专利名称：环向预张拉钢绞线加固圆形结构或构件的施工方法
技术领域：
本发明涉及通过一种高强度金属材料增强或加固圆形结构或构件的方法，特别涉及一种通过环向预应力钢绞线自锁锚固装置来加固筒仓、电视塔、水塔、冷却塔、烟囱、储气罐以及储液罐等圆形结构，或受压圆形桥墩、圆柱等大截面圆形混凝土构件时的施工方法。
背景技术：
圆形结构或构件的范畴包括诸如筒仓、电视塔、水塔、冷却塔、烟囱、储气罐、储液罐以及受压圆形桥墩、大直径圆柱等。具有薄壁圆环状截面如筒仓等在内压力作用下，在包含圆环轴线的任何径向截面上，外壁均受到较大拉力；圆形桥墩等实心圆截面构件在轴向压力作用下，截面有均勻涨大的趋势。因此圆形结构或构件的外壁可能出现混凝土的疏松、 坍落、钢筋外露，甚至使某些具有储备功能的圆形结构出现渗漏现象，这对圆形结构造成了重大的安全隐患。尤其对于截面很大的圆形结构或构件，如果结构外表面能够施加有效环向约束力，对抑制斜裂缝及纵向裂缝的发展作用效果显著。在工程中，对于筒仓等圆形结构或构件常用的加固方法有扩大截面加固法、外包钢加固法、增设支点法等。扩大截面加固法取材方便、施工技术简单、加固效果稳定可靠，提高原构件的承载力的同时，还可以加大其截面刚度，改变其自振频率，增强结构的稳定性和抗震性能。但是， 扩大截面加固法现场湿作业多，施工周期长，对原结构影响较大，如因截面增大而影响原有建筑效果，减小使用空间，增加结构自重，有时甚至会因结构之重的增加而致使须对原结构的基础进行附加加固，从而大大增加加固成本，延长施工时间。采用这种施工方法时，往往造成原结构的使用中断，带来相应的间接损失。外包钢加固法可在基本上不增大构件尺寸的情况下较多地提高其承载力，增大延性和刚度。特别适用于大型结构和大跨结构，以及使用上不允许增大原构件截面尺寸，却又要求大幅度地提高截面承载能力，增大延性和刚度的结构的加固。本方法优点是施工简便， 现场工作量较少，受力较为可靠；缺点是用钢量较大，加固维修费用较高，不宜用在具有腐蚀介质的环境下。增设支点法的优点是简单可靠，施工技术简单，适用于梁、板、析架、网架等水平结构的加固，缺点是影响原结构的正常生产和生活，对原结构的建筑布局影响较大，使用空间减少，使用功能受到一定限制。综上可知，传统加固方法往往有施工工期长、造价较高、对原结构的建筑布局影响较大或适用面受限等多种不足。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是传统加固方法往往有的施工工期长、造价较高、对原结构的建筑布局影响较大或适用面受限等不足，提供一种环向预张拉钢绞线加固圆形结构或构件的施工方法，本发明既可用于圆形结构，也可用于大直径圆形截面构件。
本发明解决其技术问题采用的技术方案环向预张拉钢绞线加固圆形结构或构件的施工方法包括以下步骤a.将钢绞线的一端与锚头连接，并予以固定；b.围套钢绞线于待加固圆形结构或构件的外表面，张拉钢绞线的另一端并锁紧于锚头；c.截断多余钢绞线，对锚具做防锈及防腐处理；d.重复上述步骤张拉固定另外的N-I根钢绞线于同一待加固圆形结构或构件表面的其他位置；N为1 20根。所述锚头起到固定并锁紧钢绞线的作用，通过夹片与钢绞线连接为一体，锚头内纵向含有两条平行孔道。与现有技术相比，本发明的优点是1)本发明采用配套的一种环向预应力钢绞线自锁锚固装置，主要由锚头、钢绞线、 夹片组成。锚头起到固定并锁紧钢绞线的作用，通过夹片与钢绞线连接为一体，锚头内纵向含有两条平行孔道，锚头各截面均为矩形，本锚具构造简单、可使用穿心式千斤顶便捷施加预应力，且夹持效果理想，能快速便捷地对已有结构进行加固补强。2)本发明提供了一种针对圆形结构或大直径圆形截面构件的可以有效对原结构施加有效环向约束力的加固施工方法，而且采用钢绞线作为对结构外表面施加有效环向约束力的材料。由于钢绞线有强度高、弹性极限高、延伸性能好、应力松弛低、切断后不松散等特点，尤其是抗拉强度高和松弛性能好，使钢绞线成为加固补强中施加预应力的理想材料。 预应力损失小，加固效果好。3)本发明既可用于圆形结构或大直径圆形截面构件的应急快速加固，如震后快速加固；也可用于永久加固，如维修改造工程。在实际工程中可操作性强，预应力的施加过程可控、易行，耐腐蚀性好，施工工艺简便快捷，不需要大型施工设备，用于补强加固时对原结构几乎没有影响，保证材料强度较高利用率的同时，具有足够的安全储备，有很高的实用价值。
图1为本发明的施工方法指导环向自锁预应力钢绞线加固体系加固圆形结构或构件的示意图，其中在待加固圆形结构或构件表面张拉并固定了 4根环向预应力钢绞线；图2为锚头的立体示意图；图3为锚头的剖面图；图4为在待加固圆形结构或构件的外表面围套锚具的过程；图5为使用一套环向预应力钢绞线自锁锚固装置的加固示意图；图6为使用三套环向预应力钢绞线自锁锚固装置的加固示意图；图7为使用二十套环向预应力钢绞线自锁锚固装置的加固示意图；图中锚头1，钢绞线2，第一夹片3，第二夹片4，第一孔道5，第二孔道6，待加固构件7。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细的说明。本发明配套使用的一种环向预应力钢绞线自锁锚固装置，如图1、2、3所示，该自锁锚固装置包括，锚头1、钢绞线2、第一夹片3、第二夹片4。所述的锚头1如图2、图3所示，锚头内沿纵向设有第一孔道5和第二孔道6，第一孔道和第二孔道平行；第一孔道的左端口为一锥形孔，第二孔道的右端口为一锥形孔。所述的钢绞线2的一端自右向左穿过第一孔道5及其左端口的锥形孔，用第一夹片3塞紧；钢绞线2的另一端自左向右穿过第二孔道6及其右端口的锥形孔，用第二夹片4塞紧。所述的第一夹片3、第二夹片4结构完全相同，为专利号200620100296. 5的“预应力锚具夹片”。锚头1选用钢或合金材料。锚头起到固定并锁紧钢绞线的作用，通过夹片与钢绞线连接为一体。实施例一环向预张拉钢绞线加固圆形结构或构件的施工方法，该方法包括如下步骤a.将钢绞线2的一端与锚头1连接，并予以固定；将钢绞线2的一端自右向左水平穿过第一孔道5及其左端口的锥形孔，用第一夹片3塞紧，以固定锚头1与钢绞线2 —端。b.围套钢绞线于待加固圆形结构或构件的外表面，张拉钢绞线的另一端并锁紧于锚头；具体过程如下首先，将一端已与锚头连接好的钢绞线2水平围套在待加固结构或构件7的外表面，如图4所示。然后，将钢绞线2另一端自左向右水平穿过第二孔道6右端口锥形孔，并穿出；在钢绞线与锚头内的第二孔道右端部的锥形孔之间塞入第二夹片4，使用穿心式千斤顶对钢绞线施行张拉，钢绞线的另一端锁紧于锚头，如图5所示。C、截断多余钢绞线，对锚具做防锈及防腐处理从锚具张拉端外边缘量起留50mm钢绞线，其余的部分截去。采用涂层法对钢绞线和锚具进行防锈及防腐处理。在涂层之前要先对其进行处理，除去所有的锈迹和油污，露出金属光泽。涂层一般有底漆和面漆之分，先涂底漆，后涂面漆。底漆采用环氧富锌漆，涂25 μ mX 2道；面漆采用调和漆，涂50 μ mX 2道。至此，一根环向预张拉钢绞线加固施工完成。d.重复上述步骤a、b、c张拉并固定另外两根环向预应力钢绞线于同一待加固结构或构件表面的其他位置，使用三套环向预应力钢绞线自锁锚固装置，如图6所示。实施例二 本实施例与实施例一的施工方法的前三步相同，使用一套环向预应力钢绞线自锁锚固装置，如图5所示。实施例三本实施例与实施例一的施工方法的前三步相同，不同之处仅在于第四步，重复张拉并固定另外十九根环向预应力钢绞线于同一待加固结构或构件表面的其他位置，使用二十套环向预应力钢绞线自锁锚固装置，如图7所示。
以上对本发明所提供的环向预张拉钢绞线加固圆形结构或构件的施工方法进行详细介绍，本文中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员， 依据本发明的思想，在具体实施方式
及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
权利要求
1.环向预应力钢绞线加固圆形结构或构件的施工方法，其特征在于，该方法包括如下步骤a.将钢绞线的一端与锚头连接，并予以固定；b.围套钢绞线于待加固圆形结构或构件的外表面，张拉钢绞线的另一端并锁紧于锚头；c.截断多余钢绞线，对锚具做防锈及防腐处理；d.重复上述步骤张拉固定另外的N-I根钢绞线于同一待加固圆形结构或构件表面的其他位置；N为1 20根。
全文摘要
本发明公开了环向预应力钢绞线加固圆形结构或构件的施工方法，该方法可以用来加固筒仓等圆形结构，或受压圆形桥墩等大直径圆形混凝土构件时的施工方法。该方法包括如下步骤a.将钢绞线的一端与锚头连接，并予以固定；b.围套钢绞线于待加固圆形结构或构件的外表面，张拉钢绞线的另一端并锁紧于锚头；c.截断多余钢绞线，对锚具做防锈及防腐处理；d.重复上述步骤张拉并固定另外的N-1根钢绞线于同一待加固圆形结构或构件表面的其他位置；N为1～20根。本发明针对于圆形结构的加固，施工便捷、实用性强，尤其对于大截面圆形结构或构件，通过对钢绞线施加环向预应力，被加固结构能够获得有效环向约束力，对抑制斜裂缝及纵向裂缝的发展作用效果显著。
文档编号E04G23/02GK102251684SQ20111014327
公开日2011年11月23日 申请日期2011年5月30日 优先权日2011年5月30日
发明者厉春龙, 周长东, 李季, 田腾, 白晓彬 申请人:北京交通大学