预应力纤维布旋转自锁式张拉锚固装置的制作方法

本发明属于桥梁工程、建筑工程等结构加固领域，特别涉及一种加固钢筋混凝土墩柱的预应力纤维布旋转自锁式张拉锚固装置。

背景技术：

纤维复合增强材料具有单向抗拉强度高、质量轻、弹性模量高、体积小、抗腐蚀等特点，加固后对原结构构件截面、荷载增加均不大，因此被广泛的应用于混凝土结构加固中。在实际运用中对环向纤维材料施加预应力，预应力纤维材料约束钢筋混凝土柱使核心混凝土提前受到有效侧向约束作用，提高材料的利用率。由于纤维材料预应力的施加受到锚具的限制，目前市场上成熟的锚具还很少，夹持效果并不理想。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决预应力纤维布在张拉过程中的张拉与锚固问题，进而提供一种预应力纤维布旋转自锁式张拉锚固装置。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是这样的：一种预应力纤维布旋转自锁式张拉锚固装置，包括两个锚杆、两个夹片、两个锚头以及用于保持预应力的四个单向轴承、八个楔块和纤维布；锚杆由两端的锚杆端头、六角螺母及锚身组成，两端的锚杆端头各开有锚杆u形槽，锚身两头开夹片安装孔；夹片两头也对应开夹片安装孔，螺丝穿过对应的夹片安装孔固定连接夹片与锚杆；锚头开有两个安装孔，安装孔由小孔及大孔组成，小孔及大孔的孔径及孔深与锚头相连接的锚杆端头和单向轴承的直径及深度一致，在大孔处开一个锚头u形槽。

纤维布的端部夹紧在锚杆和夹片之间并在其上缠绕1~2圈。四个单向轴承分别放入两个锚头的大孔中同时注意单向轴承的方向，并将单向轴承上的单向轴承u形槽与锚头上的锚头u形槽对齐并放入楔块；将两端缠绕在锚杆和夹片之间的纤维布包裹在待加固钢筋混凝土墩柱所需加固的位置上，分别将锚杆两端的锚杆端头穿入锚头的小孔，将锚杆端头上的锚杆u形槽与单向轴承上的单向轴承缺口对齐并放入楔块；将加力扳手放在锚杆的六角螺母处，扳动加力扳手带动缠绕好纤维布的两个锚杆和夹片旋转，使纤维布中的拉应力逐渐增大，直到加载到所需的控制应力。

所述锚头根据待加固钢筋混凝土墩柱为方柱或圆柱分别选取与方柱表面紧贴的l形平板或与圆柱表面紧贴的弧板。

本发明与现有技术方案对比，优点为：（1）对于加固矩形柱来讲由于装置放置在柱的一角避免了纤维布在施加过程中一角的摩擦损失同时减少在加固过程中一个角部的处理。（2）避免了夹片式锚具在力施加过程中，当张拉力较大时的螺杆弯曲现象。（3）本装置具有所需操作空间小、构造简单，操作方便，成本低廉的优点。

附图说明

图1为本发明实施例1中待加固钢筋混凝土墩柱为方柱时的预应力纤维布旋转自锁式张拉锚固装置安装示意图。

图2为本发明实施例1中待加固钢筋混凝土墩柱为方柱时的预应力纤维布旋转自锁式张拉锚固装置安装平面图。

图3为本发明实施例2中待加固钢筋混凝土墩柱为圆柱时的预应力纤维布旋转自锁式张拉锚固装置安装示意图。

图4为本发明实施例2中待加固钢筋混凝土墩柱为圆柱时的预应力纤维布旋转自锁式张拉锚固装置安装平面图。

图5为本发明实施例中锚头、单向轴承、楔块的结构示意图。

图6为本发明实施例中锚杆、夹片的结构示意图。

图中标记：1-锚杆；11-锚杆端头；12-六角螺母；13-锚身；131-夹片安装孔；111-锚杆u形槽；2-夹片；21-螺丝；3-锚头；31-小孔；32-大孔；321-锚头u形槽；4-单向轴承；41-单向轴承缺口；42-单向轴承u形槽；5-楔块；6-纤维布；7-钢筋混凝土方柱；8-钢筋混凝土圆柱。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述：

实施例1：

如图1、2、5、6所示，本实施例以钢筋混凝土方柱7为加固对象，利用预应力纤维布旋转自锁式张拉锚固装置对其进行加固，纤维布6的宽度为150mm。具体如下：

一种预应力纤维布旋转自锁式张拉锚固装置，包括两个锚杆1、两个夹片2、两个锚头3以及用于保持预应力的四个单向轴承4、八个楔块5和纤维布6。

锚杆1由两端的锚杆端头11、六角螺母12及锚身13组成，两端的锚杆端头11各开有锚杆u形槽111，锚身13两头开夹片安装孔131；夹片2两头也对应开夹片安装孔131，螺丝21穿过对应的夹片安装孔131固定连接夹片2与锚杆1。

锚头3中部开两个安装孔，安装孔由小孔31及大孔32组成。小孔31及大孔32的孔径及孔深与锚头3相连接的锚杆端头11和单向轴承4的直径及深度一致。在大孔32处开一个锚头u形槽口321。

所述锚头3选取与钢筋混凝土方柱7表面紧贴的l形平板。

具体加固步骤如下：

（1）确定钢筋混凝土方柱7上的加固位置；用墨线在其表面弹出需进行预应力碳纤维布包裹的位置范围。用打磨机将钢筋混凝土方柱7的三个角部进行打磨倒角。

（2）对钢筋混凝土方柱7表面进行打磨、补洞等处理。在钢筋混凝土方柱7需进行预应力纤维布包裹范围表面均匀涂刷一层环氧胶层。

（3）确定纤维布6的下料长度并裁剪。纤维布6的下料长度=包裹位置处柱的周长加锚杆的周长的1倍。

（4）纤维布6的一端端头夹在锚杆1和夹片2之间，在夹片安装孔131内拧紧螺丝21固定锚杆1与夹片2。将纤维布6沿着锚杆1和夹片2环向缠绕1圈，并保证缠绕过程中纤维布6与锚杆1和夹片2之间裹紧。对纤维布6的另一端重复上述锚杆1与夹片2夹紧及环向缠绕步骤，完成纤维布6与锚具的连接。

（5）将四个单向轴承4分别放入两个锚头3预留的大孔32中同时注意单向轴承4的方向，并将单向轴承4上的单向轴承u形槽42与锚头上的锚头u形槽321对齐并放入楔块5。

（6）将两端缠绕在锚杆1和夹片2之间的纤维布6包裹在钢筋混凝土方柱7所需加固的位置上，分别将锚杆1两端的锚杆端头11穿入锚头3的小孔31，将锚杆端头11上的锚杆u形槽111与与单向轴承4上的单向轴承缺口41对齐并放入楔块5。

（7）将加力扳手放在锚杆1的六角螺母12处，扳动加力扳手带动缠绕好纤维布6的两个锚杆1和夹片2旋转，使纤维布6中的拉应力逐渐增大，直到加载到所需的控制应力，即完成对钢筋混凝土方柱7的加固。

实施例2：

如图3~6所示，本实施例以钢筋混凝土圆柱8为加固对象，利用预应力纤维布旋转自锁式张拉锚固装置对其进行加固，纤维布6的宽度为150mm。具体如下：

一种预应力纤维布旋转自锁式张拉锚固装置，包括两个锚杆1、两个夹片2、两个锚头3以及用于保持预应力的四个单向轴承4、八个楔块5和纤维布6。

锚杆1由两端的锚杆端头11、六角螺母12及锚身13组成，两端的锚杆端头11各开有锚杆u形槽111，锚身13两头开夹片安装孔131；夹片2两头也对应开夹片安装孔131，螺丝21穿过对应的夹片安装孔131固定连接夹片2与锚杆1。

锚头3中部开两个安装孔，安装孔由小孔31及大孔32组成。小孔31及大孔32的孔径及孔深与锚头3相连接的锚杆端头11和单向轴承4的直径及深度一致。在大孔32处开一个锚头u形槽口321。

所述锚头3选取与钢筋混凝土圆柱8表面紧贴的弧板。

具体加固步骤如下：

（1）对钢筋混凝土圆柱8表面进行打磨、补洞等处理。在钢筋混凝土圆柱8需进行预应力纤维布包裹范围表面均匀涂刷一层环氧胶层。

（2）确定纤维布6的下料长度并裁剪。纤维布6的下料长度=包裹位置处柱的周长加锚杆的周长的2倍。

（3）纤维布6的一端端头夹在锚杆1和夹片2之间，在夹片安装孔131内拧紧螺丝21固定锚杆1与夹片2。将纤维布6沿着锚杆1和夹片2环向缠绕2圈，并保证缠绕过程中纤维布6与锚杆1和夹片2之间裹紧。对纤维布6的另一端重复上述锚杆1与夹片2夹紧及环向缠绕步骤，完成纤维布6与锚具的连接。

（4）将四个单向轴承4分别放入两个锚头3预留的大孔32中同时注意单向轴承4的方向，并将单向轴承4上的单向轴承u形槽42与锚头上的锚头u形槽321对齐并放入楔块5。

（5）将两端缠绕在锚杆1和夹片2之间的纤维布6包裹在钢筋混凝土圆柱8所需加固的位置上，分别将锚杆1两端的锚杆端头11穿入锚头3的小孔31，将锚杆端头11上的锚杆u形槽111与与单向轴承4上的单向轴承缺口41对齐并放入楔块5。

（6）将加力扳手放在锚杆1的六角螺母12处，扳动加力扳手带动缠绕好纤维布6的两个锚杆1和夹片2旋转，使纤维布6中的拉应力逐渐增大，直到加载到所需的控制应力，即完成对钢筋混凝土圆柱8的加固。

本文中所描述的具体实施例仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可对所描述的具体实施例做某些修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。