[實用新型]鋼筋混凝土板體外FRP筋的預(yù)應(yīng)力施加裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220427415.3
• 申請日: 2012-08-27
• 公開（公告）號: CN202745405U
• 公開（公告）日: 2013-02-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 高丹盈;祝玉斌;湯寄予;房棟;朱海堂
• 申請（專利權(quán)）人: 鄭州大學(xué)
• 主分類號: E04G23/02
• 分類號: E04G23/02;E04G21/12
• 代理公司: 鄭州科維專利代理有限公司 41102
• 代理人: 馬忠

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及土木工程中鋼筋混凝土板的體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鋼筋混凝土板體外FRP筋的預(yù)應(yīng)力施加裝置。

背景技術(shù)

纖維增強(qiáng)塑料（Fiber?Reinforced?Polymer,簡稱FRP）復(fù)合材料以其輕質(zhì)、高強(qiáng)、不銹蝕和抗疲勞性能好等優(yōu)點，已應(yīng)用于實際工程中。以纖維增強(qiáng)塑料筋（即FRP筋）作為預(yù)應(yīng)力筋用于鋼筋混凝土板的體外預(yù)應(yīng)力加固，既能克服傳統(tǒng)鋼絞線、高強(qiáng)鋼絲或粗鋼筋的易腐蝕問題，又能充分發(fā)揮體外預(yù)應(yīng)力加固的效果。

FRP筋由纖維和聚合物基體兩部分組成，纖維的抗拉強(qiáng)度和彈性模量都較聚合物基體高，是纖維塑料筋中的承載成份。聚合物基體是粘結(jié)成份，用來把纖維單絲粘結(jié)約束在一起，也起保護(hù)纖維、維持纖維塑料筋尺寸穩(wěn)定的作用。因此，F(xiàn)RP筋截面性質(zhì)和受力性能與傳統(tǒng)鋼絞線、高強(qiáng)鋼絲或粗鋼筋有很大的差異，對壓力、剪力及筋表面的變形(如壓痕、凸肋、螺紋等)更加敏感，難以采用適用于鋼絞線、高強(qiáng)鋼絲或粗鋼筋的傳統(tǒng)方法對其施加預(yù)應(yīng)力?，F(xiàn)有的FRP筋預(yù)應(yīng)力施加裝置無法實現(xiàn)在預(yù)應(yīng)力施加過程中對FRP筋自身應(yīng)力–應(yīng)變狀態(tài)的監(jiān)控，例如中國發(fā)明專利，專利號為CN101922240A公開了一種FRP筋張拉錨固裝置，其特征在于張拉錨固裝置包括用于錨固FRP筋的錨固裝置和用于張拉FRP筋的張拉裝置。錨固裝置包括錨固架、套筒和限位構(gòu)件，錨固架固定連接在待加固構(gòu)件端部的錨固區(qū)，套筒穿置在錨固架上用于錨固FRP筋，限位構(gòu)件連接在套筒上用于張拉FRP筋后對套筒限位。張拉裝置包括施力設(shè)備和軟索，施力設(shè)備通過軟索與套筒相連，用于施加張拉力。該項發(fā)明為FRP筋提供了一種施加預(yù)應(yīng)力的方法，但該發(fā)明未涉及在預(yù)應(yīng)力施加過程中如何對FRP筋進(jìn)行預(yù)應(yīng)力的精確控制和施加，有可能導(dǎo)致FRP筋的超張拉現(xiàn)象。因此，開發(fā)一種適合FRP筋性能特點，又可以精確控制預(yù)拉應(yīng)力的體外FRP筋預(yù)應(yīng)力施加裝置，對促進(jìn)FRP筋在體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本實用新型提供了一種能夠精確、方便地對鋼筋混凝土板體外的多根FRP筋同時或逐一施加預(yù)拉應(yīng)力，并且使預(yù)拉應(yīng)力在每根FRP筋中均勻分布，在施加過程中還可以通過數(shù)據(jù)采集儀對施加過程進(jìn)行實時監(jiān)控的鋼筋混凝土板體外FRP筋的預(yù)應(yīng)力施加裝置。

本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的：

鋼筋混凝土板體外FRP筋的預(yù)應(yīng)力施加裝置，包括錨固系統(tǒng)，與錨固系統(tǒng)連接的加載裝置，以及連接錨固系統(tǒng)與加載裝置的數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)；

所述的錨固系統(tǒng)包括角鋼1，角鋼1通過角鋼錨具10固定在鋼筋混凝土板9上，鋼筋混凝土板9的兩端部位置用沖擊鉆鉆有孔，角鋼1上設(shè)置有FRP筋穿孔，F(xiàn)RP筋11穿過FRP筋穿孔，通過底端錨具12錨固在角鋼1上；在張拉端，底端錨具2靠近角鋼1的一端上擰有錨固螺帽3，底端錨具2的另一端通過連接螺栓4與張拉鋼板8相連；

所述的底端錨具2采用粘結(jié)型套筒式錨具，粘結(jié)材料采用環(huán)氧系粘結(jié)樹脂；

所述的錨固系統(tǒng)中組成部件的中心線位于同一平面內(nèi)；

所述的加載裝置包括位于角鋼1與張拉鋼板8之間的千斤頂6，以及與連接螺栓4連接的張拉螺帽5；

?????所述的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，包括位于張拉鋼板8與千斤頂6之間的力傳感器7、粘貼在FRP筋11上的應(yīng)變片12，連接力傳感器7與應(yīng)變片12的數(shù)據(jù)采集儀13，數(shù)據(jù)采集儀13同時連接有計算機(jī)14；

所述的錨固系統(tǒng)及加載裝置中的設(shè)備的中心線位于同一平面內(nèi)，且沿FRP筋軸線安裝。

積極有益效果：（1）雙側(cè)角鋼對孔布置，可將FRP筋按預(yù)定位置準(zhǔn)確安裝，保證了FRP筋的布置方向同鋼筋混凝土板保持平行。

（2）FRP筋的底端錨具采用連接螺栓同張拉鋼板相連。首先可以確保張拉力沿FRP筋的中心線施加，避免了FRP筋因偏心受拉產(chǎn)生的剪力影響到抗拉強(qiáng)度的發(fā)揮；其次，通過擰緊或者松開連接螺栓，可以方便地隨時對FRP筋全部、選擇性或逐根實施預(yù)應(yīng)力的施加。

（3）千斤頂兩側(cè)對稱布置，頂在同一塊張拉鋼板上，通過監(jiān)控力傳感器測得的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)兩側(cè)千斤頂?shù)耐郊虞d。千斤頂將外張荷載施加在同一塊張拉鋼板上，張拉鋼板通過張拉螺帽將張拉荷載傳遞錨固系統(tǒng)，再由錨固系統(tǒng)將張拉力傳遞給每一根FRP筋，實現(xiàn)了張拉應(yīng)力在所有預(yù)應(yīng)力FRP筋中均勻傳遞。

（4）采用錨固螺栓在張拉后的張拉端對FRP筋進(jìn)行緊固，操作簡便，且預(yù)應(yīng)力損失較小。

（5）通過監(jiān)測到的每根FRP筋的應(yīng)力和應(yīng)變信息，適時通過調(diào)節(jié)錨固螺帽確保每根FRP筋中應(yīng)力均勻。