一种碳纤维筋体外预应力张拉锚固装置及锚固方法

摘要

本发明涉及一种碳纤维筋体外预应力张拉锚固装置及锚固方法。包括一个可以通过螺栓与梁固定且两侧面焊有钢片的Ｌ型钢板，一个中间带有孔洞可以穿入碳纤维筋的可供人工扭转的双套筒螺旋装置，一个固定碳纤维筋的夹片式锚具。本装置结构简单，安装施工方便且周期短，在不中断交通的前提下对梁实施快速加固，且整个安装过程对梁无损害，通过双套筒螺旋装置对预应力的大小进行实时控制和调整，由于结构简单，安装施力过程无需借助其他施力装置并且不中断交通，从而有效地节约了经济成本。

说明书

技术领域

本发明属于桥梁结构技术领域，主要涉及一种预应力张拉锚固体系及其使用方法，尤其是涉及一种碳纤维筋体外预应力张拉锚固装置及锚固方法。 

背景技术

桥梁结构的加固是当代工程研究的重要课题，而体外预应力加固是一种有效的加固方法。如今碳纤维筋技术日益完善并且在工程上得到广泛应用，体外预应力碳纤维筋布置于桥梁结构梁底时可以有效提高桥梁的受拉抗弯能力，但是在加固桥梁结构时，如何对碳纤维筋实施锚固安装，又如何将预应力有效地加到体外筋上并通过合理的张拉方式施加预应力，而当碳纤维筋布置于桥梁底部时由于受到空间限制如何实施有效张拉是张拉装置要解决的关键问题。故此找到一套简单方便的张拉装置成为桥梁加固研究的关键技术问题之一。 

同时，碳纤维筋虽然抗拉强度高且耐腐蚀性能好，在使用过程中强度不会降低，但是在工程结构的实际使用过程中，其会处于不同的受力状态，体外预应力的大小也会需要进行一定的调整，而传统装置不能解决这一问题所以这就要求有一个新的施工方法。 

发明内容

本发明主要是为了解决如何将碳纤维有效地锚固安装到桥梁底部，并对碳纤维筋进行有效张拉等技术问题。 

本发明解决了由于碳纤维筋的抗拉强度高，张拉力大，当体外预应力筋布置于桥梁底部时由于受到空间等因素的影响，传统的技术不能对其进行有效张拉的技术问题，提供了一种结构简单，施工方便，工期短，且在加固过程中不中断交通的一种碳纤维筋体外预应力张拉锚固装置及锚固方法。 

本发明还解决了碳纤维筋虽然抗拉强度高，张拉性能好，但是在施加使用过程中，当其处于不同的受力状态时，以及受到外界干扰时，其预应力大小会有所变化，需要对其预应力进行实时可控以及调整的技术问题，提供了一种简单快速的施工方法，可对碳纤维筋的预应力大小实施实时可控操作，且可以随时调整碳纤维筋的方向的一种碳纤维筋体外预应力张拉锚固装置及锚固方法。 

本发明是通过以下技术方案解决上述问题的： 

一种碳纤维筋夹片式锚具体外预应力锚固装置，其特征在于，包括一个固定在梁上的连接装置、固定在连接装置上的施力装置、以及设置在施力装置上方的夹片式锚具。

在上述的一种碳纤维筋夹片式锚具体外预应力锚固装置，所述固定在梁上的连接装置包括L型钢板和螺栓，L型钢板通过穿插在梁内的螺栓和外界与螺栓配合的螺母将其固定在梁上。 

在上述的一种碳纤维筋夹片式锚具体外预应力锚固装置，所述施力装置包括碳纤维筋、套设在碳纤维筋上由两个空心螺纹套筒组成的能够人工扭转的双套筒旋转装置、以及设置在双套筒旋转装置上方用于夹住碳纤维筋的夹片式锚具。 

L型钢板通过螺栓与梁连接，可绕螺栓沿梁侧面旋转，而碳纤维筋时刻与Ｌ型钢板的一个钢板垂直，由此旋转L型钢的同时碳纤维筋的方向则随着产生变化，而达到了调整碳纤维筋方向的目的；双套筒旋转装置夹在Ｌ型钢板和夹片式锚具中间，当通过扳手选装双套筒旋转装置的内筒时，内筒将被旋转出来，顺势顶住夹片式锚具使其向外移动，此时碳纤维筋随即向外延伸产生位移，通过控制双套筒选装的圈数和角度控制碳纤维筋的位移进而控制其预应力的大小。 

一种碳纤维筋夹片式锚具体外预应力锚固方法，其特征在于，包括以下步骤： 

步骤1，：将Ｌ型钢板通过螺栓固定于梁上，然后计算出碳纤维筋所需长度，将碳纤维筋的两端一次穿过双套筒螺旋装置，最后将两端通过液压千斤顶打入夹片式锚具三进行固定，最后将碳纤维筋卡入Ｌ型钢板的U型槽，使其Ｌ型钢板、双套筒旋转装置、碳纤维筋以及锚具组成如图1所示。

步骤2，通过扳手旋转双套筒旋转机构的内套筒，内套筒会顶住夹片式锚具向外移动，牵引碳纤维筋产生位移，产生预应力。 

本装置具有以下优点：1.包含CFRP筋、转向块、锚固装置三部分组成，结构组成简单，对梁的重量增加较轻，安装、检查、维修以及更换方便。2.通过转化块有效地缓解了CFRP的剪力，充分发挥了CFRP筋抗拉性能好而抗剪性能差的特点。3.转向块通过CFRP筋而受到一个向上的力而平衡，无须打孔固定对梁伤害小，而锚固装置通过螺杆与梁相连，一个孔，对梁的伤害小。4.Ｌ型钢板与CFRP筋方向垂直且可以绕螺杆沿梁侧面旋转，通过Ｌ型钢板可以调整CFRP筋的方向，Ｌ型钢板将转至传来的压力有效地转化为梁的压力，有效地减小孔的集中应力保证螺杆和孔处的安全。5.通过旋转双套筒螺旋装置给CFRP筋施加预应力而无须借助于千斤顶等实力装置，实力简单操作方便，且通过双套筒的位移有效地控制CFRP筋的预应力大小。6.整个转至可以根据梁的尺寸预制各部件不需要现场焊接，制作方便，安装快速，实用性强。 

附图说明

图1是本发明的一种注释结构示意图。 

图2是本发明中双套筒螺旋装置的结构示意图。 

附图3是本发明中Ｌ型钢板俯视结构示意图（带U型槽）。 

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步说明。图中：Ｌ型钢板1，双套筒旋转装置2，夹片式锚具3，梁4，连接装置5，螺栓6，碳纤维筋7，钢片8、U型槽9。 

实施例： 

首先介绍一下本发明所使用的张拉装置的结构：如图1和图3所示，包括一个固定在梁４上的连接装置５、固定在连接装置５上的施力装置、以及设置在施力装置上方的夹片式锚具３；固定在梁４上的连接装置５包括L型钢板１和螺栓６，L型钢板１通过穿插在梁４内的螺栓６和外界与螺栓６配合的螺母将其固定在梁４上；L型钢板１上设有一个U型槽9；施力装置包括碳纤维筋７、套设在碳纤维筋７上由两个空心螺纹套筒组成的能够人工扭转的双套筒旋转装置２、以及设置在双套筒旋转装置２上方用于夹住碳纤维筋的夹片式锚具３,其中焊接在L型钢板两侧的8号钢片可以增大Ｌ型钢板的刚度防止Ｌ焊缝开裂以及受弯变形。

如图2所示，本发明的双套筒旋转装置２主要有两个套筒组成，分别为外套筒和内套筒，内外套筒之间通过螺纹连接，内套筒下部与外套筒等高部分为螺纹结构，上部为多边形结构可以利于被扳手卡紧。 

施力主要通过扳手扭转双套筒螺旋装置2中的内套筒，此时内套筒被旋转出来并顶住夹片式锚具3，使夹片式锚具牵引碳纤维筋而向外移动产生位移，从而是碳纤维筋产生预应力。 

使用时，包括安装步骤和操作步骤： 

安装步骤：将Ｌ型钢板１通过螺栓固定于梁４上，然后计算出碳纤维筋7所需长度，将碳纤维筋7的两端一次穿过双套筒螺旋装置2，最后将两端通过液压千斤顶打入夹片式锚具3三进行固定，最后将碳纤维筋7卡入Ｌ型钢板1的U型槽9，使其Ｌ型钢板、双套筒旋转装置、碳纤维筋以及锚具组成如图1所示。

操作步骤：通过扳手旋转双套筒旋转机构的内套筒，内套筒会顶住夹片式锚具向外移动，牵引碳纤维筋产生位移，产生预应力。 

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明做精神说明。本发明所述领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改和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。 

尽管本文较多地使用了Ｌ型钢板1，双套筒旋转装置2，夹片式锚具3，梁4，连接装置5，螺栓6，碳纤维筋7，钢片8、U型槽9等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。