一种CFRP板预应力张拉锚固设备 |
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| 申请号 | CN202410275338.1 | 申请日 | 2024-03-12 | 公开(公告)号 | CN117966628A | 公开(公告)日 | 2024-05-03 |
| 申请人 | 唐山工业职业技术学院; | 发明人 | 张晓彬; 吴二鹏; 郭娇; 欧高龙; 赵巍平; | ||||
| 摘要 | 本 申请 涉及 桥梁 加固的领域，尤其是涉及一种预应 力 张拉锚固设备，其包括固定在 碳 纤维 板两端的固定端和张拉端，以及靠近张拉端的张拉装置， 碳纤维 板和张拉锚固设备均设置梁体的底端，固定端、张拉端和张拉装置均与梁体固定连接，张拉端包括固定座和张拉夹紧件，固定座与梁体固定连接，张拉夹紧件与碳纤维板固定连接，张拉夹紧件与固定座之间设置有用于固定的连接件，张拉夹紧件远离固定座的一端与张拉装置连接。本申请中的预 应力 张拉锚固设备结构简单、安装方便，具有缩短桥梁加固的施工周期的效果。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种预应力张拉锚固设备，其特征在于：包括固定在碳纤维板(1)两端的固定端(3)和张拉端(2)，以及靠近张拉端(2)的张拉装置(5)，碳纤维板(1)和张拉锚固设备均设置梁体(8)的底端，固定端(3)、张拉端(2)和张拉装置(5)均与梁体(8)固定连接，张拉端(2)包括固定座(21)和张拉夹紧件(22)，固定座(21)与梁体(8)固定连接，张拉夹紧件(22)与碳纤维板(1)固定连接，张拉夹紧件(22)与固定座(21)之间设置有用于固定的连接件(7)，张拉夹紧件(22)远离固定座(21)的一端与张拉装置(5)连接。 |
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| 说明书全文 | 一种CFRP板预应力张拉锚固设备技术领域背景技术[0002] 目前随着时间的推移，我国早期建立的桥梁基本已达到其设计年限，桥梁主体结构产生裂缝，随着时间流逝，裂缝增大使桥梁的承载力下降，导致桥梁变成危桥，为了提高桥梁的使用寿命，需对桥梁主体进行加固。 [0003] 现有的加固方法包括外包钢加固法、增大构件截面加固法、增设支点加固法、喷射混凝土加固法、粘贴高强复合材料加固法以及预应力加固法，其中粘贴高强复合材料加固法常使用碳纤维加固材料，例如：碳纤维板、碳纤维布、碳纤维筋，其中CFRP板使用较多，利用CFRP板中的碳纤维材料可以最小程度改变加固结构的应力分布，保证加固板材与被加固结构共同受力,为了提升加固板材的加固效果，常在桥梁主体与加固板材之间设置锚固设备，利用锚固设备对加固板材施加预应力。 [0004] 针对上述中的相关技术，发明人认为，现有的锚固设备操作复杂，在现场操作时耗时长，导致桥梁加固施工周期长。 发明内容[0005] 为了缩短桥梁加固的施工周期，本申请提供一种预应力张拉锚固设备。本申请提供的一种预应力张拉锚固设备采用如下的技术方案：一种预应力张拉锚固设备，包括固定在碳纤维板两端的固定端和张拉端，以及靠 近张拉端的张拉装置，碳纤维板和张拉锚固设备均设置梁体的底端，固定端、张拉端和张拉装置均与梁体固定连接，张拉端包括固定座和张拉夹紧件，固定座与梁体固定连接，张拉夹紧件与碳纤维板固定连接，张拉夹紧件与固定座之间设置有用于固定的连接件，张拉夹紧件远离固定座的一端与张拉装置连接。 [0006] 通过采用上述技术方案，使用预应力张拉锚固设备锚固碳纤维板时，首先移动固定端与梁体固定连接，然后再将碳纤维板与固定端固定连接，再将碳纤维板穿过张拉装置后与张拉夹紧件连接固定，利用连接件将张拉夹紧件与固定座连接，启动张拉装置推动张拉夹紧件与固定座靠近，使张拉夹紧件带动碳纤维板拉伸，对碳纤维板施加预应力，然后再利用连接件使张拉夹紧件与固定座固定，使碳纤维板内部产生的预应力保持稳定，预应力张拉锚固设备结构简单、安装方便，达到了缩短桥梁加固的施工周期的目的。 [0007] 可选的，所述张拉夹紧件包括夹紧底块和夹紧压块，夹紧底块与梁体抵接，夹紧底块远离梁体的一侧设置为波纹型，夹紧压块与夹紧底块相适应，夹紧压块与夹紧底块可拆卸固定连接，碳纤维板位于夹紧压块与夹紧底块之间，夹紧压块通过连接件与固定座连接。 [0008] 通过采用上述技术方案，使用张拉夹紧件连接碳纤维板时，首先移动碳纤维板位于夹紧压块与夹紧底块之间，由于夹紧压块与夹紧底块固定连接，所以将碳纤维板固定在夹紧压块和夹紧底块之间，由于夹紧底块远离梁体的一侧设置为波纹型，并且夹紧压块与夹紧底块相适应，利用波纹型的夹紧压块和夹紧底块对碳纤维板产生波形齿的弯曲效应作用力，提升碳纤维板在张拉夹紧件内的稳定性。 [0009] 可选的，所述夹紧压块远离固定座的一端设置有第一凸起部，第一凸起部与夹紧压块靠近梁体的一侧固定连接。 [0010] 通过采用上述技术方案，由于第一凸起部与夹紧压块靠近梁体的一侧固定连接，使第一凸起部推动碳纤维板靠近梁体，使碳纤维板更靠近梁体，减小碳纤维板因为夹紧底块的厚度与梁体之间产生的缝隙，提升碳纤维板靠近张拉夹紧件处与梁体之间的贴合性。 [0011] 可选的，所述张拉夹紧件与梁体之间设置有导向板，导向板的一侧与梁体的底端固定连接，另一侧开设有导向槽，夹紧底块与导向槽的侧壁抵接，张拉夹紧件与导向板滑移连接。 [0012] 通过采用上述技术方案，由于夹紧底块位于导向槽内，利用导向槽对夹紧底块的限位作用，使张拉夹紧件沿导向槽的方向滑动，提升张拉夹紧件滑动时的稳定性；由于导向板与梁体的底端固定连接，使导向板与梁体的底端固定连接，提升导向板限制夹紧底块滑动时的稳定性。 [0013] 可选的，所述张拉装置包括千斤顶、压力传感器和反力支架，碳纤维板穿过反力支架，碳纤维板与反力支架滑动连接，反力支架与梁体固定连接，千斤顶和压力传感器均固定在反力支架内，千斤顶的一端伸出反力支架与张拉夹紧件抵接，压力传感器设置在千斤顶远离张拉夹紧件的一端。 [0014] 通过采用上述技术方案，安装张拉装置时，首先移动反力支架与梁体固定连接，然后再将压力传感器和千斤顶均固定在反力支架内，使千斤顶和压力传感器工作时更稳定；然后再启动千斤顶使千斤顶的活塞杆与张拉夹紧件抵接，使千斤顶对张拉夹紧件进行推动，使张拉夹紧件对碳纤维板进行拉伸产生预应力。 [0015] 可选的，所述反力支架远离梁体的一侧设置有挂环，挂环与千斤顶抵接，挂环与反力支架之间设置有挂接组件，挂接组件包括挂接槽和挂接板，挂接槽开设在反力支架的侧壁，挂接板与挂环固定连接，挂接板与挂接槽插接配合。 [0016] 通过采用上述技术方案，千斤顶安装完毕后，由于挂接板与挂环固定连接，所以移动挂环带动挂接板移动，使挂接板与挂接槽对齐，然后推动挂环带动挂接板与挂接槽插接配合，利用挂接槽对挂接板的限位作用，使挂环与反力支架连接固定，并且由于挂环与千斤顶抵接，利用挂环对千斤顶进行托举，进一步提升千斤顶工作时的稳定性。 [0017] 可选的，所述固定端包括固定件和固定夹紧件，固定件与梁体固定连接，碳纤维板穿过固定件，碳纤维板与固定件滑动连接，固定夹紧件位于固定件远离张拉端一侧，固定夹紧件与碳纤维板远离张拉加紧件的一端固定连接。 [0018] 通过采用上述技术方案，对碳纤维板的固定端与梁体固定时，首先将固定件与梁体固定连接，然后再移动碳纤维板穿过固定件后与，再移动固定夹紧件与碳纤维板固定连接；由于固定夹紧件与碳纤维板固定连接，并且利用固定件对固定夹紧件的限位作用，使固定件通过固定夹紧件将碳纤维板与梁体固定，提升碳纤维板与梁体之间固定时的稳定性。 [0019] 可选的，所述固定件包括固定顶块和固定底块，固定顶块与梁体固定连接，固定底块设置在固定顶块远离梁体的一侧，固定底块与固定顶块可拆卸固定连接。 [0020] 通过采用上述技术方案，将固定件分为固定顶块和固定底块，并且利用固定顶块与梁体固定连接，由于固定底块与固定顶块之间可拆卸连接，所以将碳纤维板放置在固定顶块远离梁体的一端，再移动固定底块与固定顶块固定连接，固定件结构简单、安装方便，提升固定顶块和固定底块之间放置碳纤维板时的便捷性。 [0021] 可选的，所述固定底块远离固定夹紧件的一端设置有第二凸起部，第二凸起部与固定底块靠近梁体的一侧固定连接。 [0022] 通过采用上述技术方案，由于第二凸起部与固定底块靠近梁体的一侧固定连接，使第二凸起部推动碳纤维板靠近梁体，使碳纤维板更靠近梁体，减小碳纤维板因为固定底块的厚度与梁体之间产生的缝隙，提升碳纤维板靠近固定件处与梁体之间的贴合性。 [0023] 可选的，所述固定件靠近固定夹紧件的一端开设有圆弧形的凹槽，固定夹紧件靠近固定件的一端固定连接有圆弧形的凸块，凸块与凹槽相适应。 [0024] 通过采用上述技术方案，当对碳纤维板预应力时，由于凸块与凹槽相互配合，所以固定夹紧件可以根据自身受力带动凸块沿着固定件的凹槽转动，从而达到碳纤维板直线受力的目的，避免碳纤维板由于偏拉而劈裂破坏。 [0025] 综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：1.通过设置固定端、张拉端和张拉装置，首先利用固定端将碳纤维板与梁体固定 连接，然后再利用张拉装置推动张拉端对碳纤维板施加预应力，并利用张拉端将碳纤维板与梁体固定，预应力张拉锚固设备结构简单、安装方便，达到了缩短桥梁加固的施工周期的目的； 2.通过设置第一凸起部和第二凸起部，使第一凸起部和第二凸起部均推动碳纤维 板与梁体抵接，减小碳纤维板与梁体之间的间隙，保证碳纤维板与梁体之间粘结胶的填充饱满度； 3.通过在固定件和固定夹紧件之间设置为圆弧形的凹槽和圆弧形的凸块，使碳纤 维板在施加预应力时，达到碳纤维板直线受力的目的，避免碳纤维板由于偏拉而劈裂破坏。 附图说明 [0026] 图1是本申请的结构示意图；图2是旨在显示固端结构的示意图； 图3是旨在显示张拉装置的示意图； 图4是旨在显示张拉端结构的示意图； 图5是旨在显示张拉夹紧件结构的示意图。 [0027] 附图标记说明：1、碳纤维板；2、张拉端；21、固定座；22、张拉夹紧件；221、夹紧底块；222、夹紧压块；2221、第一凸起部；3、固定端；31、固定件；311、固定顶块；312、固定底块；3121、第二凸起部；32、固定夹紧件；321、第一板；322、第二板；4、导向板；41、导向槽；5、张拉装置；51、千斤顶；52、反力支架；53、压力传感器；54、挂环；6、挂接组件；61、挂接槽；62、挂接板；7、连接件；71、连接螺栓；72、连接螺母；8、梁体；9、滑动组件；91、滑槽；92、滑块。 具体实施方式[0028] 以下结合附图1‑5对本申请作进一步详细说明。 [0029] 本申请实施例公开一种预应力张拉锚固设备。参照图1，一种预应力张拉锚固设备包括固定端3、张拉端2和张拉装置5，预应力张拉锚固设备均设置在梁体8的底端，梁体8的底端利用粘胶固定连接有碳纤维板1，张拉端2和固定端3分别与碳纤维板1的两端固定连接，张拉端2和固定端3均与梁体8固定连接，张拉装置5靠近张拉端2设置，张拉装置5与梁体8的底端固定连接，碳纤维板1与张拉装置5滑动连接。 [0030] 使用预应力张拉锚固设备时，首先在梁体8底端测量出固定端3、张拉端2和张拉装置5的预计位置，然后再在预计位置钻孔固定高强螺栓，然后将碳纤维板1的两端分别与固定端3和张拉端2固定连接，再依次将固定端3、张拉端2和张拉装置5与梁体8的底端进行固定，固定完毕后再利用张拉装置5推动张拉端2，使张拉端2内部对碳纤维板1进行拉伸施加预应力，张拉完毕后再对张拉端2内部进行重新固定，使碳纤维板1的预应力保持固定，然后再将张拉装置5与梁体8分离，完成碳纤维板1的预应力张拉锚固施工，预应力张拉锚固设备结构简单、使用方便，达到了缩短桥梁加固的施工周期的目的。 [0031] 参照图1和图2，固定端3包括固定件31和固定夹紧件32，固定件31与梁体8固定连接，碳纤维板1穿过固定件31，碳纤维板1与固定件31滑动连接，固定夹紧件32位于固定件31远离张拉端2的一侧，固定夹紧件32与碳纤维板1穿过固定件31的一端固定连接，固定夹紧件32与梁体8底端抵接，固定件31靠近固定夹紧件32的一端开设有圆弧形的凹槽，固定夹紧件32靠近固定件31的一端固定连接有圆弧形的凸块，凸块与凹槽相适应。安装固定端3时，首先将固定夹紧件32与碳纤维板1连接固定，然后将碳纤维板1放置在固定件31内，再利用高强螺栓将固定件31与梁体8固定连接，拖动碳纤维板1在固定件31内滑动，使碳纤维板1带动固定夹紧件32的凸块位于固定件31的凹槽内。参照1和图2，固定件31包括固定顶块311和固定底块312，固定顶块311和固定底块312均水平设置，固定顶块311的顶端与梁体8固定连接，固定底块312设置在固定顶块311的底端，固定底块312与固定顶块311通过高强螺栓可拆卸固定连接，固定底块312和固定顶块311靠近固定夹紧件32的一端处于平齐状态，固定顶块311和固定底块312的靠近固定夹紧件32的一端均开设凹槽，固定底块312远离固定夹紧件32的一端箱远离固定夹紧件32的方向延伸，固定底块312延伸出的部分固定连接有第二凸起部3121，第二凸起部3121位于延伸出的部分靠近梁体8的一侧。安装固定件31时，首先在预计位置钻孔固定高强螺栓，然后再将碳纤维板1固定在固定顶块311和固定底块312之间，移动固定件31使固定底块312通过第二凸起部3121带动碳纤维板1与梁体8抵接，然后使高强螺栓穿过固定顶块311和固定底块312，利用高强螺栓将固定顶块311和固定底块312与梁体8固定。 [0032] 参照1和图2，固定夹紧件32包括第一板321和第二板322，第一板321和第二板322均水平设置，第一板321的顶端与梁体8底端抵接，第一板321的底端呈波浪型，第二板322位于第一板321的底端，第二板322的顶端设置为波浪型，第二板322的顶端与第一板321的底端抵接，并且第一板321的底端和第二板322的顶端相互适应，第一板321和第二板322之间通过高强螺栓可拆卸固定连接，碳纤维板1固定在第一板321和第二板322之间。使用固定夹紧件32固定碳纤维板1时，首先移动碳纤维板1的一端位于第一板321和第二板322之间，然后再将第一板321的底端和第二板322的顶端按照波纹型相互对应安装，再利用高强螺栓将第一板321和第二板322固定，使碳纤维板1固定在第一板321和第二板322内。 [0033] 参照图3，张拉装置5包括千斤顶51、压力传感器53、反力支架52和挂环54，反力支架52水平设置，反力支架52的侧壁开设有若干个用于减重的格构圆孔，反力支架52的顶端与梁体8通过高强螺栓固定连接，碳纤维板1穿过反力支架52的顶端，碳纤维板1与反力支架52滑动连接，千斤顶51和压力传感器53均水平固定在反力支架52内，千斤顶51的一端伸出反力支架52与张拉端2抵接，压力传感器53设置在千斤顶51远离张拉夹端的一端，压力传感器53与千斤顶51之间夹紧有垫板；挂环54设置在反力支架52远离梁体8的一侧，挂环54与千斤顶51的底端抵接，挂环54与反力支架52之间设置有挂接组件6，挂接组件6包括挂接槽61和挂接板62，挂接槽61水平开设在反力支架52的侧壁，挂接板62设置有两个，两个挂接板62与挂环54的两端均固定连接，挂接板62与挂接槽61插接配合。 [0034] 安装张拉装置5时，首先在预计位置预埋高强螺栓，然后将反力支架52与梁体8固定连接，再移动千斤顶51和压力传感器53至反力支架52内，并在千斤顶51和压力传感器53之间安装垫板，将压力传感器53和千斤顶51均固定在反力支架52内，再移动挂环54带动挂接板62与挂接槽61对齐，推动挂环54带动挂接板62插接在挂接槽61内，此时挂环54与千斤顶51的底端抵接，完成张拉装置5的安装。 [0035] 参照图4和图5，张拉端2包括固定座21、张拉夹紧件22和导向板4，固定座21竖直设置在张拉装置5远离固定端3的一端，固定座21的顶端与梁体8的底端固定连接，张拉夹紧件22位于固定座21和张拉装置5之和第二板322固定，使碳纤维板1固定在第一板321和第二板 322内。 [0036] 参照图3，张拉装置5包括千斤顶51、压力传感器53、反力支架52和挂环54，反力支架52水平设置，反力支架52的侧壁开设有若干个用于减重的格构圆孔，反力支架52的顶端与梁体8通过高强螺栓固定连接，碳纤维板1穿过反力支架52的顶端，碳纤维板1与反力支架52滑动连接，千斤顶51和压力传感器53均水平固定在反力支架52内，千斤顶51的一端伸出反力支架52与张拉端2抵接，压力传感器53设置在千斤顶51远离张拉夹端的一端，压力传感器53与千斤顶51之间夹紧有垫板；挂环54设置在反力支架52远离梁体8的一侧，挂环54与千斤顶51的底端抵接，挂环54与反力支架52之间设置有挂接组件6，挂接组件6包括挂接槽61和挂接板62，挂接槽61水平开设在反力支架52的侧壁，挂接板62设置有两个，两个挂接板62与挂环54的两端均固定连接，挂接板62与挂接槽61插接配合。 [0037] 安装张拉装置5时，首先在预计位置预埋高强螺栓，然后将反力支架52与梁体8固定连接，再移动千斤顶51和压力传感器53至反力支架52内，并在千斤顶51和压力传感器53之间安装垫板，将压力传感器53和千斤顶51均固定在反力支架52内，再移动挂环54带动挂接板62与挂接槽61对齐，推动挂环54带动挂接板62插接在挂接槽61内，此时挂环54与千斤顶51的底端抵接，完成张拉装置5的安装。 [0038] 参照图4和图5，张拉端2包括固定座21、张拉夹紧件22和导向板4，固定座21竖直设置在张拉装置5远离固定端3的一端，固定座21的顶端与梁体8的底端固定连接，张拉夹紧件22位于固定座21和张拉装置5之一端向靠近反力支架52的方向延伸，夹紧压块222的延伸部分固定连接有第一凸起部2221，第一凸起部2221设置在夹紧压块222靠近梁体8的一侧，第一凸起部2221远离夹紧压块222的一端设置有倒角，夹紧压块222远离反力支架52的一端，通过连接螺栓71与固定座21连接固定，夹紧压块222与夹紧底块221之间通过高强螺栓可拆卸固定连接，碳纤维板1位于夹紧压块222与夹紧底块221之间。 [0039] 将碳纤维板1安装在张拉夹紧件22内时，首先移动碳纤维板1至夹紧压块222和夹紧底块221之间，然后利用高强螺栓将夹紧压块222与夹紧底块221连接固定，使碳纤维板1固定在夹紧压块222和夹紧底块221之间，然后推动张拉夹紧件22与导向板4安装时，首先移动张拉夹紧件22带动夹紧底块221与导向槽41的侧壁抵接，夹紧底块221带动滑块92插接在滑槽91内，夹紧压块222通过第一凸起部2221带动碳纤维板1与梁体8抵接，然后再利用连接螺栓71将夹紧压块222与固定座21连接固定。 [0040] 本申请实施例一种预应力张拉锚固设备的实施原理为：使用预应力锚固设备时，首先在梁体8的底端测量出固定件31、反力支架52、导向板4和固定座21的位置，并在相应的位置钻孔固定高强螺栓，然后在碳纤维板1上涂抹粘合胶，然后移动第一板321和第二板322，将碳纤维板1的一端夹持在第一板321和第二板322内，然后再利用高强螺栓将第一板 321和第二板322连接固定，将碳纤维板1固定在第一板321和第二板322内，然后在固定件31预计的位置钻孔固定高强螺栓，然后移动碳纤维板1至固定顶块311与固定底块312之间，然后一起移动固定顶块311和固定底块312，固定底块312带动第二凸起部3121带动碳纤维板1与梁体8的底端抵接，使高强螺栓穿过固定顶块311和固定底块312后与高强螺母螺纹连接，将固定顶块311和固定底块312与梁体8固定。 [0041] 然后将碳纤维板1粘贴在梁体8的底端，再移动反力支架52、导向板4和固定座21至相应的位置，利用高强螺栓将反力支架52、导向板4和固定座21均与梁体8固定连接，再移动碳纤维板1远离固定夹紧件32的一端至夹紧底块221与夹紧压块222之间，利用高强螺栓将夹紧底块221与夹紧压块222固定连接，使碳纤维板1固定在夹紧压块222和夹紧底块221之间，然后移动张拉夹紧件22至导向槽41内，使夹紧底块221与导向槽41的侧壁抵接，夹紧底块221带动滑块92插接在滑槽91内，夹紧压块222通过第一凸起部2221带动碳纤维板1与梁体8抵接；然后利用连接螺栓71穿过固定座21和夹紧压块222后与连接螺母72螺纹连接；再移动千斤顶51和压力传感器53至反力支架52内，移动垫板至千斤顶51和压力传感器53之间，将千斤顶51和压力传感器53均与反力支架52固定连接，在移动挂环54带动挂接板62与挂接槽61对齐，推动挂环54带动挂接板62插接在挂接槽61内，此时挂环54与千斤顶51的底端抵接，最后启动千斤顶51与夹紧压块222抵接，利用张拉夹紧件22对碳纤维板1施加预应力，碳纤维板1带动固定夹紧件32的凸块插接在固定件31的凹槽内，随着力逐渐加大，当碳纤维板1的力发生偏移时，固定夹紧件32带动凸块在凹槽内发生相对转动；当压力传感器53显示的压力数值至预计数值时，转动连接螺母72与夹紧压块222抵接，将张拉夹紧件22与固定座21位置固定，然后再移除张拉装置5，完成一个碳纤维板1的预应力施工，综上，通过上述步骤，达到了缩短桥梁加固的施工周期的目的。 |
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