混凝土结构的预应力加固施工方法与流程

本发明涉及一种混凝土结构的预应力加固施工方法中的预应力锚固和张拉技术，具体的说是混凝土结构的预应力加固方法。

背景技术：

随着我国交通规模的迅速发展，在我国桥梁中70％左右的混凝土桥梁均进入超负荷服役期，许多桥梁进入了维修加固期，而且大量服役不久的桥梁也出现了损伤，导致我国桥梁较多的加固维护工程的出现，这种现象在野外的隧道工程甚至常规建筑工程中同样存在。

目前对混凝土桥梁或结构物的加固方法常见的两类加固方式，一是采用粘钢板、粘碳纤维板或纤维布的被动受力方式进行；二是采用预应力，尤其是体外预应力技术进行主动受力方式加固。根据结构的受力特点和损伤程度，以及加固后的使用性能要求，采用预应力加固，可一定程度上完全恢复甚至可提高结构的承载能力。而采用粘钢板和FRP板或布的方式，由于是在结构已发生破坏或刚度发生改变后进行的补救措施，因而在使用性能或承载力方向均无法恢复到原有设计状态。

技术实现要素：

本发明旨在克服现有技术的缺陷，提供一种混凝土结构的预应力加固方法，借助CFRP布在缠绕过程中的自身摩擦力克服夹片锚固对纤维的剪切作用，对FRP布实现锚固；再借助一体化的撑杆和拉杆结构，实现对布材的平行张拉。然后粘贴于补加固结构表面，即可实现对结构施加预应力效果。

为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的：

一种混凝土结构的预应力加固施工方法，其特征在于它包括如下步骤：

步骤一：在要加固的混凝土结构上钻孔；

步骤二：在上述孔中穿入拉杆，所述拉杆的上下两端设有螺纹，拉杆的上部伸出要加固的混凝土结构上表面或设于要加固的混凝土结构内并固定，拉杆的下部伸出要加固的混凝土结构下表面，拉杆的下部两侧分别通过铰链斜向连接两根撑杆的一端，两根撑杆通过下调节螺母固定在拉杆下部；所述要加固的混凝土结构两端下部分别设有升降调节装置，升降调节装置上设有卷筒，卷筒与其上部的要加固的混凝土结构之间有空隙，两根撑杆的另一端分别连接两个卷筒的中心；

步骤三：在卷筒上缠绕CFRP布；

步骤四：调节拉杆，推动与拉杆相连的斜向的两根撑杆伸展，同时带动两根撑杆端部以卷筒式锚固的CFRP布在撑杆推动下不断拉伸并卷紧；

步骤五：在要加固的混凝土结构下表面涂抹粘结层；

步骤六：调节升降调节装置，将拉伸后的CFRP布调高使其与要加固的混凝土结构下表面的粘结层粘结在一起；

步骤七：待粘结层达到粘结强度后，在卷筒处剪断CFRP布并拆除拉杆、撑杆、卷筒和升降调节装置。

所述的混凝土结构的预应力加固施工方法，其特征在于：要加固的混凝土结构截面低时，拉杆的上部伸出要加固的混凝土结构上表面并通过上调节螺母固定；要加固的混凝土结构为空心结构时，拉杆的上部设于要加固的混凝土结构内并通过上调节螺母固定；要加固的混凝土结构截面厚时，拉杆的上部设于要加固的混凝土结构内并通过植筋或锚固螺栓固定。

所述的混凝土结构的预应力加固施工方法，其特征在于：所述拉杆下部两侧的撑杆采用非对称式布置。

本发明的有益效果是：该方法可实现CFRP布材对结构沿不同方向和部位的预应力锚固。借助CFRP纤维间自身的摩擦力传递拉力，克服锚固破坏弱点；充分利用CFRP布的轻柔特点，借助自身的顶升实现张拉，从而实现张拉和粘贴施工一体化施工，既减少了施工工序，同时节省了常规的锚固体系，实现经济快捷的施工方法。

本方法适用于桥梁、结构、隧道结构的整体或局部预应力加固。利用本专利的锚固和张拉方法，结合相应的顶升或张拉工艺，可提高对桥梁及其他混凝土结构的修补加固效率。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明：

图1为CFRP布锚固顶升张拉加固示意图。

图2为图1穿透式张拉示意图。

图3为图1内腔式张拉示意图。

图4为图1锚固式张拉示意图。

附图标记:被加固结构1、拉杆2、撑杆3、卷筒4、CFRP布5、升降调节装置6、粘结层7、铰链8、上调节螺母9、下调节螺母10、锚固螺栓11。具体实施方式

如图1所示：

一种混凝土结构的预应力加固施工方法，它包括如下步骤：

步骤一：在被加固结构1上钻孔；

步骤二：在上述孔中穿入拉杆2，所述拉杆的上下两端设有螺纹，拉杆的上部伸出要加固的混凝土结构上表面或设于要加固的混凝土结构内并固定，拉杆的下部伸出要加固的混凝土结构下表面，拉杆的下部两侧分别通过铰链8斜向连接两根撑杆3的一端，两根撑杆通过下调节螺母10固定在拉杆下部；所述要加固的混凝土结构两端下部分别设有升降调节装置6，升降调节装置上设有卷筒4，卷筒与其上部的要加固的混凝土结构之间有空隙，两根撑杆的另一端分别连接两个卷筒的中心；

步骤三：在卷筒上缠绕CFRP布5；

步骤四：调节拉杆，推动与拉杆相连的斜向的两根撑杆伸展，同时带动两根撑杆端部以卷筒式锚固的CFRP布在撑杆推动下不断拉伸并卷紧；

步骤五：在要加固的混凝土结构下表面涂抹粘结层7；

步骤六：调节升降调节装置，将拉伸后的CFRP布调高使其与要加固的混凝土结构下表面的粘结层粘结在一起；

步骤七：待粘结层达到粘结强度后，在卷筒处剪断CFRP布并拆除拉杆、撑杆、卷筒和升降调节装置。

根据拉杆缩短产生的拉力和撑杆分力平衡受力特点，采用非对称式布置，且拉杆与撑杆交点处采用铰链接形式，实现CFRP布与结构表面位置自适应。

如图2所示：若被加固结构1截面低，采用穿透式张拉结构，拉杆的上部伸出要被加固结构1上表面并通过上调节螺母9固定；

如图3所示：若被加固结构1为空心结构时，如箱形梁截面，且受拉的底板受力安全，可采用内腔式；拉杆从被加固结构1底部向上穿入其中部且位于被加固结构1内并通过上调节螺母9固定；

如图4所示：要加固的混凝土结构截面厚时，拉杆的上部设于被加固结构1内并通过植筋或锚固螺栓10固定。

由CFRP布层间自身的摩擦力提供锚固力，拉杆下部两侧分别斜向连接一根撑杆，根据撑杆和连杆机动原理，连杆长度的改变，实现撑杆端部间距伸展，连带着撑杆端部以卷筒式锚固的CFRP布拉伸并卷紧，通过调整拉伸后的CFRP与加固结构的间距，将拉伸后的CFRP布粘贴于被加固结构上，待粘结层达到设计强度时，裁割CFRP和释放撑杆结构，即实现对结构的预应力加固。