[發(fā)明專利]一種位移自約束式預應力FRP片材張拉裝置及其實施方法

有效

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• 申請日: 2018-10-29
• 公開（公告）號: CN109339457B
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王文煒;張亞飛;王放;周暢;鄭宇宙;田俊;談笑;劉欣楠
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學
• 主分類號: E04G21/12
• 分類號: E04G21/12
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

本發(fā)明公開了一種位移自約束式預應力FRP片材張拉裝置及其實施方法，該張拉裝置包括轉(zhuǎn)向部件(2)、固定部件(3)、張拉部件(5)和張拉支撐部件(6)；FRP片材(4)的一端固定于張拉部件(5)的一端，F(xiàn)RP片材(4)的另一端經(jīng)轉(zhuǎn)向部件(2)、固定部件(3)、張拉支撐部件(6)、固定部件(3)和轉(zhuǎn)向部件(2)后固定于張拉部件(5)的另一端；其實施方法為根據(jù)實際需求確定FRP片材(4)的位置和長度，之后固定轉(zhuǎn)向部件(2)、固定部件(3)、張拉支撐部件(6)和張拉部件(5)，最后通過張拉部件(5)對FRP片材(4)進行張拉。該方法操作簡單，施工成本低，高效利用FRP材料性能，改善被加固對象的性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種位移自約束式預應力FRP片材張拉裝置及其實施方法，屬于土木工程、建筑工程、公路工程和市政工程領(lǐng)域。

背景技術(shù)

在實際工程中，由于纖維復合材料(fiber reinforced polymer，F(xiàn)RP)具有抗拉強度高、耐久性好、質(zhì)量輕、彈性性能優(yōu)越、施工方便等優(yōu)點，常采用粘貼FRP片材的方式對梁體加固。在實踐中發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)RP片材在梁受力初期效果并不明顯，只有當裂縫達到一定寬度時，F(xiàn)RP片材才能發(fā)揮作用，承擔荷載，加固效果是被動的。有鑒于此，借助預應力理論和相關(guān)實踐，尋求一種方法，能使FRP片材在早期就能產(chǎn)生一定預張拉，使其產(chǎn)生一定拉伸應變，這樣就能更好的發(fā)揮FRP片材的高強作用，可以變被動加固為主動加固。目前工程中經(jīng)常使用千斤頂以受力的方式進行張拉，操作起來復雜笨重，施工周期長。本發(fā)明采用位移方式加載，通過位移產(chǎn)生應變達到控制預應力度的大小的效果，無需使用千斤頂?shù)容^大機械裝置，操作便利，適用于工程實踐。

在公開號為CN107700867A的專利文件中，公開了一種FRP片材預應力張拉裝置及方法，設(shè)計了一種波紋狀夾持裝置，通過對FRP片材進行端部纏繞和波紋狀夾持的雙重作用來避免片材在夾具內(nèi)的滑動，增加預應力張拉度，提高張拉效率。但該項專利中僅涉及FRP片材的一種夾具和張拉方法說明，仍需要動力裝置作為補充，由于夾具的獨特性，普通的動力裝置無法使用，達不到適用性要求。

在公開號為CN105507169A的專利文件中，公開了一種預應力FRP布加固鋼筋混凝土橋梁的張拉錨固定裝置及加固方法。該發(fā)明通過鋼滾軸使得FRP布在梁底轉(zhuǎn)向，用兩部千斤頂提升張拉臺座進行施加預應力。該發(fā)明操作空間大，耗費材料多，操作繁瑣。

綜上所述，現(xiàn)有公開的相關(guān)專利中，著重點一是改變FRP片材的張拉端夾具來進行優(yōu)化張拉，二是考慮動力裝置的設(shè)計，但是并未考慮利用位移在FRP片材中引入預應力，由于 FRP片材是良好的線彈性材料，可根據(jù)已知材料參數(shù)，如彈性模量、預應力、長度等來計算張拉控制位移，從而達到施加預應力的目的。本發(fā)明正是基于此種方法，設(shè)計了一種位移自約束式預應力FRP片材張拉裝置，施工空間小，且操作方便。

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問題：本發(fā)明提供一種位移自約束式預應力FRP片材張拉裝置及其實施方法，可以在FRP片材中引入預應力后粘貼固定到梁體，起到收縮裂縫和加固的作用；本發(fā)明提供的張拉裝置和方法設(shè)計，適用于各種截面形式的結(jié)構(gòu)抗剪、抗彎或者其他可同等原理加固，本發(fā)明可以有效地對FRP片材施加預應力，發(fā)揮FRP片材高強的特性，改善被加固對象裂縫和延性等使用性能。

技術(shù)方案：本發(fā)明提供了一種位移自約束式預應力FRP片材張拉裝置，該張拉裝置包括轉(zhuǎn)向部件、固定部件、張拉部件和張拉支撐部件；其中轉(zhuǎn)向部件、固定部件和張拉支撐部件均固定于欲加固的對象的同一側(cè)表面，張拉支撐部件居中固定，轉(zhuǎn)向部件的數(shù)量為2個，分別位于張拉支撐部件的左、右兩側(cè)，在張拉支撐部件和左、右兩側(cè)的轉(zhuǎn)向部件之間分別設(shè)置有固定部件，張拉部件固定連接于張拉支撐部件，F(xiàn)RP片材的一端固定于張拉部件的一端， FRP片材的另一端經(jīng)張拉支撐部件其中一側(cè)的轉(zhuǎn)向部件和固定部件，之后穿過張拉支撐部件，再經(jīng)過張拉支撐部件另一側(cè)的固定部件和轉(zhuǎn)向部件，最后固定于張拉部件的另一端，且 FRP片材通過固定部件固定于欲加固的對象表面。

其中：