕张拉端活动板的开缝钢板见图4。张拉固定端的夹片式锚具与钢板也通过焊接连接,且夹片式锚具的小孔朝向与活动板的夹片式锚具的小孔相对,张拉端钢板紧贴与被加固构件底部,采用高强度螺栓将张拉端钢板锚固在被加固构件的底部,见图5。张拉端活动板的夹片式锚具与张拉端固定板的夹片式锚具通过插入钢绞线连接。见图6。
[0020] 将CFRP条带在固定端和张拉活动板装置中绕结完成后,绕结的同时采用与CFRP配套的碳纤维胶浸渍锚固端CFRP条带,待其固化完成之后,将锚固端和张拉端都装配好后通过高强度螺栓安装在被加固构件底部,见图7。而后再拧紧锚固端高强度螺栓的螺母使得CFRP条带均匀绷直以使得CFRP条带在固化过程中能保持平直。同时还在CFRP条带与混凝土梁之间涂抹浸渍胶,为保证CFRP条带与混凝土梁紧密贴合,还应在自锁式锚具装置外都涂上一层浸渍胶。涂抹完浸渍胶即刻进行预应力的张拉,利用千斤顶张拉钢绞线而带动CFRP条带移动,从而实现对CFRP条带施加预应力。最后对自锁式锚具涂抹结构胶进行保护,使得锚具和混凝土梁结合形成为一个整体,见图8。
[0021] 实施例1本发明由高强度螺栓1、锚固端开缝钢板2、开缝活动钢板3、夹片式锚具4、CFRP条带5、固定钢板6、钢绞线7组成。应用时开缝钢板的尺寸、预留螺栓孔洞的大小、高强度螺栓的规格、夹片式锚具的规格、钢绞线的尺寸根据工程实际受力情况确定。本发明不仅适用于土木工程领域中需预应力CFRP条带加固的桥梁,也可以用于尺寸较小的建筑结构钢筋混凝土梁的加固,有广泛的适用性。
[0022] 预应力CFRP条带加固截面面积为150mm 210mm,全长为1600mm的混凝土梁。采用抗拉强度为3200MPa,有效加固长度为1000mm,规格为0.167mm X 50mm的CFRP条带,本自锁式张拉系统锚固四层CFRP条带。自锁式张拉锚固系统所有的钢板都采用Q345钢板。
[0023] 本发明系统的安装工艺步骤如下:第一步:制作自锁式张拉锚固系统的钢板;制做两块厚度为10mm,宽度为100mm,长度为
270mm的自锁式开缝钢板。张拉端活动开缝钢板厚度为16mm,宽度为85mm,长度为110mm。张拉端活动开缝钢板上焊接单孔夹片式锚具,且夹片式锚具的小孔的一端朝向施加预应力的方向。张拉端固定钢板厚度为16mm,宽度为85mm,长度为110mm。张拉端固定钢板上焊接单孔夹片式锚具,夹片式锚具的小孔朝向与活动板的夹片式锚具的小孔相对。然后将张拉端活动开缝钢板的夹片式锚具与张拉端固定钢板的夹片式锚具通过插入规格为15.2mm的钢绞线连接。
[0024] 第二步:CFRP条带绕开缝钢板;采用与CFRP材料配套的碳纤维胶浸渍四层CFRP条带,待浸渍胶初步固化后开始绕锚固端的两块厚度为10mm的自锁式开缝钢板。之后再进行张拉端的绕结,在张拉端四层CFRP条带的另一端绕结厚度为16mm张拉端活动开缝钢板。
[0025] 第三步:自锁式张拉系统安装到加固位置;待胶水固化完成之后,将锚固端和张拉端安装到被加固混凝土梁的底部。锚固端的两块自锁式开缝钢板通过六个10.2级M16的高强度螺栓锚固到被加固的混凝土梁的梁底。张拉端固定钢板采用六个10.2级M16的高强度螺栓锚固在被加固钢筋混凝土梁的底部。锚固端和张拉端都装配完成后拧紧锚固端六个10.2级M16的高强度螺栓的螺母使四层CFRP条带均匀绷直,以使得CFRP条带在固化过程中能保持平直。
[0026] 第四步:施加预应力;在CFRP条带与钢筋混凝土梁之间涂抹浸渍胶,为保证CFRP条带与混凝土梁紧密贴合,最后在整个自锁式锚具装置外都涂上一层浸渍胶。涂抹完浸渍胶即刻进行预应力的张拉,利用千斤顶张拉钢绞线而带动张拉端活动板,从而带动四层CFRP条带移动,这就实现了对四层CFRP条带施加预应力。
[0027] 本发明系统安装时,应保证CFRP条带在自锁式开缝钢板上缠绕时应紧贴开缝钢板的轮廓线,CFRP条带缠绕安装好之后应该校准张拉端与固定端,使CFRP条带的中线在一条直线上。多层CFRP条带缠绕时,为避免上下层之间的相对滑动,可先将CFRP条带对中初步缠绕完成后,用透明胶带将CFRP条带粘结起来,然后再在张拉端和锚固端刷浸渍胶,待浸渍胶初步固化后,再进行自锁式开缝钢板的缠绕,缠绕完成之后撕下透明胶带再刷浸渍胶。刷胶顺序为:先锚固端,再中间部位,后张拉端。自锁式锚固系统的锚固端和张拉端都在被加固构件上安装好以后,应拧紧高强度螺栓的螺母使CFRP条带均匀绷直,以使得CFRP条带在固化过程中能保持平直。
[0028] 本发明中关于钢构件、高强度螺栓、钢绞线及焊接连接设计、加工和施工的要求均可按《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)、《预应力混凝土用钢绞线》(GB/T5224-2014)、《钢结构设计规范》(GB50017-2017)等规范、规程执行。
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