一种预应力纤维布加固钢筋混凝土墩柱的施工方法与流程

本发明属于土木工程结构加固领域，特别涉及一种采用旋转自锁式锚具的预应力纤维布加固钢筋混凝土墩柱的施工方法。

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。由于预应力纤维布加固混凝土墩柱施工方法中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，加固效果有待加强。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决预应力纤维布加固混凝土墩柱施工中预应力纤维布在张拉过程中的张拉与锚固问题，进而提供一种采用旋转自锁式锚具的预应力纤维布加固钢筋混凝土墩柱的施工方法。

具体步骤为：

(1)设置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；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。

(2)确定被加固钢筋混凝土墩柱上的加固位置；若被加固钢筋混凝土墩柱为方柱，用打磨机将方柱的三个角部进行打磨倒角，若被加固钢筋混凝土墩柱为圆柱，直接进入步骤(3)。

(3)对被加固钢筋混凝土墩柱表面进行打磨、补洞处理，然后在被加固钢筋混凝土墩柱需进行预应力纤维布包裹的范围表面均匀涂刷一层环氧胶层。

(4)确定纤维布的下料长度并裁剪。

(5)将步骤(4)裁剪的纤维布的一端端头夹紧在锚杆和夹片之间，在夹片安装孔内拧紧螺丝固定锚杆与夹片，将纤维布沿着锚杆和夹片环向缠绕1~2圈，并保证缠绕过程中纤维布与锚杆和夹片之间裹紧；对纤维布的另一端重复上述锚杆与夹片夹紧及环向缠绕步骤，完成纤维布与锚具的连接。

(6)将四个单向轴承分别放入两个锚头预留的大孔中，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。

(7)将步骤(5)连接好的纤维布包裹在步骤(3)均匀涂刷一层环氧胶层的被加固钢筋混凝土墩柱的加固位置上，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。

(8)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，即实现对钢筋混凝土墩柱的加固施工。

本发明方法与现有技术方案对比，优点为：（1）本发明方法操作简单，尤其是对于加固方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）本施工方法的锚具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本发明实施例1中被加固钢筋混凝土墩柱为方柱时使用的预应力纤维布旋转自锁式张拉锚固装置的安装示意图。

图2本发明实施例1中被加固钢筋混凝土墩柱为方柱时使用的预应力纤维布旋转自锁式张拉锚固装置的安装平面图。

图3本发明实施例1中被加固钢筋混凝土墩柱为圆柱时使用的预应力纤维布旋转自锁式张拉锚固装置的安装示意图。

图4本发明实施例1中被加固钢筋混凝土墩柱为圆柱时使用的预应力纤维布旋转自锁式张拉锚固装置的安装平面图。

图5为本发明实施例中使用的锚头、单向轴承、楔块的结构示意图。

图6为本发明实施例中使用的锚杆、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，采用预应力纤维布对钢筋混凝土方柱7进行加固，纤维布6的宽度为150mm。具体步骤如下：

(1)设置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。

(2)确定被加固钢筋混凝土方柱7上的加固位置；用打磨机将钢筋混凝土方柱7的三个角部进行打磨倒角。

(3)对被加固钢筋混凝土方柱7的表面进行打磨、补洞处理，然后在被加固钢筋混凝土方柱7需进行预应力纤维布包裹的范围表面均匀涂刷一层环氧胶层。

(4)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。

(5)将步骤(4)裁剪的纤维布6的一端端头夹紧在锚杆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。

(6)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。

(7)将步骤(5)连接好的纤维布6包裹在步骤(3)均匀涂刷一层环氧胶层的钢筋混凝土方柱7的加固位置上，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与单向轴承4上的单向轴承缺口41对齐并放入楔块5。

(8)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，即实现对钢筋混凝土方柱的7加固施工。

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，采用预应力纤维布对钢筋混凝土圆柱8进行加固，纤维布6的宽度为150mm。具体步骤如下：

(1)设置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。

(2)对被加固钢筋混凝土圆柱8的表面进行打磨、补洞处理，然后在被加固钢筋混凝土圆柱8需进行预应力纤维布包裹的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)将步骤(3)裁剪的纤维布6的一端端头夹紧在锚杆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)将步骤(4)连接好的纤维布6包裹在步骤(2)均匀涂刷一层环氧胶层的钢筋混凝土圆柱8的加固位置上，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，即实现对钢筋混凝土圆柱的8加固施工。

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。