专利名称：一种采用预应力碳纤维板加固梁的装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种工程结构加固装置，特别是关于一种采用预应力碳纤维板加 固梁的装置。
背景技术：
工程结构随着使用时间的增长会导致老化，因为使用功能的改变、工程质量存在 问题及遭受自然灾害等原因需要采取补强加固措施。传统的加固方法主要有加大截面法、 外包钢加固法、外部粘钢加固法、预应力加固法、增设支点加固法、裂缝修补法以及喷射混 凝土加固法等。与传统的加固法相比，碳纤维复合材料(CFRP，Carbon Fiber Reinforced Polymers)加固法具有强度高、施工便捷高效、抗化学腐蚀能力优异、适用性好等优点，因 此，得到了广泛应用。尽管碳纤维复合材料具有很高的强度，但弹性模量较低，其强度的发 挥是以变形为代价的，因而其高强度很难得到充分发挥，而预应力碳纤维加固可以很好地 解决该问题。但是，由于碳纤维板的抗拉强度很高、表面光滑且其抗剪强度很低，因此预应 力碳纤维板加固的张拉锚固问题至今未能很好地解决。
发明内容针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种采用预应力碳纤维板加固梁的装置。为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案一种采用预应力碳纤维板加固 梁的装置，其特征在于它包括将碳纤维板两端固定在被加固梁上的锚固装置，设置在所述 两锚固装置之间用于在所述碳纤维板上形成预应力的张拉装置，以及当施加在所述碳纤维 板上的预应力达到设计值时，用于替换各所述张拉装置的混凝土垫块。在两所述锚固装置之间设置有一个以上连接被加固梁和碳纤维板的拉接装置，且 在所述两锚固装置之间设置两个以上张拉装置。所述锚固装置包括上钢夹板、下钢夹板和高强螺栓，所述碳纤维板通过粘结树脂 和高强螺栓固定在所述上钢夹板和下钢夹板之间，并通过螺栓固定在所述被加固梁上。所述上钢夹板和下钢夹板为对称结构，均包括前锚固端和后锚固端；所述前锚固 端的中线两侧设置夹持螺孔，固定在两侧所述夹持螺孔中的高强螺栓位于所述碳纤维板的 两侧，所述后锚固端的中线上设置中线螺孔，固定在所述中线螺孔中的高强螺栓穿过所述 碳纤维板。本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下优点1、本实用新型由于在碳纤 维板的两端分别设置一锚固装置，同时将锚固装置采用胶体粘结、钢板夹持和碳纤维板穿 孔的混合锚固方式，因此有效地解决了碳纤维板不易锚固的问题。2、本实用新型通过张拉 装置来调节碳纤维板与被加固梁之间的距离，因此可以通过常规计算实现定量张拉碳纤维 板的效果。3、本实用新型由于是对碳纤维板采用横向张拉，因此其施加的张拉力远低于传 统纵向张拉力。4、本实用新型的预应力张拉、锚固装置可根据被加固梁的长度不同，采用分段张拉的方式进行张拉，因此可以避免碳纤维板的横向变形过大。本实用新型结构简单，施 工操作方便，它可以广泛应用于各种不同工程结构的加固过程中。
图1是本实用新型结构示意图图2是本实用新型的锚固装置结构示意图图3是本发明上、下钢夹板连接俯视示意图具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型的进行详细的描述。如图1所示，本实用新型装置包括分别设置在碳纤维板1两端的锚固装置2，设置 在两锚固装置2之间预应力张拉装置3和拉接装置4。如图2所示，锚固装置2采取胶体粘结、钢板夹持、碳纤维板穿孔的混合锚固方式， 其包括上钢夹板21、下钢夹板22和高强螺栓23。如图3所示，上钢夹板21和下钢夹板22 的大小和结构相同、厚度可以是IOmm的钢板，上钢夹板21和下钢夹板22均为中线对称的 结构。以上钢夹板21为例，其可以分为前锚固端24和后锚固端25，前锚固端24沿中线对 称设置有两组夹持螺孔26，两组夹持螺孔26分别位于连接后的碳纤维板1两侧，使高强螺 栓23不穿过碳纤维板1，不会对碳纤维板1的强度造成影响。后锚固端25的中线上设置 多个中线螺孔27，由于中线螺孔27位于碳纤维板1的端部，即使高强螺栓23从碳纤维板1 上穿过，对其强度的影响也比较小。本实用新型将碳纤维板1置于上钢夹板21和下钢夹板 22之间，用粘结树脂将上钢夹板21、碳纤维板1和下钢夹板22粘结在一起，并通过高强螺 栓23将三者固定。上述锚固装置2的实施例中，上钢夹板21和下钢夹板22与碳纤维板1的接触部 位应进行打磨处理，以增大摩擦力。上述实施例中，张拉装置3和拉接装置4的个数可以根据碳纤维板1的实际长度 确定，比如设置两个拉接装置4，在两个拉接装置4之间的碳纤维板1与被加固梁5之间，就 需要增设一张拉装置3。如果拉接装置4的数量继续增多，张拉装置3的数量亦相应增加。上述实施例中，如果被加固梁5比较短，中部的拉接装置4也可以不设置，而直接 在两锚固装置2之间设置一个张拉装置3。另外拉接装置4设置时，可以是在碳纤维板1的 底部托一块钢板，而将钢板用螺栓固定在被加固梁上，螺栓不穿过碳纤维板1，而位于碳纤 维板1的两侧。本实用新型使用时包括以下步骤1、在不损伤被加固梁5自身结构的前提下，在被加固位置打孔，将两个锚固装置2 通过螺栓固定在被加固梁5上，在两锚固装置2之间不设或设置至少一个拉接装置4 (如图 1所示)。2、将碳纤维板1的中部穿过拉接装置4，将碳纤维板1的两端通过锚固装置2锚固 在被加固梁5上，如果不设置拉接装置4就直接通过锚固装置2锚固碳纤维板1。3、在碳纤维板1与被加固梁5之间设置一个(不设拉接装置4的情况下)或一个 以上张拉装置3，张拉装置3分别位于两锚固装置2之间(不设拉接装置4的情况下)，或 每一锚固装置2与拉接装置4之间，或各拉接装置4之间，通过张拉装置3对碳纤维板1施 加与被加固梁5方向相反的作用力，将碳纤维板1拉离被加固梁5。碳纤维板1由于横向变
4形产生的预应力，可根据其材料的弹性模量结合碳纤维板1相对于被加固梁5的位移进行计算。4、通过调节张拉装置3调节碳纤维板1应力值达到设计要求后，通过设置在被加 固梁5与碳纤维板1之间的混凝土垫块6替代张拉装置3，以保持对碳纤维板1的张拉状 态。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技 术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，进行的改进和变化不应排除在本实用新 型的保护范围之外。
权利要求一种采用预应力碳纤维板加固梁的装置，其特征在于它包括将碳纤维板两端固定在被加固梁上的锚固装置，设置在所述两锚固装置之间用于在所述碳纤维板上形成预应力的张拉装置，以及当施加在所述碳纤维板上的预应力达到设计值时，用于替换各所述张拉装置的混凝土垫块。
2.如权利要求1所述的一种采用预应力碳纤维板加固梁的装置，其特征在于在两所 述锚固装置之间设置有一个以上连接被加固梁和碳纤维板的拉接装置，且在所述两锚固装 置之间设置两个以上张拉装置。
3.如权利要求1或2所述的一种采用预应力碳纤维板加固梁的装置，其特征在于所 述锚固装置包括上钢夹板、下钢夹板和高强螺栓，所述碳纤维板通过粘结树脂和高强螺栓 固定在所述上钢夹板和下钢夹板之间，并通过螺栓固定在所述被加固梁上。
4.如权利要求3所述的一种采用预应力碳纤维板加固梁的装置，其特征在于所述上 钢夹板和下钢夹板为对称结构，均包括前锚固端和后锚固端；所述前锚固端的中线两侧设 置夹持螺孔，固定在两侧所述夹持螺孔中的高强螺栓位于所述碳纤维板的两侧，所述后锚 固端的中线上设置中线螺孔，固定在所述中线螺孔中的高强螺栓穿过所述碳纤维板。
专利摘要本实用新型涉及一种采用预应力碳纤维板加固梁的装置，其特征在于它包括将碳纤维板两端固定在被加固梁上的锚固装置，设置在所述两锚固装置之间用于在所述碳纤维板上形成预应力的张拉装置，以及当施加在所述碳纤维板上的预应力达到设计值时，用于替换各所述张拉装置的混凝土垫块。本实用新型专门设置了碳纤维板两端的锚固装置，通过张拉装置来调节碳纤维板与被加固梁之间的距离，实现对碳纤维板的横向张拉，不但结构简单，施工操作也方便，它可以广泛应用于各种不同工程结构的加固过程中。
文档编号E04G23/04GK201649685SQ20092027471
公开日2010年11月24日 申请日期2009年12月10日 优先权日2009年12月10日
发明者徐福泉, 李东彬, 赵基达, 黄竟强 申请人:中国建筑科学研究院;建研科技股份有限公司