[發明專利]預應力鋼絞線加固混凝土受彎構件的簡便張拉錨固系統

無效

• 申請號: 201010264849.1
• 申請日: 2010-08-27
• 公開（公告）號: CN101922238A
• 公開（公告）日: 2010-12-22
• 發明（設計）人: 鄧宗才;郭俊平;肖銳
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: E04G21/12
• 分類號: E04G21/12;E04G23/02;E04C5/08;E01D22/00
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 魏聿珠

技術領域

本發明是一種預應力鋼絞線加固混凝土受彎構件的簡便張拉錨固系統，用于加固鋼筋混凝土梁、板等受彎構件，屬于建筑加固技術領域。

技術背景

目前我國許多建筑物、橋梁等進入維修、加固期，也有大量的建筑為適應我國社會、經濟、文化等迅速發展的要求需要改造和加固，尤其是汶川地震后全國各地的許多建筑要進行抗震加固，因此迫切需要高效的加固方法。

傳統的混凝土結構加固方法包括：加大截面、粘鋼、粘貼纖維復合材料、鋼絲網、體外預應力等加固方法，存在施工復雜、勞動強度大、對結構有損傷、成本高等缺陷，加固后的結構往往發生粘結破壞，不能充分利用加固材料的高性能。

非預應力鋼絞線加固技術存在明顯的應變滯后現象，不能充分發揮加固材料的高強性能，加固后的結構往往發生粘結破壞，而且由于粘結破壞影響因素多，建立的計算模型復雜，不便于結構加固設計計算，這制約了高強鋼絞線在加固領域的推廣應用。

預應力鋼絞線加固技術綜合了體外預應力加固技術、高強鋼絞線加固技術的優點，是一項新型的加固技術，能充分發揮鋼絞線的高強特性，不發生粘結破壞，顯著提高結構的剛度和承載力，對增加結構自重影響很小、改善結構的延性，施工工藝簡便，施工期間不影響建筑的使用，可基于預應力混凝土基本理論建立簡明適用的計算模型，應用于加固設計和施工實踐。已有的試驗研究證明預應力鋼絞線加固技術可顯著提高混凝土受彎構件的初裂荷載、屈服荷載、極限荷載，能有效抑制構件變形、約束裂縫的發展，閉合原有裂縫，改善使用階段的受力性能。

總之，預應力鋼絞線加固方法有如下優點：(1)解決鋼絞線應變滯后的問題；(2)可通過預應力的大小，控制混凝土截面的應力狀態，使構件在使用荷載作用下不裂或有效限制裂縫寬度；(3)通過預應力的大小，控制裂縫性能，使已有裂縫封閉，改善變形性能，提高抗震性能和耐久性；(4)充分發揮鋼絞線的高強性能；(5)預應力可以有效降低鋼筋的應力循環幅度，增加構件的疲勞壽命。

混凝土受彎構件作為混凝土結構的最重要的構件之一，對其實施主動約束加固，可顯著提高加固效果。由于預應力鋼絞線加固方法有以上諸多優點，可以將其應用到對混凝土受彎構件的加固中。但是，預應力鋼絞線加固混凝土受彎構件需要解決鋼絞線的張拉和錨固問題。因此，研究預應力鋼絞線加固混凝土受彎構件的張拉和錨固系統具有非常重要的工程應用價值。

發明內容

本發明的目的在于克服了現有混凝土加固方法的上述缺陷，提供了一種預應力鋼絞線加固混凝土受彎構件的簡便張拉錨固系統，該張拉錨固系統通過錨固裝置將鋼絞線錨固在混凝土受彎構件上，并通過松緊螺母對鋼絞線施加預應力和調節預應力大小，提高加固構件的承載力、剛度、耗能能力、延性和耐久性。鋼絞線通過轉向件轉向和限位，減少了張拉端的數量，使鋼絞線的張拉程序簡化，提高施工效率，縮短工期。

為實現上述目的，本發明采取了如下技術方案：包括由鋼絞線、鋼板錨固件和將其錨固在混凝土受彎構件上的錨栓、連接鋼板或連接件、對鋼絞線施加預應力用的螺栓和螺母組成的連接系統和由鋼絞線及改變鋼絞線走線方向的轉向件組成的轉向系統。其中：鋼絞線的一端錨固在構件底部或側面并靠近其端部位置的鋼板錨固件或連接鋼板上，然后將鋼絞線引至構件的另一端有轉向件的位置，利用該處的轉向件使鋼絞線轉向和限位后返回起始端，起始端可另布置向件實現鋼絞線的再次轉向和限位，并可以此方式重復布置轉向件以調整鋼絞線的轉向次數直至達到設計的布線要求，最后將鋼絞線的另一端布置在連接鋼板或連接件上。連接鋼板或連接件通過螺栓和螺母固定在構件端底部或側面的張拉端鋼板錨固件上，通過螺母在螺栓上的松緊，實現對鋼絞線預應力大小的控制。

在設計時盡可能使各鋼絞線沿構件長度方向平行和/或對稱布置，以提高鋼絞線加固混凝土受彎構件的效果。

每個張拉端施加的預應力鋼絞線跨越兩塊鋼板錨固件次數、轉向件的數量、線路的布置方式和連接系統的選取，可根據施工方案靈活確定。

轉向件可焊接為鋼板錨固件的一部分，也可獨立錨固在構件上。當靠近構件某端處轉向件較少時(一般不大于3個)，宜選擇獨立錨固的方法，當轉向件較多時，適合將轉向件焊接在鋼板錨固件上以節省鋼材和方便施工。

為避免鋼絞線的應力應變不均勻分布，改變單條鋼絞線走向的轉向件數量一般不宜超過4個。如果一條鋼絞線不能滿足跨越兩塊鋼板錨固件次數的要求，可以通過在沿構件寬度方向增設鋼絞線和增設相應的錨固系統和轉向系統的方式來滿足要求。