[發明專利]預應力碳纖維片材加固大跨混凝土結構的施工方法

有效

• 申請號: 201310225486.4
• 申請日: 2013-06-07
• 公開（公告）號: CN103321430A
• 公開（公告）日: 2013-09-25
• 發明（設計）人: 趙順波;汪志昊;肖文;劉世明;華光平
• 申請（專利權）人: 華北水利水電大學;河南華水工程質量檢測有限公司
• 主分類號: E04G21/12
• 分類號: E04G21/12;E01D21/00;E01D101/28
• 代理公司: 鄭州聯科專利事務所(普通合伙) 41104
• 代理人: 時立新;朱俊峰

技術領域

本發明屬于土木工程技術領域，特別涉及一種預應力碳纖維片材加固大跨混凝土結構的施工方法。

背景技術

碳纖維是一種高性能纖維增強材料，具有高強度、高模量、耐高溫、耐磨、耐腐蝕等性能，而且兼有普通纖維的柔軟和可加工性。近年來，隨著生產技術水平的提高和生產規模的擴大，碳纖維在土木工程的結構加固增強領域已有著廣泛的應用。

自從我國開展大規?；A設施建設以來，結構的耐久性一直是嚴重制約土木工程結構可持續發展與結構使用壽命的突出問題，為數較多的混凝土結構因先天性不足與后期養護不當而急需加固。目前結構的加固方法多以被動加固技術為主，如增大截面加固法、加大配筋加固法、粘鋼加固法與體外預應力加固法等。前面三種方法均改變了結構的尺寸，增加了結構的質量，從而影響了原結構的使用空間，且后增加材料還存在應變滯后的問題，加固效果往往并不理想。此外，加固周期長，費時費力，對結構的正常使用影響較大。體外預應力加固法在附加質量較小的前提下就可有效改善并調整原結構的受力狀態，提高結構的剛度和抗裂性能，但對結構加固部位和使用空間的要求限制了它的推廣應用。

隨著碳纖維材料使用的增多和人們對結構使用耐久性的提高，?傳統加固方法在易腐蝕部位的加固受到使用限制。碳纖維材料的優異抗腐蝕性能和輕質、高強的特點在結構加固中得到越來越廣泛的應用。但僅僅普通粘貼碳纖維材料加固混凝土結構，仍舊存在碳纖維材料應變滯后的問題，碳纖維材料的高強性能無法得到充分的發揮，結構加固依舊存在著很大的材料浪費，加固的經濟效益較差。為充分發揮碳纖維材料的高強性能，近年來預應力纖維片材加固方法日益得到重視。其主要特點在于對碳纖維材料施加預應力，把預應力加固技術帶入碳纖維材料加固領域。利用施加了預應力的碳纖維材料加固混凝土結構，可以使得碳纖維材料主動參與結構受力，充分利用碳纖維材料高強的特點，有助于改善結構的受力性能與提高結構的耐久性。

然而，目前預應力碳纖維片材加固技術的實際工程應用仍然較少，主要原因在于：現有的預應力碳纖維片材張拉錨固技術不夠成熟，缺乏定型、可靠的張拉設備，而且張拉施工工藝復雜，一般加固施工單位難以掌握要點。目前預應力碳纖維片材加固技術的相關研究仍停留在實驗室階段，尚難以達到實際工程應用的地步。?

發明內容

本發明為了解決現有技術中的不足之處，提供一種結構簡單、便于施工、安全可靠的預應力碳纖維片材加固大跨混凝土結構的施工方法。

為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：預應力碳纖維片材加固大跨混凝土結構的施工方法，包括以下步驟，

（1）、在不傷及結構內受力鋼筋的前提下，在大跨混凝土結構需要加固的一側面上分別指定張拉片材固定部分、張拉片材活動部分和張拉動力固定部分的安裝位置，在各個安裝位置開設螺栓預埋孔；

其中張拉片材固定部分包括固定端第一粘接板、固定端第二粘接板和固定端高強螺栓；張拉片材活動部分包括活動端第一粘接板、活動端第二粘接板和活動端高強螺栓；張拉動力固定部分包括底板、垂直設在底板中部的腹板、動力端高強螺栓以及焊接在腹板和底板之間的肋板；

將動力端高強螺栓、固定端高強螺栓和緊固螺栓用粘接膠分別植入大跨混凝土結構上的螺栓預埋孔中；

（2）、制作張拉片材固定部分、張拉片材活動部分和張拉動力固定部分；

（3）、安裝張拉片材固定部分、張拉片材活動部分、由碳纖維材料制成的張拉片材組合件、張拉動力固定部分和張拉動力部分；

其中張拉動力部分包括垂直穿過腹板的兩根張拉螺桿，兩根張拉螺桿的一端與張拉片材活動部分的張拉螺桿連接，兩根張拉螺桿的另一端穿設有一塊支撐板，支撐板與腹板之間設置有一個千斤頂，張拉螺桿上分別螺紋連接有可與腹板緊固連接的錨固螺母和可與支撐板緊固的調節螺母；

（4）、對張拉片材進行張拉作業；

（5）、拆除張拉動力，將張拉片材粘結并壓固到大跨混凝土結構表面。

所述步驟（2）中張拉片材固定部分中的固定端第一粘接板的尺寸和型式，可根據固定端第二粘接板的尺寸和固定端高強螺栓的螺孔布置要求，決定是否與固定端第二粘接板一致或者按小于固定端第二粘接板的尺寸單獨設置，單獨設置時增加固定螺栓；所述步驟（2）中張拉片材活動部分中的活動端第一粘接板尺寸需小于活動端第二粘接板；所述步驟（2）中張拉動力部分的底板、腹板和肋板焊接形成截面呈T型的錨塊。