專利名稱：預(yù)應(yīng)力線材加固柱體的張拉錨固系統(tǒng)及施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種柱體加固裝置及其施工方法，特別是一種采用預(yù)應(yīng)力線材對柱體進(jìn)行加固的加固裝置及其施工方法。
背景技術(shù)：
建筑物、橋梁等因各種災(zāi)害、設(shè)計失誤、施工質(zhì)量不良、使用管理不當(dāng)設(shè)計、惡劣環(huán)境侵蝕、結(jié)構(gòu)耐久性退化、使用功能改變、超過設(shè)計基準(zhǔn)期還將繼續(xù)使用等需要進(jìn)行改造加固，通過合理的加固將節(jié)省大量的人力、財力和物力，產(chǎn)生巨大的社會和經(jīng)濟(jì)效益。結(jié)構(gòu)柱作為結(jié)構(gòu)中最重要的承力構(gòu)件之一，一旦出現(xiàn)影響承載力或正常使用的裂縫而不及時對其采取加固措施，其后果不堪設(shè)想。目前，對結(jié)構(gòu)柱進(jìn)行加固的方法有很多種，通常以構(gòu)件在承受三向同性力的作用，其承載力會有提高的力學(xué)原理為基礎(chǔ)的加固方法是目前結(jié)構(gòu)柱加固的主流。利用此原理，對柱體施加環(huán)向壓力，實現(xiàn)對其實施主動約束加固，使柱體提前處于三向受壓應(yīng)力狀態(tài)橫向膨脹受到約束，可抑制新裂縫的出現(xiàn)和開展，閉合原有裂縫，顯著提高混凝土柱的承載力和變形能力。目前亟待解決的問題是，如何在有限的施工空間和施工條件下，對柱體施工環(huán)向受力，從而實現(xiàn)對柱體高效便捷的加固。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種預(yù)應(yīng)力線材加固柱體的張拉錨固系統(tǒng)及施工方法，要解決通過簡單實用的技術(shù)手段，對現(xiàn)有柱體進(jìn)行加固從而提高柱體的承載力，延長其使用壽命的技術(shù)問題。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種預(yù)應(yīng)力線材加固柱體的張拉錨固系統(tǒng)，包括張拉線材、錨固裝置和張拉裝置，所述錨固裝置由錨固鋼板、固定端擠壓錨具、張拉端端部擠壓錨具和張拉端施力擠壓錨具組成，所述張拉裝置由固定端夾具、張拉端夾具和千斤頂組成，所述張拉線材環(huán)繞擬加固柱體一周，其固定端通過固定端擠壓錨具固定在錨固鋼板一側(cè)，在錨固鋼板另一側(cè)的張拉線材上卡固固定端夾具并使固定端夾具與錨固鋼板一側(cè)，在錨固鋼板另一側(cè)的張拉線材上卡固固定端夾具，所述固定端夾具與錨固鋼板頂緊，所述張拉線材的張拉端通過張拉端端部擠壓錨具固定在錨固鋼板另一側(cè)，并在張拉端的張拉線材上自端部向內(nèi)依次設(shè)置有張拉端施力擠壓錨具和張拉端夾具，所述張拉端夾具卡住張拉端施力擠壓錨具，所述張拉端夾具和固定端夾具通過千斤頂連接。所述固定端夾具和張拉端夾具之間設(shè)置有預(yù)防張拉偏心的銷軸。所述固定端夾具為一側(cè)面伸出若干根等長支臂的鋼板，在支臂之間的板體上開有鋸齒狀的穿線孔。所述張拉端夾具為一側(cè)邊上開有鋸齒狀的穿線槽的鋼板，所述穿線槽的位置與穿
線孔——對應(yīng)。
所述錨固鋼板為一側(cè)邊開有鋸齒狀卡槽的鋼板，所述鋸齒狀卡槽的分布均勻，其
位置與穿線孔一一對應(yīng)。所述鋸齒狀卡槽、穿線槽和穿線孔的寬度為張拉線材的直徑加1mm。所述張拉線材為鋼絞線、鋼絲繩或鋼絲。所述的預(yù)應(yīng)力線材加固柱體的張拉錨固系統(tǒng)進(jìn)行混凝土柱體柱體加固的方法，其特征在于:
步驟一，依據(jù)設(shè)計要求及現(xiàn)場情況，確定張拉線材的施工下料長度；
步驟二，在張拉線材的兩端部分別安裝固定端擠壓錨具、張拉端端部擠壓錨具和張拉端施力擠壓錨具，所述張拉端施力擠壓錨具的位置由錨固鋼板的寬度和施工操作空間需要確定；
步驟三，將錨固鋼板沿擬加固柱體軸向方向置于擬加固柱體外表面，用手扶好，將張拉線材的固定端卡入錨固鋼板的鋸齒狀卡槽內(nèi)，并使固定端擠壓錨具與錨固鋼板頂緊，另一端繞擬加固柱體一周后，用張拉端夾具卡住張拉端施力擠壓錨具，同時，將固定端夾具卡在張拉線材的固定端上并使固定端夾具的支臂與錨固鋼板頂緊；
步驟四，安裝千斤頂；
步驟五，操作千斤頂，使其同時張拉端夾具和固定端夾具，減小兩者之間的距離，從而對張拉線材施加預(yù)應(yīng)力；
步驟六，監(jiān)測張拉線材的預(yù)應(yīng)力大小，并根據(jù)設(shè)計要求隨時調(diào)整；
步驟七，當(dāng)監(jiān)測數(shù)據(jù)達(dá)到設(shè)計要求，將張拉線材的端部固定在錨固鋼板上。
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與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明具有以下特點和有益效果:
I)本發(fā)明所述錨固系統(tǒng)在施加預(yù)應(yīng)力的過程中對原柱體沒有任何損傷，卻可通過預(yù)應(yīng)力鋼絞線對柱體施加環(huán)向壓力，從而大幅度提高加固混凝土柱的承載力、剛度，改善其變形性能，提高其抗震性能。2)該錨固系統(tǒng)可以充分發(fā)揮鋼絞線抗拉強(qiáng)度高的特性，提高加固后混凝土柱體的承載力、剛度、變形能力和抗震性能。3)采用該錨固系統(tǒng)對鋼絞線施加預(yù)應(yīng)力，預(yù)應(yīng)力水平能達(dá)到極限抗拉強(qiáng)度的75%以上；可以充分發(fā)揮鋼絞線抗拉強(qiáng)度高的特性。4)本發(fā)明所述預(yù)應(yīng)力的施工裝置，只需設(shè)置一塊錨固鋼板，結(jié)構(gòu)簡單，易于實施，可一次張拉多根鋼絞線，施工快捷、成本低廉，便于現(xiàn)場施工。5)本發(fā)明適用性較強(qiáng)，可適用于各種建筑材料的柱體及各種常見截面形式的柱體加固。本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于對已有結(jié)構(gòu)柱體的加固。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。圖1是錨固張拉系統(tǒng)使用狀態(tài)圖。圖2是錨固張拉系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是固定端夾具詳圖。圖4是張拉端夾具詳圖。
圖5是錨固鋼板詳圖。附圖標(biāo)記:1 一張拉線材、2 —錨固鋼板、2.1 一鋸齒狀卡槽、3 —固定端擠壓錨具、4 一張拉端端部擠壓錨具、5 —張拉端施力擠壓錨具、6 —張拉端夾具、6.1 一穿線槽、7 —固定端夾具、7.1 一支臂、7.2 —穿線孔、8 —擬加固柱體、9 一保護(hù)砂衆(zhòng)、10 —千斤頂、11 一銷軸。
具體實施例方式實施例參見圖1至圖5所示，一種預(yù)應(yīng)力線材加固柱體的張拉錨固系統(tǒng)，包括張拉線材1、錨固裝置和張拉裝置，所述錨固裝置由錨固鋼板2、固定端擠壓錨具3、張拉端端部擠壓錨具4和張拉端施力擠壓錨具5組成，所述張拉裝置由固定端夾具7、張拉端夾具6和千斤頂組成，所述張拉線材I環(huán)繞擬加固柱體8 —周，其固定端通過固定端擠壓錨具3固定在錨固鋼板2 —側(cè)，在錨固鋼板2另一側(cè)的張拉線材I上卡固固定端夾具7并使固定端夾具7與錨固鋼板2 —側(cè)，在錨固鋼板2另一側(cè)的張拉線材I上卡固固定端夾具7，所述固定端夾具7與錨固鋼板2頂緊，所述張拉線材I的張拉端通過張拉端端部擠壓錨具4固定在錨固鋼板2另一側(cè)，并在張拉端的張拉線材I上自端部向內(nèi)依次設(shè)置有張拉端施力擠壓錨具5和張拉端夾具6，所述張拉端夾具6卡住張拉端施力擠壓錨具5，所述張拉端夾具6和固定端夾具7通過千斤頂10連接。所述固定端夾具7和張拉端夾具6之間設(shè)置有預(yù)防張拉偏心的銷軸11。所述固定端夾具7為一側(cè)面伸出若干根等長支臂7.1的鋼板，在支臂7.1之間的板體上開有鋸齒狀的穿線孔7.2，參見圖3。所述張拉端夾具6為一側(cè)邊上開有鋸齒狀的穿線槽6.1的鋼板，所述穿線槽6.1的位置與穿線孔7.2 一一對應(yīng)，參見圖4。所述錨固鋼板2為一側(cè)邊開有鋸齒狀卡槽2.1的鋼板，所述鋸齒狀卡槽2.1的分布均勻，其位置與穿線孔7.2 一一對應(yīng)，參見圖5。所述鋸齒狀卡槽2.1、穿線槽6.1和穿線孔7.2的寬度為張拉線材I的直徑加1mm。所述張拉線材為鋼絞線、鋼絲繩或鋼絲。本實施例中選用的張拉線材為鋼絞線，其直徑為4.5mm,本實施例中選用了 4條鋼絞線，各條鋼絞線等間距布置，并且長度相等，這樣可以使固定端到張拉端的距離相同，保證所有鋼絞線在同一起始點開始受力張拉。錨固鋼板的長度可以根據(jù)施工方案靈活確定，一般長度30 400mm，鋼板錨固件寬度由計算確定，一般取20 60mm，其厚度根據(jù)鋼絞線的直徑、施加預(yù)應(yīng)力的大小、鋼絞線端部錨具的大小及施工工藝要求確定。本實施例中的錨固鋼板的凹槽沿鋼板的長度方向均勻布置，間距20mm，凹槽的寬度取鋼絞線的直徑加1mm。錨固鋼板2為一鋼板,其厚度為20mm,寬度為30mm,長度為220mm。張拉完成后在柱體上壓抹或嗔涂20mm 30mm厚保護(hù)砂衆(zhòng)9加強(qiáng)預(yù)應(yīng)力鋼纟父線與混凝土柱的整體性，并可保護(hù)預(yù)應(yīng)力鋼絞線。所述擬加固柱體的橫截面為圓形、橢圓形、多邊形或任意一種常見柱截面形式。

所述的預(yù)應(yīng)力線材加固柱體的張拉錨固系統(tǒng)進(jìn)行混凝土柱體柱體加固的方法，其特征在于:步驟一，依據(jù)設(shè)計要求及現(xiàn)場情況，確定張拉線材的施工下料長度；
步驟二，在張拉線材的兩端部分別安裝固定端擠壓錨具3、張拉端端部擠壓錨具4和張拉端施力擠壓錨具5，所述張拉端施力擠壓錨具5的位置由錨固鋼板2的寬度和施工操作空間需要確定；
步驟三，將錨固鋼板2沿擬加固柱體8軸向方向置于擬加固柱體8外表面，用手扶好，將張拉線材的固定端卡入錨固鋼板2的鋸齒狀卡槽2.1內(nèi)，并使固定端擠壓錨具3與錨固鋼板2頂緊，另一端繞擬加固柱體8 一周后，用張拉端夾具6卡住張拉端施力擠壓錨具5，同時，將固定端夾具7卡在張拉線材的固定端上并使固定端夾具7的支臂與錨固鋼板2頂緊；
步驟四，安裝千斤頂10;
步驟五，操作千斤頂10，使其同時張拉端夾具6和固定端夾具7，減小兩者之間的距離，從而對張拉線材施加預(yù)應(yīng)力；
步驟六，監(jiān)測張拉線材的預(yù)應(yīng)力大小，并根據(jù)設(shè)計要求隨時調(diào)整； 步驟七，當(dāng)監(jiān)測數(shù)據(jù)達(dá)到設(shè)計要求，將張拉線材的端部固定在錨固鋼板上。
權(quán)利要求
1.一種預(yù)應(yīng)力線材加固柱體的張拉錨固系統(tǒng)，包括張拉線材(I)、錨固裝置和張拉裝置，其特征在于:所述錨固裝置由錨固鋼板(2)、固定端擠壓錨具(3)、張拉端端部擠壓錨具(4)和張拉端施力擠壓錨具(5)組成，所述張拉裝置由固定端夾具(7)、張拉端夾具(6)和千斤頂組成，所述張拉線材(I)環(huán)繞擬加固柱體(8)—周，其固定端通過固定端擠壓錨具(3)固定在錨固鋼板(2)—側(cè)，在錨固鋼板(2)另一側(cè)的張拉線材(I)上卡固固定端夾具(7)并使固定端夾具(7)與錨固鋼板(2)—側(cè)，在錨固鋼板(2)另一側(cè)的張拉線材(I)上卡固固定端夾具(7)，所述固定端夾具(7)與錨固鋼板(2)頂緊，所述張拉線材(I)的張拉端通過張拉端端部擠壓錨具(4)固定在錨固鋼板(2)另一側(cè)，并在張拉端的張拉線材(I)上自端部向內(nèi)依次設(shè)置有張拉端施力擠壓錨具(5)和張拉端夾具(6)，所述張拉端夾具(6)卡住張拉端施力擠壓錨具(5)，所述張拉端夾具(6)和固定端夾具(7)通過千斤頂(10)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)應(yīng)力線材加固柱體的張拉錨固系統(tǒng)，其特征在于:所述固定端夾具(7)和張拉端夾具(6)之間設(shè)置有預(yù)防張拉偏心的銷軸(U)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)應(yīng)力線材加固柱體的張拉錨固系統(tǒng)，其特征在于:所述固定端夾具(7)為一側(cè)面伸出若干根等長支臂(7.1)的鋼板，在支臂(7.1)之間的板體上開有鋸齒狀的穿線孔(7.2)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的預(yù)應(yīng)力線材加固柱體的張拉錨固系統(tǒng)，其特征在于:所述張拉端夾具(6)為一側(cè)邊上開有鋸齒狀的穿線槽(6.1)的鋼板，所述穿線槽(6.1)的位置與穿線孔(7.2)——對應(yīng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的預(yù)應(yīng)力線材加固柱體的張拉錨固系統(tǒng)，其特征在于:所述錨固鋼板(2)為一側(cè)邊開有鋸齒狀卡槽(2.1)的鋼板，所述鋸齒狀卡槽(2.1)的分布均勻，其位置與穿線孔(7.2)—一對應(yīng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的預(yù)應(yīng)力線材加固柱體的張拉錨固系統(tǒng)，其特征在于:所述鋸齒狀卡槽(2.1)、穿線槽(6.1)和穿線孔(7.2)的寬度為張拉線材(I)的直徑加1mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的預(yù)應(yīng)力線材加固柱體的張拉錨固系統(tǒng)，其特征在于:所述張拉線材為鋼絞線、鋼絲繩或鋼絲。
8.一種采用權(quán)利要求1至7任意一項所述的預(yù)應(yīng)力線材加固柱體的張拉錨固系統(tǒng)進(jìn)行混凝土柱體柱體加固的方法，其特征在于:步驟如下: 步驟一，依據(jù)設(shè)計要求及現(xiàn)場情況，確定張拉線材的施工下料長度； 步驟二，在張拉線材的兩端部分別安裝固定端擠壓錨具(3)、張拉端端部擠壓錨具(4)和張拉端施力擠壓錨具(5)，所述張拉端施力擠壓錨具(5)的位置由錨固鋼板(2)的寬度和施工操作空間需要確定； 步驟三，將錨固鋼板(2)沿擬加固柱體(8)軸向方向置于擬加固柱體(8)外表面，用手扶好，將張拉線材的固定端卡入錨固鋼板(2)的鋸齒狀卡槽(2.1)內(nèi)，并使固定端擠壓錨具(3)與錨固鋼板(2)頂緊，另一端繞擬加固柱體(8)—周后，用張拉端夾具(6)卡住張拉端施力擠壓錨具(5)，同時，將固定端夾具(7)卡在張拉線材的固定端上并使固定端夾具(7)的支臂與錨固鋼板(2)頂緊； 步驟四，安裝千斤頂(10); 步驟五，操作千斤 頂(10)，使其同時張拉端夾具(6)和固定端夾具(7)，減小兩者之間的距離，從而對張拉線材施加預(yù)應(yīng)力；步驟六，監(jiān)測張拉線材的預(yù)應(yīng)力大小，并根據(jù)設(shè)計要求隨時調(diào)整；步驟七， 當(dāng)監(jiān)測數(shù)據(jù)達(dá)到設(shè)計要求，將張拉線材的端部固定在錨固鋼板上。
全文摘要
一種預(yù)應(yīng)力線材加固柱體的張拉錨固系統(tǒng)及施工方法，張拉錨固系統(tǒng)包括張拉線材、錨固裝置和張拉裝置，錨固裝置由錨固鋼板、固定端擠壓錨具、張拉端端部擠壓錨具和張拉端施力擠壓錨具組成，張拉裝置由固定端夾具、張拉端夾具和千斤頂組成，張拉線材環(huán)繞擬加固柱體一周，其固定端通過固定端擠壓錨具固定在錨固鋼板一側(cè)，在錨固鋼板另一側(cè)的張拉線材上卡固固定端夾具，固定端夾具與錨固鋼板頂緊，張拉端通過張拉端端部擠壓錨具固定在錨固鋼板另一側(cè)，并在張拉端的張拉線材上自端部向內(nèi)依次設(shè)置有張拉端施力擠壓錨具和張拉端夾具，張拉端夾具和固定端夾具通過千斤頂連接。通過無損方式柱體施加環(huán)向壓力，從而提高原柱體各項性能。
文檔編號E04C5/12GK103243863SQ20131019153
公開日2013年8月14日 申請日期2013年5月22日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月22日
發(fā)明者郭俊平, 李銘, 徐中文, 郝玉松, 李穎杰, 張開臣, 王濤, 馮智勇, 張宇鵬, 徐剛, 錢英欣, 王豐 申請人:北京市建筑工程研究院有限責(zé)任公司, 北京市建設(shè)工程質(zhì)量第一檢測所有限責(zé)任公司