[發明專利]預應力碳纖維板張拉系統及張拉加固方法

有效

• 申請號: 201110295530.X
• 申請日: 2011-09-29
• 公開（公告）號: CN102322152A
• 公開（公告）日: 2012-01-18
• 發明（設計）人: 全學友;王仁燕
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: E04G21/12
• 分類號: E04G21/12;E04G23/02
• 代理公司: 北京海虹嘉誠知識產權代理有限公司 11129
• 代理人: 謝殿武

技術領域

本發明屬于土木結構工程領域，特別涉及一種預應力碳纖維板張拉系統及張拉加固方法。

背景技術

混凝土構件由于具有在承載能力不足或溫度變化、疲勞或沖擊等外界作用而產生橫向裂縫的特點，一般采用在負彎矩表面縱向粘貼加固材料等進行加固，以約束橫向裂縫的產生和發展，提高其承載能力和使用壽命。

碳纖維板和碳纖維布由于具有很高的抗拉強度，在混凝土等構件的加固中得到廣泛的應用，由于單位寬度內碳纖維板纖維含量遠高于單層碳纖維布的纖維含量，因此碳纖維板的極限拉力顯著高于同等寬度碳纖維布的極限拉力，能夠能充分發揮碳纖維的強度和彈性模量，施工后也較碳纖維布的強度利用率高。但是，由于碳纖維板本身具有較高的強度，加固施工普遍采用直接粘貼的方法，普通粘貼碳纖維板由于二次受力、裂縫、撓度以及剝離破壞的影響，正常使用狀態下碳纖維板的應力通常不足標準強度的5％，有效承載力條件下碳纖維材料的應力通常不足標準強度的20％；使得碳纖維板不能充分發揮其應有的作用。為解決上述問題，出現了將碳纖維板張拉產生預應力后粘貼于加固構件上的技術，可以使碳纖維板在正常使用條件下的應力保持較高的水平，明顯改善構件的工作性能。但是，由于碳纖維板本身所具有的物理特性，張拉施工過程較為復雜，施工后的強度利用依然沒有達到期望的標準。并且，現有的張拉設備體積較大、結構復雜，占用面積較大，不利于施工，導致施工效率較低；不能滿足現場施工的要求。

因此，需要一種預應力碳纖維板的張拉系統，適用于混凝土等構件的預應力碳纖維板加固施工，能夠使碳纖維板以設定的預應力粘貼并錨固于被加固構件表面，充分利用碳纖維板本身所具有的優點，結構以及張拉過程較為簡單，工作效率高。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的是提供一種預應力碳纖維板張拉系統及張拉加固方法，適用于混凝土等構件的預應力碳纖維板加固施工，能夠使碳纖維板以設定的預應力粘貼并錨固于被加固構件表面，充分利用碳纖維板本身所具有的優點，結構以及張拉過程較為簡單，工作效率高。

本發明的預應力碳纖維板張拉系統，包括預應力張拉組件、轉向組件和固定設置在被加固構件的機架；

所述預應力張拉組件包括張拉設備、碳纖維板夾具、張拉桿和轉軸，所述轉軸橫向設置并以可繞自身軸線轉動的方式設置于機架，張拉桿桿體以可滑動的方式沿徑向穿過轉軸且張拉桿前端與碳纖維板夾具連接，所述張拉設備用于對張拉桿施加張拉力，所述碳纖維板夾具用于夾持需張拉碳纖維板；

所述轉向組件包括轉向驅動設備和轉向構件，所述轉向構件橫跨需張拉碳纖維板設置于外側，所述需張拉碳纖維板被張拉至預定張拉力后轉向構件位于碳纖維板夾具前側；轉向驅動設備對轉向構件施加將其壓向需張拉碳纖維板的壓力。

進一步，所述轉向組件還包括分列于需張拉碳纖維板橫向兩側并鉸接于機架的兩根導向桿，所述轉向構件包括轉向器、轉向軸和承載導向塊，所述轉向器橫跨于需張拉碳纖維板，所述承載導向塊為兩個，兩根導向桿一一對應滑動配合穿過兩個承載導向塊，轉向器位于兩個承載導向塊之間并通過轉向軸與兩個承載導向塊以可繞轉向軸軸線轉動的方式轉動配合；所述轉向器以轉向軸軸線為支點形成杠桿結構，轉向器前端正對需張拉碳纖維板，尾端端面由轉向驅動設備施加向需張拉碳纖維板的壓力；

進一步，轉向組件還包括鎖緊組件，所述鎖緊組件包括轉向鎖緊門形塊和轉向鎖緊螺母，所述轉向鎖緊門形塊滑動配合外套于導向桿且其開口端固定連接于承載轉向塊，轉向鎖緊螺母位于轉向鎖緊門形塊的開口內旋于導向桿設置的外螺紋上，所述轉向鎖緊螺母的高度小于轉向鎖緊門形塊的開口深度；所述張拉設備通過滑動配合外套于張拉桿的張拉門形塊對轉軸施加張拉反作用力，張拉桿設有外螺紋并且位于張拉門形塊開口內旋有張拉鎖緊螺母，所述張拉鎖緊螺母的高度小于張拉門形塊的開口深度；

進一步，所述張拉設備為張拉穿心千斤頂，所述張拉桿尾端穿過張拉穿心千斤頂并鎖緊，張拉穿心千斤頂通過張拉門形塊頂住轉軸；所述兩個導向桿尾端設置有轉向承力梁形成門形結構，所述轉向驅動設備為轉向千斤頂，所述轉向千斤頂一端頂住轉向承力梁，另一端頂住轉向器尾端端面；

進一步，所述轉向器與需張拉碳纖維板相對的一側面沿張拉方向上為外凸的平滑曲面，尾端端面為平面；

進一步，所述機架為槽狀結構，所述轉軸兩端轉動配合支撐于槽狀結構的兩側。

本發明還公開了一種應用預應力碳纖維板張拉系統的張拉加固方法，其特征在于：

包括以下步驟：