一种预应力FRP布加固钢筋混凝土桥梁的张拉锚固定装置及加固方法

摘要

一种预应力FRP布加固钢筋混凝土桥梁的张拉锚固定装置及加固方法，它涉及一种张拉锚固定装置及加固方法，具体涉及一种预应力FRP布加固钢筋混凝土桥梁的张拉锚固定装置及加固方法。本发明为了解决现有粘贴FRP布加固桥梁方法导致FRP布的应力水平降低，不能有效发挥其强度高的优势，导致桥梁加固效果较差的问题。本发明包括FRP布、预应力张拉台座、两个张拉组件、两个三角支架、两个锚固组件和两个钢滚轴，两个三角支架并排设置在预应力张拉台座的上表面上，每个三角支架的上端分别安装一个钢滚轴，每个三角支架的下端分别设置一个所述张拉组件，FRP布的两端分别与两个所述锚固组件连接，每个所述锚固组件分别绕过一个钢滚轴与相对应的一个所述张拉组件连接。属于路桥建设领域。

说明书

技术领域

本发明涉及一种张拉锚固定装置及加固方法，具体涉及一种预应力FRP布加固钢筋 混凝土桥梁的张拉锚固定装置及加固方法，属于路桥建设领域。

背景技术

钢筋混凝土桥梁通常会由于以下原因而导致使用功能以及极限承载能力的不足，这些 因素包括：第一、设计上的先天缺陷；第二、使用荷载的增加；第三、因碰撞以及腐蚀造 成的结构损伤而导致的承载能力降低。为了保持这些功能退化的桥梁结构的正常使用，需 要对这类桥梁结构进行加固以提高其使用性能。

纤维增强树脂基复合材料FRP具有比重小、强度高、耐腐蚀、几何形状易于制作的 优点，成为一种理想的桥梁加固材料，近年来在桥梁加固中得到了广泛的研究和工程应用。 粘贴FRP布是最常使用的一种桥梁加固方式，由于粘贴FRP布是一种被动加固方式，汽 车等活载产生的应变增量有限，在破坏阶段，FRP布的应力水平降低，因此不能有效地 发挥FRP强度高的优势，加固效果一般。

为此，发展一种预应力FRP布主动加固技术是提高FRP布加固效果的有效手段，即 在粘贴之前，采用一套张拉设备对FRP布进行张拉，使之在高应力状态下粘贴，待粘贴 完成后放张，从而对加固梁体施加预应力，进而大大提高桥梁抗弯承载力加固效果。实验 研究已经证实，通过在桥梁的底部水平张拉FRP布不仅可以提高抗弯强度，而且可以提 高抗剪强度。预应力FRP布同时也提高了梁的使用性能，在使用荷载作用下，减小了裂 缝宽度和梁的变形，并且延迟了主梁弯曲屈服的发生。而实现这一加固技术的关键是一套 能够应用于实际工程的FRP布张拉锚固装置。

发明内容

本发明为解决现有粘贴FRP布加固桥梁方法导致FRP布的应力水平降低，不能有效 发挥其强度高的优势，导致桥梁加固效果较差的问题，进而提出一种预应力FRP布加固 钢筋混凝土桥梁的张拉锚固定装置及加固方法。

本发明为解决上述问题采取的技术方案是：本发明所述装置包括FRP布、预应力张 拉台座、两个张拉组件、两个三角支架、两个锚固组件和两个钢滚轴，两个三角支架并排 设置在预应力张拉台座的上表面上，每个三角支架的上端分别安装一个钢滚轴，每个三角 支架的下端分别设置一个所述张拉组件，FRP布的两端分别与两个所述锚固组件连接， 每个所述锚固组件分别绕过一个钢滚轴与相对应的一个所述张拉组件连接。

本发明所述方法的具体步骤如下：

步骤一、在FRP布上预浸环氧树脂，将预浸好的FRP布的端头缠绕在方形空心梁上， 环氧树脂固化后将两个方形空心梁通过固定螺栓连接在一起组成锚固组件；

步骤二、锚固组件绕过三角支架上端的钢滚轴与三角支架下端的张拉组件的第二螺纹 锚杆连接；

步骤三、在预应力张拉台座的下表面与脚手架之间并排设置两个千斤顶；

步骤四、启动张拉组件将FRP布张拉到要求的应力水平后，在FRP布上表面和钢筋 混凝土梁下表面涂抹环氧树脂胶；

步骤五、启动两个千斤顶将预应力张拉台座升起，使FRP布与钢筋混凝土梁贴合；

步骤六、用注射器或者针头向FRP布与钢筋混凝土梁贴合处注射环氧树脂以除去贴 合层中的气泡；

步骤七、环氧树脂固化后，将两个千斤顶撤除，从钢滚轴处将多余的FRP布剪除，完 成加固。

本发明的有益效果是：1、本发明能有效地完成FRP布的张拉，实现预应力FRP布 的加固目的。2、有效发挥FRP布强度高的优势，提高桥梁加固效果；3、本发明操作简 便快捷，能有效提高桥梁加固效率。

附图说明

图1是本发明施工现场应用示意图，图2是锚固组件的结构示意图，图3是预应力张 拉台的结构示意图，图4是张拉组件的结构示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1至图4说明本实施方式，本实施方式所述一种预应力FRP 布加固钢筋混凝土桥梁的张拉锚固定装置包括FRP布1、预应力张拉台座2、两个张拉组 件、两个三角支架3、两个锚固组件和两个钢滚轴4，两个三角支架3并排设置在预应力 张拉台座2的上表面上，每个三角支架3的上端分别安装一个钢滚轴4，每个三角支架3 的下端分别设置一个所述张拉组件，FRP布1的两端分别与两个所述锚固组件连接，每 个所述锚固组件分别绕过一个钢滚轴4与相对应的一个所述张拉组件连接。

具体实施方式二：结合图2说明本实施方式，本实施方式所述一种预应力FRP布加 固钢筋混凝土桥梁的张拉锚固定装置的每个所述锚固组件由两个方形空心梁5和两个固 定螺栓6组成，两个方形空心梁5通过两个固定螺栓6连接。FRP布1的端头缠绕在方 形空心梁5上，且至少要达到两层缠绕。两个方形空心梁5组合固定后使FRP布正好位 于两个方形空心梁5之间，这样有助于防止FRP布1脱开，确保能够有效的施加轴向预 应力荷载。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：结合图3和图4说明本实施方式，本实施方式所述一种预应力FRP 布加固钢筋混凝土桥梁的张拉锚固定装置，其特征在于：每个所述张拉组件包括第一反力 架7、第二反力架8、液压千斤顶9、压力传感器10、钢板11、反力梁12、多个第一螺纹 锚杆13和多个第二螺纹锚杆14，第一反力架7、液压千斤顶9、压力传感器10、第二反 力架8、钢板11、反力梁12由上至下依次设置，液压千斤顶9的上端与第一反力架7的 下表面连接，液压千斤顶9的下端通过压力传感器10与第二反力架8连接，每个第一螺 纹锚杆13由下至上依次穿过反力梁12、钢板11与第一反力架7连接，每个第二螺纹锚 杆14由下至上依次穿过反力梁12、钢板11、第二反力架8、第一反力架7与所述锚固组 件连接。

本实施方式中的反力梁12是用钢板、栓钉铆接或栓接在一起，在反力梁12的端部的 上表面各焊接一块符合厚度要求的钢板，用来固定支撑钢滚轴的三角支架3，通过调整第 一反力架7和第二反力架8的位置，以满足液压千斤顶9的行程要求，通过液压千斤顶9 加力以施加到需要的预应力水平，当达到要求的应力水平时，旋紧所有的螺母，保持应力 水平稳定不变。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式四：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述一种预应力FRP布加 固钢筋混凝土桥梁的方法是通过如下步骤实现的：

步骤一、在FRP布1上预浸环氧树脂，将预浸好的FRP布1的端头缠绕在方形空心 梁5上，环氧树脂固化后将两个方形空心梁5通过固定螺栓6连接在一起组成锚固组件；

步骤二、锚固组件绕过三角支架3上端的钢滚轴4与三角支架3下端的张拉组件的第 二螺纹锚杆14连接；

步骤三、在预应力张拉台座2的下表面与脚手架15之间并排设置两个千斤顶16；

步骤四、启动张拉组件将FRP布1张拉到要求的应力水平后，在FRP布1上表面和 钢筋混凝土梁17下表面涂抹环氧树脂胶；

步骤五、启动两个千斤顶16将预应力张拉台座2升起，使FRP布1与钢筋混凝土梁 17贴合；

步骤六、用注射器或者针头向FRP布1与钢筋混凝土梁17贴合处注射环氧树脂以除 去贴合层中的气泡；

步骤七、环氧树脂固化后，将两个千斤顶16撤除，从钢滚轴4处将多余的FRP布1 剪除，完成加固。

本发明的张拉过程为：在组装完成张拉组件后，高度调整合适后，旋紧所有螺母，保 持液压千斤顶上面的第一反力架始终不动，通过液压千斤顶加力，使得压力传感器下面的 第二反力架向下移动，同时带动空心锚固梁向下移动，达到张拉FRP布的目的，记录压 力传感器的读数，当达到吨位后，即刻旋紧反力梁下面的螺母，以保持应力水平稳定不变。 当液压千斤顶到达最大行程时仍没有达到要求的张拉吨位，此时，首先同样旋紧反力梁底 部螺母，以保持当前应力水平稳定不变，之后千斤顶回油，之后向上旋动第二反力架下方 的螺母，抬升反力架及千斤顶组件，进行液压千斤顶的复位，完成之后旋紧螺母，再次通 过液压千斤顶加力来张拉FRP布，如上所述，直到张拉吨位达到要求，旋紧反力梁底部 螺母，完成张拉。

本发明的粘贴过程为：整个预应力布的顶升粘贴是由放置在反力梁下部的两台千斤顶 完成，反力梁支撑在脚手架上。在FRP布被张拉到要求的应力水平后，在布和混凝土表 面上涂抹环氧树脂胶，整个张拉台座被液压千斤顶顶起，以使FRP布与混凝土表面贴合。 用注射器或者针头注射环氧树脂以除去贴合层中的气泡。环氧树脂固化以后，撤掉千斤顶， 放松螺纹锚杆，预应力就传递到梁上。从滚轴处剪断多余的FRP布，这部分多余的非预 应力布可以用环氧树脂粘贴在梁上。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然 本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员， 在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等 同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质，在本 发明的精神和原则之内，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍 属于本发明技术方案的保护范围之内。