本發(fā)明屬于土木工程結構加固修復技術領域，尤其涉及一種預應力纖維板張拉端糾偏式錨固裝置及其錨固方法。

背景技術：

近年來，纖維材料加固混凝土結構技術發(fā)展迅速，并以其獨特的優(yōu)勢在加固工程中得到廣泛應用。纖維片材具有較高的強度，但彈性模量與鋼材相近，其強度的發(fā)揮以變形為代價，因而其高強度很難得到充分發(fā)揮。研究表明：采用預應力纖維片材加固技術可很好地解決這一突出問題。

現有預應力纖維片材錨具主要有波形錨、夾片錨、平板錨三大類，但無論采用何種錨具進行加固，對纖維片材施加預應力時均需要使用千斤頂進行張拉，由于千斤頂具有一定的體積，而實際加固受現場空間位置限制，無法對千斤頂進行深度開槽處理?？偟膩砜?，現有預應力纖維片材張拉技術存在以下突出不足：現有預應力纖維板張拉錨固裝置，纖維板預應力施加結束后張拉端錨具往往直接采用張拉導桿配合高強螺栓來進行錨固，而張拉導桿長期服役易受到外界環(huán)境侵蝕的影響，易導致纖維板預應力損失，降低加固效果；千斤頂重心與張拉導桿重心不一致，張拉過程中易導致張拉導桿、張拉反力架等發(fā)生彎曲變形，對纖維片材預應力施加造成不利影響。

技術實現要素：

為了解決現有預應力纖維板張拉端錨固方法中的不足之處，本發(fā)明提供了一種采用纖維板張拉伸長量來控制施加預應力值、確保張拉導桿及張拉反力架保持良好狀態(tài)的預應力纖維板張拉端糾偏式錨固裝置及其錨固方法。

為實現上述目的，本發(fā)明的具體方案如下：一種預應力纖維板張拉端糾偏式錨固裝置，包括張拉端錨具4、張拉反力架9、張拉導桿7、張拉擋板12和千斤頂11；

預應力纖維板1右端夾持在張拉端錨具4內，張拉導桿7沿左右水平方向平行設有兩根，張拉端錨具4、張拉反力架9和張拉擋板12，自左向右依次穿套在兩根張拉導桿7上，張拉導桿7的兩端分別螺紋連接有左鎖緊螺母2和右鎖緊螺母13，左鎖緊螺母2右端與張拉端錨具4左端面接觸，右鎖緊螺母13左端與張拉擋板12左側表面接觸；千斤頂11的本體和活塞桿的端部分別與張拉反力架9右端和張拉擋板12左側表面頂壓配合；張拉端錨具和張拉擋板12之間設有位于千斤頂11下方的糾偏機構；

張拉端錨具4右側和張拉反力架9左側之間對應設置有錨固連接結構；

張拉反力架9包括由固定板17和承壓板18構成的L型板狀結構，固定板17的右端邊沿與承壓板18的上端邊沿固定連接，固定板17前部和后部沿左右水平方向均設有一條用于穿設張拉導桿7的右導向孔16，固定板17通過第二高強螺栓10固定連接在土木工程結構梁的下表面，承壓板18的右側表面與千斤頂11的活塞桿端部頂壓配合；

糾偏機構包括張拉偏心調節(jié)桿24、左調節(jié)螺母25、右調節(jié)螺母26、螺旋壓簧27和擋塊28，張拉偏心調節(jié)桿24平行于張拉導桿7，張拉偏心調節(jié)桿24右端穿過張拉擋板12，右調節(jié)螺母26螺紋連接在張拉偏心調節(jié)桿24右端并與張拉擋板12右側面接觸，張拉偏心調節(jié)桿24左端穿過承壓板18，螺旋壓簧27和擋塊28均套設在張拉偏心調節(jié)桿24上，左調節(jié)螺母25螺紋連接在張拉偏心調節(jié)桿24左端并與擋塊28左端面接觸，螺旋壓簧27左端和右端分別與擋塊28右端面和承壓板18左側面頂壓配合。

張拉端錨具4包括上錨固板14和下錨固板15，預應力纖維板1右端夾持在上錨固板14和下錨固板15之間，上錨固板14和下錨固板15之間通過若干個陣列布置的第一高強螺栓5緊固連接，上錨固板14和下錨固板15之間貼合面的前部以及后部沿左右水平方向均設有一條用于穿設張拉導桿7的左導向孔3；

上錨固板14下表面和下錨固板15的上表面均勻設置有若干條防滑齒紋，每條防滑齒紋的長度方向均與預應力纖維板1的長度方向垂直，防滑齒紋深為0.5mm，相鄰兩條防滑齒紋間距為4.8mm。

錨固連接結構包括一組腰型孔6和一組帶內攻絲的圓孔8，上錨固板14和和下錨固板15的左側邊沿對齊，上錨固板14的長度小于下錨固板15的長度，一組腰型孔6自前而后開設在下錨固板15的右側部，每個腰型孔6的長度方向均沿左右水平方向設置，一組圓孔8自前而后開設在固定板17左側部，每個腰型孔6均與一個圓孔8左右對應設置。

所述的糾偏機構設置有兩套，兩套糾偏機構位于同一水平面上；

螺旋壓簧7的剛度系數，其中E、A與l分別表示為纖維片材彈性模量、截面面積與長度。

所述的糾偏機構設置有兩套，兩套糾偏機構位于同一水平面上；所述螺旋壓簧7的剛度系數綜合考慮纖維片材、張拉導桿7與張拉偏心調節(jié)桿24的變形確定。

一種預應力纖維板張拉端糾偏式錨固裝置的錨固方法，包括以下步驟：

1）、截取預應力纖維板1：根據土木工程結構梁的長度裁剪合適長度的預應力纖維板1，預應力纖維板1尺寸規(guī)格為：寬度50mm、厚度1.4mm；

2）、加工制作張拉端錨具4的上錨固板14和下錨固板15，上錨固板14的長度為220mm，下錨固板15的長度為240mm，上錨固板14和下錨固板15的厚度均為12mm；

加工制作張拉反力架9，張拉反力架9的固定板17和承壓板18構成的L型板狀結構一體折彎而成；

加工制作兩根張拉導桿7，張拉導桿7直徑與長度分別為12mm、1m；

加工制作糾偏機構的張拉偏心調節(jié)桿24和擋塊28；

3）、使用固定錨具將預應力纖維板1的左端夾持到土木工程結構梁的左側下表面；將預應力纖維板1的左端放置到張拉端錨具4的上錨固板14和下錨固板15之間，上錨固板14和下錨固板15表面的防滑齒紋中分增強與預應力纖維板1的緊固摩擦力，擰上第一高強螺栓5使上錨固板14和下錨固板15夾緊預應力纖維板1；

然后安裝張拉反力架9：對于張拉反力架9位置的確定，設定對預應力纖維板1施加預應力值為極限強度的30%，預應力纖維板1的伸長率1.7%，通過計算得出預應力纖維板1實際伸長量為，以張拉端錨具4靠近千斤頂11的一端起始位置，沿向右張拉方向測量出5.1cm，該位置即為張拉反力架9的安裝位置，使用第二高強螺栓10將固定板17固定連接在土木工程結構梁的下表面；

4）、安裝張拉端動力驅動機構：將兩根張拉導桿7穿到左導向孔3和右導向孔16內，再把張拉擋板12穿到兩根張拉導桿7右端，將千斤頂11放置在張拉反力架9與張拉擋板12之間，在兩根張拉導桿7的左端擰上左鎖緊螺母2，在兩根張拉導桿7的右端擰上右鎖緊螺母13；

5）、安裝糾偏機構：將兩根張拉偏心調節(jié)桿24穿到張拉擋板12和承壓板18之間，先在張拉偏心調節(jié)桿24的右端擰上右調節(jié)螺母26，再依次把螺旋壓簧27和擋塊28依次套到張拉偏心調節(jié)桿24上，在張拉偏心調節(jié)桿24的左端擰上左調節(jié)螺母25，調整螺旋壓簧7兩端分別與擋塊28右端面和承壓板18左側面的頂壓力；

6）、張拉預應力纖維板1：千斤頂11通過液壓管路連接到液壓站，驅動千斤頂11，千斤頂11頂推張拉擋板12，張拉擋板12通過張拉導桿7帶動張拉端錨具4同步向右移動，在螺旋壓簧7兩端對擋塊28右端面和承壓板18左側面的頂壓作用下，使千斤頂11的中心線始終與張拉導桿7保持平行，避免在張拉過程中張拉導桿7發(fā)生偏心受力產生彎曲變形對纖維片材施加預應力值造成影響，從而實現對預應力纖維板1的張拉，張拉過程中發(fā)現張拉端錨具4的下錨固板15上的一組腰型孔6覆蓋在張拉反力架9的固定板17上的一組圓孔8時，查看液壓站上的液壓表讀數并同步對千斤頂11進行加壓或卸載來微調拉力值，校對無誤后即完成對預應力纖維板1的預應力施加；

7）、固定張拉端錨具4：保持千斤頂11處于持荷狀態(tài)，照準張拉端錨具4上預留的腰型孔6與張拉反力架9上的圓孔8重合位置，使用第三高強螺栓19與圓孔8進行連接，擰緊第三高強螺栓19后，腰型孔6內的多余部分用U形鍵填充，完成對張拉端錨具4的固定，然后卸載并拆除千斤頂11、張拉導桿7和張拉擋板12。

綜上所述，本發(fā)明適用于土木工程結構修復領域，與現有預應力纖維板張拉端錨固方法相比具有以下突出優(yōu)點：

1、本發(fā)明利用纖維板張拉力與伸長量之間的線性關系，定位并安裝張拉反力架；所采用的張拉端錨固裝置通過預應力纖維板伸長量控制實現預應力張拉的有效控制，使得纖維板預應力施加過程更加便捷。

2、本發(fā)明的張拉端錨具不依靠張拉導桿進行固定，而是對張拉端錨具的下錨固板上預設腰型孔，纖維板施加預應力結束后使用第三高強螺栓將張拉端錨具與張拉反力架的固定板預留的內攻絲圓孔連接。采用該錨固方法纖維板長期預應力能夠得到有效保證，錨固方法更加穩(wěn)定可靠，纖維板預應力張拉結束后即可拆除張拉導桿，克服了現有預應力纖維板張拉端張拉導桿錨固方法普遍存在的耐久性不足問題，有效解決了張拉導桿長期服役易受到外界環(huán)境影響，一旦銹蝕將導致纖維板預應力損失過大的問題。

3、傳統(tǒng)普通張拉時，由于千斤頂具有一定的尺寸，千斤頂重心與張拉導桿重心不一致，隨著張拉力的逐漸增加會導致張拉導桿、張拉反力架的承壓板變形以及張拉擋板遠離張拉導桿部分變形滯后等問題，嚴重時甚至會發(fā)生千斤頂失穩(wěn)現象。采用本發(fā)明的張拉糾偏機構，有助于抑制張拉反力架的承壓板變形，并使得張拉擋板能夠整體隨張拉導桿伸長變形而同步移動，從而保證了千斤頂能夠平穩(wěn)的對纖維片材施加預應力。

4、該糾偏機構采用的張拉偏心調節(jié)桿、螺旋壓簧具有操作簡單、可拆卸、可重復利用等特點，采用此糾偏機構可大大降低了實際加固的成本和施工難度，改善了張拉反力架立板受力情況，使得張拉過程中張拉導桿受力更加合理；解決了現有預應力纖維片材加固技術中，千斤頂重心與張拉導桿重心不一致，導致在張拉過程中張拉導桿發(fā)生偏心受力并產生彎曲變形，對纖維片材施加預應力值造成影響的問題。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結構示意圖；

圖2是圖1中本發(fā)明去掉糾偏機構后在錨固前的仰視結構示意圖；

圖3是圖1中錨固后的仰視結構示意圖；

圖4是圖1中張拉端錨具的放大圖；

圖5是圖4中A-A剖視圖；

圖6是圖1中張拉反力架的放大圖；

圖7是圖6中B-B剖視圖。

具體實施方式

如圖1-7所示，本發(fā)明的一種預應力纖維板張拉端糾偏式錨固裝置，包括張拉端錨具4、張拉反力架9、張拉導桿7、張拉擋板12和千斤頂11；

預應力纖維板1右端夾持在張拉端錨具4內，張拉導桿7沿左右水平方向平行設有兩根，張拉端錨具4、張拉反力架9和張拉擋板12，自左向右依次穿套在兩根張拉導桿7上，張拉導桿7的兩端分別螺紋連接有左鎖緊螺母2和右鎖緊螺母13，左鎖緊螺母2右端與張拉端錨具4左端面接觸，右鎖緊螺母13左端與張拉擋板12左側表面接觸；千斤頂11的本體和活塞桿的端部分別與張拉反力架9右端和張拉擋板12左側表面頂壓配合；張拉端錨具4和張拉擋板12之間設有位于千斤頂11下方的糾偏機構。

張拉端錨具4右側和張拉反力架9左側之間對應設置有錨固連接結構。

張拉反力架9包括由固定板17和承壓板18構成的L型板狀結構，固定板17的右端邊沿與承壓板18的上端邊沿固定連接，固定板17前部和后部沿左右水平方向均設有一條用于穿設張拉導桿7的右導向孔16，固定板17通過第二高強螺栓10固定連接在土木工程結構梁30的下表面，承壓板18的右側表面與千斤頂11的活塞桿端部頂壓配合。

糾偏機構包括張拉偏心調節(jié)桿24、左調節(jié)螺母25、右調節(jié)螺母26、螺旋壓簧27和擋塊28，張拉偏心調節(jié)桿24平行于張拉導桿7，張拉偏心調節(jié)桿24右端穿過張拉擋板12，右調節(jié)螺母26螺紋連接在張拉偏心調節(jié)桿24右端并與張拉擋板12右側面接觸，張拉偏心調節(jié)桿24左端穿過承壓板18，螺旋壓簧27和擋塊28均套設在張拉偏心調節(jié)桿24上，左調節(jié)螺母25螺紋連接在張拉偏心調節(jié)桿24左端并與擋塊28左端面接觸，螺旋壓簧27左端和右端分別與擋塊28右端面和承壓板18左側面頂壓配合。

張拉端錨具4包括上錨固板14和下錨固板15，預應力纖維板1右端夾持在上錨固板14和下錨固板15之間，上錨固板14和下錨固板15之間通過若干個陣列布置的第一高強螺栓5緊固連接，上錨固板14和下錨固板15之間貼合面的前部以及后部沿左右水平方向均設有一條用于穿設張拉導桿7的左導向孔3。

上錨固板14下表面和下錨固板15的上表面均勻設置有若干條防滑齒紋，每條防滑齒紋的長度方向均與預應力纖維板1的長度方向垂直，防滑齒紋深為0.5mm，相鄰兩條防滑齒紋間距為4.8mm。

錨固連接結構包括一組腰型孔6和一組帶內攻絲的圓孔8，上錨固板14和和下錨固板15的左側邊沿對齊，上錨固板14的長度小于下錨固板15的長度，一組腰型孔6自前而后開設在下錨固板15的右側部，每個腰型孔6的長度方向均沿左右水平方向設置，一組圓孔8自前而后開設在固定板17左側部，每個腰型孔6均與一個圓孔8左右對應設置。

所述的糾偏機構設置有兩套，兩套糾偏機構位于同一水平面上；螺旋壓簧7的剛度系數，其中E、A與l分別表示為纖維片材彈性模量、截面面積與長度?；蛘呗菪龎夯?的剛度系數綜合考慮纖維片材、張拉導桿7與張拉偏心調節(jié)桿24的變形確定。

一種預應力纖維板張拉端糾偏式錨固裝置的錨固方法，包括以下步驟：

1）、截取預應力纖維板1：根據土木工程結構梁的長度裁剪合適長度的預應力纖維板1，預應力纖維板1尺寸規(guī)格為：寬度50mm、厚度1.4mm；

2）、加工制作張拉端錨具4的上錨固板14和下錨固板15，上錨固板14的長度為220mm，下錨固板15的長度為240mm，上錨固板14和下錨固板15的厚度均為12mm；

加工制作張拉反力架9，張拉反力架9的固定板17和承壓板18構成的L型板狀結構一體折彎而成；

加工制作兩根張拉導桿7，張拉導桿7直徑與長度分別為12mm、1m；

加工制作糾偏機構的張拉偏心調節(jié)桿24和擋塊28；

3）、使用固定錨具31將預應力纖維板1的左端夾持到土木工程結構梁30的左側下表面；將預應力纖維板1的左端放置到張拉端錨具4的上錨固板14和下錨固板15之間，上錨固板14和下錨固板15表面的防滑齒紋中分增強與預應力纖維板1的緊固摩擦力，擰上第一高強螺栓5使上錨固板14和下錨固板15夾緊預應力纖維板1；

然后安裝張拉反力架9：對于張拉反力架9位置的確定，設定對預應力纖維板1施加預應力值為極限強度的30%，預應力纖維板1的伸長率1.7%，通過計算得出預應力纖維板1實際伸長量為，以張拉端錨具4靠近千斤頂11的一端起始位置，沿向右張拉方向測量出5.1cm，該位置即為張拉反力架9的安裝位置，使用第二高強螺栓10將固定板17固定連接在土木工程結構梁的下表面；

4）、安裝張拉端動力驅動機構：將兩根張拉導桿7穿到左導向孔3和右導向孔16內，再把張拉擋板12穿到兩根張拉導桿7右端，將千斤頂11放置在張拉反力架9與張拉擋板12之間，在兩根張拉導桿7的左端擰上左鎖緊螺母2，在兩根張拉導桿7的右端擰上右鎖緊螺母13；

5）、安裝糾偏機構：將兩根張拉偏心調節(jié)桿24穿到張拉擋板12和承壓板18之間，先在張拉偏心調節(jié)桿24的右端擰上右調節(jié)螺母26，再依次把螺旋壓簧27和擋塊28依次套到張拉偏心調節(jié)桿24上，在張拉偏心調節(jié)桿24的左端擰上左調節(jié)螺母25，調整螺旋壓簧7兩端分別與擋塊28右端面和承壓板18左側面的頂壓力；

6）、張拉預應力纖維板1：千斤頂11通過液壓管路連接到液壓站，驅動千斤頂11，千斤頂11頂推張拉擋板12，張拉擋板12通過張拉導桿7帶動張拉端錨具4同步向右移動，在螺旋壓簧7兩端對擋塊28右端面和承壓板18左側面的頂壓作用下，使千斤頂11的中心線始終與張拉導桿7保持平行，避免在張拉過程中張拉導桿7發(fā)生偏心受力產生彎曲變形對纖維片材施加預應力值造成影響，從而實現對預應力纖維板1的張拉，張拉過程中發(fā)現張拉端錨具4的下錨固板15上的一組腰型孔6覆蓋在張拉反力架9的固定板17上的一組圓孔8時，查看液壓站上的液壓表讀數并同步對千斤頂11進行加壓或卸載來微調拉力值，校對無誤后即完成對預應力纖維板1的預應力施加；

7）、固定張拉端錨具4：保持千斤頂11處于持荷狀態(tài)，照準張拉端錨具4上預留的腰型孔6與張拉反力架9上的圓孔8重合位置，使用第三高強螺栓19與圓孔8進行連接，擰緊第三高強螺栓19后，腰型孔6內的多余部分用U形鍵填充，完成對張拉端錨具4的固定，然后卸載并拆除千斤頂11、張拉導桿7和張拉擋板12。

以上實施例僅用以說明而非限制本發(fā)明的技術方案，盡管參照上述實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解：依然可以對本發(fā)明進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明的精神和范圍的任何修改或局部替換，其均應涵蓋在本發(fā)明的權利要求范圍當中。