俯仰可调式CFRP板顺向张拉锚固装置的制作方法

本技术涉及土木工程中施加体外预应力加固的，尤其涉及一种俯仰可调式cfrp板顺向张拉锚固装置。

背景技术：

1、现代建筑、交通、桥梁等工程结构中的混凝土结构件或钢结构件由于环境侵蚀，材料老化，结构功能发生改变而使受荷变化，或因自然灾害的发生而致承载力不足或产生开裂等情况，存在巨大的安全隐患。

2、目前用于工程构件的加固方法，从作用原理上分为被动加固法和主动加固法两大类。被动加固法是指在构件受拉(或受剪)薄弱区直接增设抗拉(或抗剪)补强材料，例如：粘贴钢板、粘贴高强纤维复合材料(碳纤维、芳纶纤维)等。补强材料只承担活载及后加恒载引起的内力，与原受力构件相比，其应变(应力)相对滞后。特别是采用直接粘贴高强纤维复合材料的方案，补强材料的高抗拉性能很难发挥作用。因此，被动加固法无法减少原结构变形，也不能封闭裂缝。主动加固法是指对布置在构件受拉(或受剪)薄弱区的补强材料施加预应力。补强材料主动受力，从根本上解决了后加补强材料应变(应力)滞后问题，可以充分发挥补强材料的高抗拉性能，提高材料的利用效率，被加固构件的抗弯承载力和正常工作性能均得到显著提升。

3、主动加固法中必然会运用到配套的张拉系统，如中国实用新型专利zl202010702249.2公开了一种预应力cfrp板加固梁的张拉锚固装置及其使用方法，包括cfrp板、锚固组件和张拉组件；张拉组件包括张拉滑膛、第二夹具、限位板以及张拉机构；伸缩板与第二夹具两者接触面上设置有朝向相反的锯齿。该专利通过将两组固定夹持在cfrp板两端的夹具安装在两组滑膛内进行预应力的施加，可防止张紧力偏心，并通过伸缩板与第二夹具两者之间的锯齿相互配合实现了施加完预应力后cfpr板的自锁，限制cfpr板的回缩。

4、然而，上述专利在工程应用时具有如下缺陷：

5、(1)cfrp板在张拉过程中始终贴于待加固结构件外表面(即施加体表预应力)，导致cfrp板距待加固结构件的中性轴较近，加固效果较差；

6、(2)在布置更大偏心距的加固材料时，由于cfrp板的抗剪切能力较差，在受到与cfrp板平面相垂直的外力时，碳纤维增强复合材料很容易发生脆断，导致其能够为待加固结构件提供的负弯矩非常有限，因此不能有效解决待加固结构件跨中下挠的技术问题；

7、(3)上述专利在张拉完成后还要进行粘贴施工，待加固件需要单独进行打磨、清洁等处理，cfrp板通过结构胶与待加固结构件体表进行粘贴，工序繁杂，成本高；

8、(4)粘结要求高，因粘结效果不理想或粘结胶老化易发生剥离失效。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种俯仰可调式cfrp板顺向张拉锚固装置，在布置更大偏心距的cfrp加固材料时能够避免其脆断，以有效提升加固效果，从而为待加固件提供足够的负弯矩，针对性解决待加固结构件跨中下挠等技术问题。

2、为实现上述目的，本实用新型提供了一种俯仰可调式cfrp板顺向张拉锚固装置，其关键在于：包括锚固座、连接件和cfrp锚具，所述连接件通过转轴与所述锚固座转动连接，所述cfrp锚具通过牵引螺杆与所述连接件滑动连接，在所述cfrp锚具与所述连接件之间还可拆卸式的设置有预应力调节机构，所述预应力调节机构用于调节所述cfrp锚具在所述牵引螺杆上的滑动位置，在所述牵引螺杆上还设置有用于锁定所述cfrp锚具滑动位置的锁紧螺母。

3、更进一步地，所述连接件包括转向块和安装座，在所述转向块上设置有所述转轴的销孔，在所述安装座上设置有所述牵引螺杆的装配孔，且所述安装座水平或垂直设置于所述转向块的末端。

4、更进一步地，所述连接件包括与每根牵引螺杆一一对应的套环，在所述套环的一端设置有所述转轴的销孔，在所述套环的另一端设置有所述牵引螺杆的装配孔。

5、更进一步地，所述cfrp锚具包括滑动座和锚具本体，所述滑动座可滑动的设置在所述牵引螺杆上，所述锚具本体向前或向后挂接于所述滑动座上。

6、更进一步地，所述锚具本体前挂于所述滑动座上，在所述滑动座上还预留有供cfrp板贯穿的通道口。

7、更进一步地，所述预应力调节机构包括中空千斤顶和抵接块，所述中空千斤顶通过固定螺母套接于所述牵引螺杆上，所述抵接块抵持在所述中空千斤的输出端与所述cfrp锚具之间。

8、更进一步地，所述抵接块采用空心框结构，其通过两侧开设的通孔套设于所述牵引螺杆上，在所述空心框结构中的牵引螺杆上连接有所述锁紧螺母，且所述锁紧螺母的尺寸小于所述通孔。

9、更进一步地，所述cfrp锚具为平板锚、楔形锚或波形锚中的一种。

10、更进一步地，所述cfrp锚具中设置有多层cfrp板锚接口。

11、与现有技术相比，本实用新型的显著效果为：

12、1、本实用新型能够布置更大偏心距的加固材料，一方面能够使cfrp板远离待加固结构件的中性轴，以提升预应力施加的效果，从而针对性解决待加固结构件跨中下挠的技术问题；另一面预应力调节机构在张拉cfrp加固件至目标预应力后，通过锁紧螺母锁定cfrp锚具在牵引螺杆上的位置即可避免预应力损失，施工更加便捷；同时预应力调节机构在crrp锚具锁紧后可轻松拆卸，降低了施工成本；

13、2、在预应力调节机构对cfrp板施加预应力的过程中，cfrp锚具能够在转轴的作用下自适应调节其相对待加固结构件的夹角，以有效应对cfrp板与cfrp锚具间因截面变化和材料刚度变化而引起的应力集中，消除垂直于cfrp板平面的外力，从而在高效施加预应力的同时防止cfrp板脆断；

14、3、全程无需粘贴cfrp加固件，施工更加方便，性价比更高；

15、4、锚具本体能够根据待加工结构件实际情况、cfrp板的加固形式以及预应力施加大小等因素自由替换，从而显著提高了端部固定系统的通用性，应用范围更加广泛；

16、5、应用前景广阔，不仅可用于体外预应力加固，也可用于新建结构，例如将该系统应用于钢结构、混凝土结构、木质结构、组合结构等等。

技术特征：

1.一种俯仰可调式cfrp板顺向张拉锚固装置，其特征在于：包括锚固座、连接件和cfrp锚具，所述连接件通过转轴与所述锚固座转动连接，所述cfrp锚具通过牵引螺杆与所述连接件滑动连接，在所述cfrp锚具与所述连接件之间还可拆卸式的设置有预应力调节机构，所述预应力调节机构用于调节所述cfrp锚具在所述牵引螺杆上的滑动位置，在所述牵引螺杆上还设置有用于锁定所述cfrp锚具滑动位置的锁紧螺母。

2.根据权利要求1所述的俯仰可调式cfrp板顺向张拉锚固装置，其特征在于：所述连接件包括转向块和安装座，在所述转向块上设置有所述转轴的销孔，在所述安装座上设置有所述牵引螺杆的装配孔，且所述安装座水平或垂直设置于所述转向块的末端。

3.根据权利要求1所述的俯仰可调式cfrp板顺向张拉锚固装置，其特征在于：所述连接件包括与每根牵引螺杆一一对应的套环，在所述套环的一端设置有所述转轴的销孔，在所述套环的另一端设置有所述牵引螺杆的装配孔。

4.根据权利要求1-3任一所述的俯仰可调式cfrp板顺向张拉锚固装置，其特征在于：所述cfrp锚具包括滑动座和锚具本体，所述滑动座可滑动的设置在所述牵引螺杆上，所述锚具本体向前或向后挂接于所述滑动座上。

5.根据权利要求4所述的俯仰可调式cfrp板顺向张拉锚固装置，其特征在于：所述锚具本体前挂于所述滑动座上，在所述滑动座上还预留有供cfrp板贯穿的通道口。

6.根据权利要求4所述的俯仰可调式cfrp板顺向张拉锚固装置，其特征在于：所述预应力调节机构包括中空千斤顶和抵接块，所述中空千斤顶通过固定螺母套接于所述牵引螺杆上，所述抵接块抵持在所述中空千斤顶的输出端与所述cfrp锚具之间。

7.根据权利要求6所述的俯仰可调式cfrp板顺向张拉锚固装置，其特征在于：所述抵接块采用空心框结构，其通过两侧开设的通孔套设于所述牵引螺杆上，在所述空心框结构中的牵引螺杆上连接有所述锁紧螺母，且所述锁紧螺母的尺寸小于所述通孔。

8.根据权利要求7所述的俯仰可调式cfrp板顺向张拉锚固装置，其特征在于：所述cfrp锚具为平板锚、楔形锚或波形锚中的一种。

9.根据权利要求8所述的俯仰可调式cfrp板顺向张拉锚固装置，其特征在于：所述cfrp锚具中设置有多层cfrp板锚接口。

技术总结
本申请公开一种俯仰可调式CFRP板顺向张拉锚固装置，包括锚固座、连接件和CFRP锚具，连接件通过转轴与所述锚固座转动连接，CFRP锚具通过牵引螺杆与连接件滑动连接，在CFRP锚具与连接件之间可拆卸式的设置有预应力调节机构，预应力调节机构用于调节CFRP锚具在牵引螺杆上的滑动位置，在牵引螺杆上还设置有用于锁定CFRP锚具滑动位置的锁紧螺母。在预应力调节机构对CFRP板施加预应力的过程中，CFRP锚具能在转轴的作用下自适应调节其相对待加固结构件的夹角，以应对CFRP板与CFRP锚具间因截面变化和材料刚度变化而引起的应力集中，消除垂直于CFRP板平面的外力，在高效施加预应力的同时防止CFRP板脆断。

技术研发人员：陆伟,陈小英,杨港,卓静,石杨,鲁鹏,王晗笑,罗德康,蒋月龙,苟江月
受保护的技术使用者：重庆达力索缆科技有限公司
技术研发日：20230426
技术公布日：2024/1/14