一种预应力高强纤维布加固柱构件的施工方法与流程

本发明涉及一种预应力高强纤维布加固柱构件的施工方法。

背景技术：

高强纤维复合材料加固法是近年兴起的一种新型结构加固技术，通常是利用聚合树脂把纤维布黏贴于构件表面，使其内部结构和外包纤维材料共同工作承载外部荷载，达到加固补强的目的，该方法对于提高加固构件的承载力、延性、抗震性能都有很好的效果。但由于加固结构存在二次受力，在结构开裂前，纤维材料远不能发挥其高强的优势，加固效果差。

技术实现要素：

鉴于现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种预应力高强纤维布加固柱构件的施工方法。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种预应力高强纤维布加固柱构件的施工方法，施工方法为：（1）在待加固柱构件的加固部位涂抹底胶；（2）将裁剪好的纤维布的一端缠绕在一钢棒上2-3层、另一端用胶水胶合形成一个布圈；（3）在加固部位的长边定位并开设直槽；（4）将钢棒置于直槽内，缠绕纤维布在待加固柱构件的加固部位；（5）采用张拉装置张拉纤维布，其中张拉装置的机架通过机架末端设置的卡口卡紧在钢棒的上下端，张拉纤维布的布圈端；（6）在纤维布上涂满胶水；（7）待胶水固化后，卸下张拉装置；(8)修补填实所开直槽。

优选的，在步骤（1）之前，需要打磨待加固柱构件的加固部位，并用修复材料将表面修复平整；若待加固柱构件存在结构角部，需将结构角部打磨出20-30mm的圆形倒角，然后确定纤维布和钢棒的尺寸、张拉的预应力目标值。

优选的，所述张拉装置包括机架，与纤维布一端固连的钢棒卡接在机架的末端，所述机架的前端设置有活动座体，所述活动座体上设置有用于与纤维布的布圈端固连的杆体，所述活动座体经水平螺杆调节进行相对机架的前移张拉运动。

优选的，在步骤（5）中，张拉装置上的活动座体的杆体穿过纤维布的布圈，张拉装置的机架通过机架末端设置的卡口卡紧在钢棒的上下端。

优选的，所述机架包括竖直延伸的角钢，所述角钢的上下端对称焊接有纵向延伸的限位板，所述限位板上均焊接有朝钢棒侧延伸的持力板，所述持力板的末端均固设有卡口。

优选的，所述持力板与限位板之间的角度为80°-90°，所述卡口朝向待加固柱构件侧面的直槽，两持力板的外侧之间经竖直延伸的加强板连为一体。

优选的，所述活动座体位于机架的内侧，所述活动座体的形状为开口朝向钢棒的u形结构，所述杆体为栓接在活动座体的u形开口上的竖直螺杆，所述竖直螺杆的底端螺接有锁紧螺母。

优选的，所述水平螺杆依次穿过活动座体、角钢后经调节螺母进行连接，所述调节螺母位于角钢侧，所述水平螺杆的头部位于活动座体侧；所述水平螺杆与活动座体之间设置有压力传感器。

优选的，所述杆体与钢棒之间设置有位于机架内侧的夹片，所述夹片的数量为两根并竖直延伸，两夹片之间经夹片螺栓、夹片螺母进行相互夹紧，两夹片之间形成纤维布穿设通道。

优选的，所述钢棒包括圆柱形的棒体，所述棒体的上下端对称固设有矩形的卡杆，所述卡口的形状与卡杆相适应。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：该预应力高强纤维布加固柱构件的施工方法能够实现将纤维布缠绕在待加固柱构件上并张拉，使纤维布缠绕牢固，加固效果好，操作简单便捷，效率高。

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。

附图说明

图1为本发明张拉装置的构造示意图一。

图2为本发明张拉装置去除钢棒的构造示意图。

图3为本发明张拉装置的构造示意图二。

图4为本发明张拉装置的构造示意图三。

图5为本发明中钢棒的构造示意图。

具体实施方式

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下。

如图1-5所示，一种预应力高强纤维布加固柱构件的施工方法，其特征在于：施工方法为：（1）在待加固柱构件22的加固部位涂抹底胶；（2）将裁剪好的纤维布2的一端缠绕在一钢棒3上2-3层、另一端用胶水胶合形成一个布圈；（3）在加固部位的长边定位并开设直槽4；（4）将钢棒置于直槽内，缠绕纤维布在待加固柱构件的加固部位；（5）采用张拉装置张拉纤维布，其中张拉装置的机架通过机架末端设置的卡口卡紧在钢棒的上下端，张拉纤维布的布圈端，施加预拉力使纤维布犹如束紧的“腰带”一样缠绕在待加固柱构件上；（6）在纤维布上涂满胶水；（7）待胶水固化后，卸下张拉装置，张拉装置可重复利用，单根待加固柱构件的预拉力的施加形成自平衡体系，对原结构柱未附加外荷载，适用于单层或多层纤维布的张拉和锚固；(8)修补填实所开直槽。

在本发明实施例中，在步骤（1）之前，需要打磨待加固柱构件的加固部位，并用修复材料将表面修复平整；若待加固柱构件存在结构角部，需将结构角部打磨出20-30mm的圆形倒角，然后确定纤维布和钢棒的尺寸、张拉的预应力目标值。

在本发明实施例中，修复材料可以为水泥等。

在本发明实施例中，所述张拉装置包括机架1，与纤维布2一端固连的钢棒3卡接在机架的末端，所述机架的前端设置有活动座体5，所述活动座体上设置有用于与纤维布的布圈端固连的杆体，所述活动座体经水平螺杆6调节进行相对机架的前移张拉运动。

在本发明实施例中，在步骤（5）中，张拉装置上的活动座体的杆体穿过纤维布的布圈，张拉装置的机架通过机架末端设置的卡口卡紧在钢棒的上下端，使在张拉过程中，钢棒端卡紧在机架上不会受拉力影响产生滑动，张拉效率高、效果好、传力路径明确。

在本发明实施例中，所述机架包括竖直延伸的角钢7，所述角钢的上下端对称焊接有纵向延伸的限位板8，所述限位板上均焊接有朝钢棒侧延伸的持力板9，所述持力板的末端均固设有卡口10。

在本发明实施例中，所述持力板与限位板之间的角度为80°-90°，所述卡口朝向待加固柱构件侧面的直槽，两持力板的外侧经竖直延伸的加强板11连为一体。

在本发明实施例中，所述活动座体位于机架的内侧，所述活动座体的形状为开口朝向钢棒的u形结构，所述杆体为栓接在活动座体的u形开口上的竖直螺杆12，所述竖直螺杆的底端螺接有锁紧螺母13；使用时，纤维布的另一端用胶水胶合形成一个布圈14，可以将竖直螺杆穿过布圈后，通过锁紧螺母锁紧在活动座体上，便于张拉。

在本发明实施例中，所述水平螺杆依次穿过活动座体、角钢后经调节螺母15进行连接，所述调节螺母位于角钢侧，所述水平螺杆的头部位于活动座体侧；所述水平螺杆与活动座体之间设置有压力传感器16，纤维布中的张拉预应力可通过压力传感器显示与控制。

在本发明实施例中，所述杆体与钢棒之间设置有位于机架内侧的夹片17，所述夹片的数量为两根并竖直延伸，两夹片之间经夹片螺栓18、夹片螺母19进行相互夹紧，两夹片之间形成纤维布穿设通道；使用时，纤维布的另一端（张拉端）可以穿过两夹片，夹片夹紧纤维布的张拉端的布圈胶合部位，防止布圈胶合部位受力过大撑开。

在本发明实施例中，所述钢棒包括圆柱形的棒体20，所述棒体的上下端对称固设有矩形的卡杆21，所述卡口的形状与卡杆相适应，圆柱形的棒体用于缠绕纤维布。

在本发明实施例中，在待加固柱构件上环向缠绕并粘贴高强纤维布能够提高待加固柱构件（例如钢筋混凝土柱或砌体结构柱）的极限承载能力和延性；其中对纤维布施加一定预拉力，可提高纤维布的材料利用率和构件的开裂荷载，减小构件裂缝宽度，并能进一步提高构件轴压极限承载力，可用于水下或潮湿环境中结构的加固，主要承担轴向压力的圆形、矩形、方形截面建筑结构柱和桥墩等的结构或构件的加固，延缓和减小裂缝的出现和发展，提高其承载能力和延性性能，并可提高高强纤维布材料的利用效率。

具体实施过程：

实施例一：待加固柱构件为砖砌体柱：高756mm、柱截面240mm×370mm；砌筑用普通烧结砖强度等级为mu20，砌筑砂浆强度等级为m10；加固形式采用预应力纤维布条带式加固，布条净距80mm，高强碳纤维布的宽度为100mm，抗拉强度标准值为3470mpa；钢棒截面为φ10mm、长度为180mm。

具体步骤如下：

第一步：打磨砖砌体柱22的待加固部位，并用修复材料将表面修复平整，将柱角部打磨出20mm倒角。

第二步：将纤维布裁剪成长1600mm的布条2，将纤维布2一端绕过钢棒3缠绕2-3圈，并涂上纤维布的配套胶水，纤维布2另一端翻折120mm并用胶水胶合形成一个布圈14；在砖砌体柱22上定位直槽位置。

第三步：确保纤维布2两端粘贴良好后，将制作完成的纤维布围套在待加固柱构件的预定位置，其中将钢棒3置于直槽中，活动座体5上的杆体12穿过布圈14；

第四步：将张拉装置的持力板9末端卡口卡紧钢棒的上下端21。

第五步；用夹片17夹紧纤维布的张拉端布圈胶合部位。

第六步：水平螺杆6依次穿过活动座体5、角钢7后经调节螺母15连接。

第七步：旋紧水平螺杆上的调节螺母15，通过压力传感器16显示与控制纤维布中应力达到预定的设计应力，本实施例中，控制张拉端张拉应力为600mpa。

第八步：张拉完成后，在纤维布2上涂满配套胶水。

第九步：待胶水彻底固化后，卸下张拉装置。

第十步：用水泥修补所开直槽，直槽中填充碳纤维布配套胶水。

试验结果显示，纤维布中控制应力为600mpa试验柱的极限强度为10.59mpa，相较于普通方式加固柱的极限强度9.25mpa提高了15%，相较于未加固柱的极限强度7.31mpa提高了46%，表明本发明的预应力高强纤维布加固柱构件的施工方法有效。

本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可以得出其他各种形式的预应力高强纤维布加固柱构件的施工方法。凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。