[發明專利]橫向張拉預應力碳纖維布與鋼材復合加固框架梁的方法

有效

• 申請號: 201410101492.3
• 申請日: 2014-03-19
• 公開（公告）號: CN103912132A
• 公開（公告）日: 2014-07-09
• 發明（設計）人: 李曉克;李長永;趙順波;裴松偉;楊亞彬
• 申請（專利權）人: 華北水利水電大學
• 主分類號: E04G23/02
• 分類號: E04G23/02
• 代理公司: 鄭州聯科專利事務所(普通合伙) 41104
• 代理人: 朱俊峰;時立新

技術領域

本發明屬于土木工程結構加固技術領域，尤其涉及一種橫向張拉預應力碳纖維布與鋼材復合加固框架梁的方法。

背景技術

近年來，采用碳纖維片材對結構施加預應力進行增強加固的技術得到重視，形成了獨具特點的預應力碳纖維片材加固技術。該技術的優勢是發揮了碳纖維片材的高強性能，同時對結構施加主動預應力而提高了加固效果；改變了直接粘貼后被動承載的受力狀態，使材料的有效利用率顯著提高；對于梁式構件而言，可顯著提高其抗裂彎矩、延緩裂縫出現、抑制既有裂縫的發展、顯著減小裂縫寬度，從而改善結構的正常使用性能。

目前，已有多種縱向張拉碳纖維片材的預應力施加方法，其共同的特點是需要對碳纖維片材施加縱向的張拉力，這不僅需要做好碳纖維片材端部（含張拉端與固定端）的可靠錨固，也需要為張拉施工提供支撐張拉力的縱向反力裝置，從而使得整個預應力張拉體系組成復雜，降低了張拉施工效率。

發明內容

本發明為了解決現有技術中的不足之處，提供一種加工效果佳、可靠性高、張拉施工效率高的橫向張拉預應力碳纖維布與鋼材復合加固框架梁的方法。

為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：橫向張拉預應力碳纖維布與鋼材復合加固框架梁的方法，包括以下具體步驟：

（A）、將碳纖維片材1兩端粘貼固定到L型鋼錨板2上，然后再將L型鋼錨板2安裝固定到框架梁20下表面與框架柱30內側面之間的夾角處。

（B）、橫向向下拉緊碳纖維片材1，在碳纖維片材1上表面與框架梁20下表面之間塞入至少兩個鋼墊板3，將鋼墊板3的上表面粘結固定在框架梁20的下表面上；

（C）、在每個鋼墊板3的兩側對稱設置一個開口朝上的U型鋼板4，向上一次或多次同步橫向向上拉動U型鋼板4，使碳纖維片材1貼緊框架梁20下表面后，將U型鋼板4固定在框架梁20上；

（D）、在U型鋼板4之間的碳纖維片材1下表面粘貼并固定梁底鋼板13；在U型鋼板4與最外側一個L型鋼錨板2之間設置將碳纖維片材1向上張拉的U型鋼箍11。

所述步驟A具體包括以下步驟，

（1）、使用鋼板加工制作L型鋼錨板2，L型鋼錨板2總長度由碳纖維片材1與鋼板粘結后、再與框架梁20端部底面和框架柱30內側面的混凝土粘結并通過固定件固定以可靠承受碳纖維片材1張拉力加以確定；

固定件采用一組與L型鋼錨板2焊接的鋼帶15，在鋼帶15上打孔并通過第一化學錨栓6埋設固定在框架梁20端部側面和框架柱30側面；固定鋼帶15前應預先對鋼帶15與框架梁20、框架柱30的接觸面進行清潔和糙化處理；

（2）、碳纖維片材1粘貼區域的定位與清潔：在L型鋼錨板2、框架梁20底面與框架柱30內側面劃線標示出碳纖維片材1粘貼區域，并進行糙化處治，用酒精擦拭進行清潔處理，然后涂刷底膠層；

（3）、待張拉碳纖維片材1的固定：將裁剪成型的碳纖維片材1鋪平放置，兩端涂膠與L型鋼錨板2粘結在一起；在L型鋼錨板2尺寸范圍內的混凝土表面涂膠，打孔埋設第一化學錨栓6將L型鋼錨板2固定。

所述步驟B中采用如下方法確定鋼墊板3的厚度：根據設計的張拉控制預應力值，計算出碳纖維片材初始長度l₀的伸長值????????????????????????????????????????????????；然后結合鋼墊板3和U型鋼板4安裝施工過程中碳纖維片材1初始長度l₀的長度變化，計算出鋼墊板3的厚度h。

所述步驟C具體包括以下步驟，

（1）、對于未與樓板40相連的獨立框架梁20，需在框架梁20上表面預設鋼橫梁8，鋼橫梁8通過第一緊固螺栓9與U型鋼板4的上端連接向上張緊碳纖維片材1；對于與樓板40相連的普通框架梁20，需在框架梁20兩側的樓板40底面向上打孔預埋第二緊固螺栓10，第二緊固螺栓10與U型鋼板4連接向上張緊碳纖維片材1；

（2）、多次同步對稱橫向向上拉緊碳纖維片材1過程中，下一次張拉需待上一次張拉錨固且碳纖維片材1粘結膠硬化達到設計強度之后再進行；

（3）、在張緊碳纖維片材1之前，應在框架梁20、框架柱30的粘結面的底膠層上涂刷粘結膠層；在碳纖維片材1張緊之后，再進行滾軸壓平、補注粘接膠工續，確保碳纖維片材1與框架梁20、框架柱30的可靠粘結。

所述步驟D具體包括以下步驟，