一种混凝土结构加固用的多层碳纤维布张拉锚固装置及方法
【专利摘要】本发明公开了一种混凝土结构加固用的多层碳纤维布张拉锚固装置及方法，该装置包括固定端锚具、张拉端锚固装置、组合式张拉端锚具三部分，其中组合式张拉端锚具可以拆分为锲型锚固端以及锚具顶端。本发明通过固定端锚具与组合式张拉端锚具对多层碳纤维布两端进行夹持，然后将利用千斤顶对张拉端锚固装置施加拉力，由与张拉端锚固装置相连的导杆对多层碳纤维布进行预应力张拉锚固。本发明能充分发挥碳纤维轻质高强的特点，明显提高碳纤维的强度利用率，有效减少混凝土结构的应力和挠度变形，延缓梁开裂，减少裂纹宽度，进一步提高结构的承载能力。
【专利说明】
一种混凝土结构加固用的多层碳纤维布张拉锚固装置及方法
技术领域
[0001]本发明属于预应力加固混凝土相关技术领域，提出了一种混凝土结构加固用的多层碳纤维布张拉锚固装置及方法，适用于土木、水利等基础设施工程结构的夹持与锚固。【背景技术】
[0002]预应力碳纤维带锚固技术作为一种新型的混凝土加固技术，具有良好的发展前景，它能够充分发挥碳纤维轻质、高强的特点，大幅提高混凝土结构的强度，并有效地减少其应力和挠度变形，延缓梁开裂速度，减少裂纹宽度，进一步提高结构的承载力，提高其耐久性。当前，国内外开发的预应力碳纤维布张拉锚固系统还处在初步的研究阶段，已有的张拉锚固装置普遍笨重、需要很大的施工操作空间、施工工艺不够明确、长期性能差、施工不方便以及建筑效果难以保证等缺点。因此，急需一种新型碳纤维带张拉锚固装置解决目前存在的问题。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种混凝土结构加固用的多层碳纤维布张拉锚固装置，以提高结构加固时操作的便捷性和锚固的可靠性，以进一步提高锚固效果，使其满足于工程化应用的需求。
[0004]为实现上述目的，本发明公开了如下技术方案:
[0005]—种混凝土结构加固用的多层碳纤维布张拉锚固装置，包括固定端锚具、多层碳纤维布、张拉端锚固装置和组合式张拉端锚具:
[0006]所述固定端锚具设有通孔，多层碳纤维布头端在通孔与固定端锚具两端之间缠绕从而固定在固定端锚具上；
[0007]所述张拉端锚固装置通过导杆分别与组合式张拉端锚具与千斤顶相连，千斤顶通过导杆将预应力作用于组合式张拉端锚具上，从而对多层碳纤维布进行张拉锚固；
[0008]所述组合式张拉端锚具包括楔形锚固端以及锚具顶端，所述楔形锚固端具有楔形曲面，所述锚具顶端内孔呈锥形形状，缠绕在楔形锚固端的多层碳纤维布紧贴楔形曲面，再由锚具顶端内孔伸出，从而使多层碳纤维布方向约束在水平方向。
[0009]作为优选，所述固定端锚具两端设有圆弧，多层碳纤维布头端在通孔与圆弧之间缠绕从而固定在固定端锚具上。
[0010]作为优选，所述楔形锚固端与锚具顶端设有定位螺孔，通过螺栓进行定位于组装。
[0011]作为优选，所述多层碳纤维布的层数为拉4层、6层、8层、10层或2n，其中，n为不小于2的偶数碳纤维布。
[0012]本发明还公开了一种混凝土结构加固多层碳纤维布张拉锚固方法，采用如上所述的锚固装置，包括如下步骤:
[0013]S1多层碳纤维布的加持:多层碳纤维布首先绕过固定端锚具上的通孔，然后通过锚具顶端上的内孔，再绕过楔形锚固端的楔形曲面，最后回穿过锚具顶端，回到固定端锚具上，通过其上的螺栓进行夹紧与固定，从而使多层碳纤维布加持在锚固装置上；
[0014]S2锚固装置的安装:在锚固之前，先将固定端锚具、张拉端锚固装置、组合式张拉端锚具，分别通过螺栓连接或者焊接或者锚入的方式，固定连接在被增强或加固的工程结构表面上；
[0015]S3预应力拉张:首先将加持有多层碳纤维布的组合式张拉端锚具，通过两根导杆与张拉端锚固装置，再将反力块通过两根导杆与千斤顶相连，构成反力架;然后将千斤顶放置在张拉端锚固装置与反力块之间；然后再驱动千斤顶顶推反力块;反力块带动导杆一起运动，并带动加持和锚固多层碳纤维布组合式张拉端锚具一起运动，实现了多层碳纤维布的预应力张拉。
[0016]作为优选，所述步骤S2中，固定端锚具与组合式张拉端锚具在被增强或加固工程结构上的具体位置及期间间距，由增强或加固的工程结构的具体要求而定。
[0017]本发明公开的一种混凝土结构加固用的多层碳纤维布张拉锚固装置及方法，具有以下有益效果:
[0018]1、锚具的结构简单，形成锚拉式支挡结构不易受施工环境的影响造成偏差，适应性强，受力均匀，结构稳定性较好。[〇〇19]2、操作步奏简单，组合式张拉端锚具易于碳纤维带的固定，能够有效降低受外界施工如剐蹭、冲击等带来的影响。
[0020]3、锚固效果可靠，采用本发明提出的锚固装置适用于多层碳纤维布的锚固，不仅提高了锚固效果，而且易于调节张拉力。
[0021]本发明可广泛应用于对已建或在建的桥梁或房屋建筑等大型工程结构进行增强或加固，特别适用于对大跨度混凝土梁、板等进行体外预应力加固，提高了碳纤维强度利用率，显著提高被增强或加固工程结构的承载力及使用寿命。【附图说明】[〇〇22]图1为预应力张拉锚固总示意图 [〇〇23]图2为固定端锚具的结构示意图
[0024]图3为张拉端锚固装置的结构示意图
[0025]图4(a)锲型锚固端的结构示意图，图4 (b)锲型锚固端刨面图
[0026]图5(a)锚具顶端的结构示意图，图5 (b)锚具顶端刨面图
[0027]其中:[〇〇28]1.固定端锚具，101.通孔，102.圆弧，2.张拉端锚固装置，3.组合式张拉端锚具，301.楔形锚固端，302.锚具顶端，3011.楔形曲面，3021.内孔，4.导杆，5.千斤顶，6.反力块。【具体实施方式】
[0029]下面结合实施例并参照附图对本发明作进一步描述。
[0030]请参见图1-图5(b)。
[0031]—种混凝土结构加固用的多层碳纤维布张拉锚固装置，包括固定端锚具1、多层碳纤维布、张拉端锚固装置2和组合式张拉端锚具3:
[0032]所述固定端锚具1设有通孔101，多层碳纤维布头端在通孔101与固定端锚具1两端之间缠绕从而固定在固定端锚具1上；
[0033]所述张拉端锚固装置2通过导杆4分别与组合式张拉端锚具3与千斤顶5相连，千斤顶5通过导杆4将预应力作用于组合式张拉端锚具3上，从而对多层碳纤维布进行张拉锚固；[〇〇34]所述组合式张拉端锚具3包括楔形锚固端301以及锚具顶端302,所述楔形锚固端 301具有楔形曲面3011，所述锚具顶端302内孔3021呈锥形形状，缠绕在楔形锚固端301的多层碳纤维布紧贴楔形曲面3011，再由锚具顶端内孔3021伸出，从而使多层碳纤维布方向约束在水平方向。
[0035]作为具体实施例，所述固定端锚1具两端设有圆弧102,多层碳纤维布头端在通孔与圆弧之间缠绕从而固定在固定端锚具1上。
[0036]作为具体实施例，所述楔形锚固端301与锚具顶端302设有定位螺孔，通过螺栓进行定位于组装。[〇〇37]作为具体实施例，所述多层碳纤维布的层数为拉4层、6层、8层、10层或2n，其中，n 为不小于2的偶数碳纤维布。[〇〇38]本发明还公开了一种混凝土结构加固多层碳纤维布张拉锚固方法，采用如上所述的锚固装置，包括如下步骤:[〇〇39] S1多层碳纤维布的加持:多层碳纤维布首先绕过固定端锚具1上的通孔101，然后通过锚具顶端302上的内孔3021，再绕过楔形锚固端301的楔形曲面3011，最后回穿过锚具顶端302,回到固定端锚具1上，通过其上的螺栓进行夹紧与固定，从而使多层碳纤维布加持在锚固装置上；
[0040] S2锚固装置的安装:在锚固之前，先将固定端锚具1、张拉端锚固装置2、组合式张拉端锚具3,分别通过螺栓连接或者焊接或者锚入的方式，固定连接在被增强或加固的工程结构表面上；
[0041] S3预应力拉张:首先将加持有多层碳纤维布的组合式张拉端锚具3,通过两根导杆 4与张拉端锚固装置2，再将反力块6通过两根导杆4与千斤顶5相连，构成反力架;然后将千斤顶5放置在张拉端锚固装置2与反力块6之间；然后再驱动千斤顶5顶推反力块6;反力块6 带动导杆4 一起运动，并带动加持和锚固多层碳纤维布组合式张拉端锚具3—起运动，实现了多层碳纤维布的预应力张拉。
[0042]作为具体实施例，所述步骤S1中，固定端锚具1与组合式张拉端锚具3在被增强或加固工程结构上的具体位置及期间间距，由增强或加固的工程结构的具体要求而定。
[0043]以上所述仅是本发明的优选实施方式，而非对其限制;应当指出，尽管参照上述各实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，其依然可以对上述各实施例所记载的技术方案进行修改，或对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改和替换，并不使相应的技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
【主权项】
1.一种混凝土结构加固用的多层碳纤维布张拉锚固装置，其特征在于，包括固定端锚 具、多层碳纤维布、张拉端锚固装置和组合式张拉端锚具:所述固定端锚具设有通孔，多层碳纤维布头端在通孔与固定端锚具两端之间缠绕从而 固定在固定端锚具上；所述张拉端锚固装置通过导杆分别与组合式张拉端锚具与千斤顶相连，千斤顶通过导 杆将预应力作用于组合式张拉端锚具上，从而对多层碳纤维布进行张拉锚固；所述组合式张拉端锚具包括楔形锚固端以及锚具顶端，所述楔形锚固端具有楔形曲 面，所述锚具顶端内孔呈锥形形状，缠绕在楔形锚固端的多层碳纤维布紧贴楔形曲面，再由 锚具顶端内孔伸出，从而使多层碳纤维布方向约束在水平方向。2.根据权利要求1所述的一种混凝土结构加固用的多层碳纤维布张拉锚固装置，其特 征在于，所述固定端锚具两端设有圆弧，多层碳纤维布头端在通孔与圆弧之间缠绕从而固 定在固定端锚具上。3.根据权利要求1所述的一种混凝土结构加固用的多层碳纤维布张拉锚固装置，其特 征在于，所述楔形锚固端与锚具顶端设有定位螺孔，通过螺栓进行定位于组装。4.根据权利要求1所述的一种混凝土结构加固用的多层碳纤维布张拉锚固装置，其特 征在于，所述多层碳纤维布的层数为拉4层、6层、8层、10层或2n，其中，n为不小于2的偶数碳 纤维布。5.—种混凝土结构加固用的多层碳纤维布张拉锚固装置的锚固方法，其特征在于，采 用如权利要求1-4所述的锚固装置，包括如下步骤:S1多层碳纤维布的加持:多层碳纤维布首先绕过固定端锚具上的通孔，然后通过锚具 顶端上的内孔，再绕过楔形锚固端的楔形曲面，最后回穿过锚具顶端，回到固定端锚具上， 通过其上的螺栓进行夹紧与固定，从而使多层碳纤维布加持在锚固装置上；S2锚固装置的安装:在锚固之前，先将固定端锚具、张拉端锚固装置、组合式张拉端锚 具，分别通过螺栓连接或者焊接或者锚入的方式，固定连接在被增强或加固的工程结构表 面上；S3预应力拉张:首先将加持有多层碳纤维布的组合式张拉端锚具，通过两根导杆与张 拉端锚固装置，再将反力块通过两根导杆与千斤顶相连，构成反力架;然后将千斤顶放置在 张拉端锚固装置与反力块之间;然后再驱动千斤顶顶推反力块;反力块带动导杆一起运动， 并带动加持和锚固多层碳纤维布组合式张拉端锚具一起运动，实现了多层碳纤维布的预应 力张拉。6.根据权利要求5所述的一种混凝土结构加固用的多层碳纤维布张拉锚固装置的锚固 方法，其特征在于，所述步骤S1中，固定端锚具与组合式张拉端锚具在被增强或加固工程结 构上的具体位置及期间间距，由增强或加固的工程结构的具体要求而定。
【文档编号】E04G23/02GK106013835SQ201610428813
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年6月16日
【发明人】李春轩, 王参庆, 李育萨, 张海宝
【申请人】陕西通宇新材料有限公司