專利名稱：新型預(yù)應(yīng)力鋼板套箍裝置及其安裝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可對(duì)鋼筋混凝土柱和橋墩進(jìn)行加固的預(yù)應(yīng)力鋼板套箍裝置。
背景技術(shù)：
既有鋼筋混凝土柱和橋墩最嚴(yán)重的缺陷主要是箍筋配置不足。在鋼筋混凝土柱的
抗震加固中，應(yīng)重視如何使補(bǔ)加部分對(duì)原有截面產(chǎn)生良好的橫向約束，以最大幅度地增加
加固結(jié)構(gòu)后的延性。同時(shí)，加固方案還應(yīng)盡量減少加固部分應(yīng)力滯后，使加固部分和原結(jié)構(gòu)
有效協(xié)同工作。解決上述技術(shù)難題的有效方法是采用橫向預(yù)應(yīng)力技術(shù)對(duì)混凝土柱進(jìn)行加
固，使混凝土柱獲得良好的橫向約束并達(dá)到提高其抗剪強(qiáng)度和變形能力的目的。 在橫向預(yù)應(yīng)力技術(shù)的實(shí)用化中，Ottawa大學(xué)采用在混凝土柱四角及中部安裝滑
輪，預(yù)應(yīng)力通過對(duì)滑輪軌道內(nèi)鋼鉸線的張拉實(shí)現(xiàn)，張拉端楔形機(jī)具對(duì)達(dá)到預(yù)應(yīng)力水平的鋼
鉸線進(jìn)行錨固。此種預(yù)應(yīng)力施加裝置能夠達(dá)到很大的預(yù)應(yīng)力水平，但加固過程十分繁瑣，在
混凝土柱側(cè)面的局部錨固也存在很大的難度，且其加固成本十分高昂，這與結(jié)構(gòu)加固的初
衷是不相符的。Alberta大學(xué)的橫向預(yù)應(yīng)力施加裝置的設(shè)計(jì)相對(duì)較為簡單，四塊窄板帶圍合
而成對(duì)混凝土柱的約束，混凝土柱角部位置對(duì)應(yīng)的板帶上開有與邊長成45度角的螺栓孔，
預(yù)應(yīng)力的施加正是通過斜向螺栓張緊實(shí)現(xiàn)，這種預(yù)應(yīng)力施加機(jī)構(gòu)構(gòu)造簡單，操作較為方便，
加固成本較低，但由于板帶較窄，對(duì)混凝土柱的約束效果也必然較差，且每一角部均需進(jìn)行
操作，因此，要達(dá)到預(yù)定的加固效果，其工作量仍然較大。由于施加的預(yù)應(yīng)力方向與板帶方
向不處于同一方向，因而，不可避免存在角部應(yīng)力集中和偏心受力的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種新型預(yù)應(yīng)力鋼板套箍裝置，其可有效提高框架柱抗剪承
載力、軸向承載力和抗震性能，而且實(shí)施過程無需大型設(shè)備，易于實(shí)現(xiàn)。 本發(fā)明的另一目的是提供上述新型預(yù)應(yīng)力鋼板套箍裝置的安裝方法。 本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣的新型預(yù)應(yīng)力鋼板套箍裝置，包括兩個(gè)可對(duì)應(yīng)扣合的
U形鋼箍板，此兩個(gè)U形鋼箍板的端部分別相對(duì)應(yīng)焊接在一起形成與被加固對(duì)象的截面相
適配的閉環(huán)套箍；還配用有用于對(duì)上述U形鋼箍板施加預(yù)應(yīng)力的加力板和張拉螺桿。 上述兩個(gè)U形鋼箍板的角部呈圓角狀，以方便預(yù)應(yīng)力施加過程中箍板應(yīng)力的傳遞
并避免角部傳力過程的應(yīng)力集中。 上述U形鋼箍板的兩個(gè)端部分別焊接有連接板和用以支撐上述加力板的擋板，上
述兩個(gè)U形鋼箍板的端部在完成張拉預(yù)應(yīng)力后分別通過上述連接板相對(duì)應(yīng)焊接在一起。 上述加力板有四個(gè)，此四個(gè)加力板分別通過螺栓固定于上述兩個(gè)U形鋼箍板的兩
臂上，并分別抵靠于相對(duì)應(yīng)的上述連接板和擋板上，位于上述兩個(gè)U形鋼箍板的相應(yīng)的一
臂上的一對(duì)上述加力板沿平行于上述兩個(gè)U形鋼箍板的兩臂的方向分別開設(shè)有相對(duì)應(yīng)的
螺孔，上述張拉螺桿分別穿設(shè)于此相對(duì)應(yīng)的兩個(gè)螺孔內(nèi)。 新型預(yù)應(yīng)力鋼板套箍裝置的安裝方法，通過如下方案實(shí)現(xiàn)
(1)準(zhǔn)備預(yù)應(yīng)力鋼板套箍裝置根據(jù)加固設(shè)計(jì)需要制作兩個(gè)相對(duì)應(yīng)扣合后與被加 固對(duì)象的截面相適配的U形鋼箍板，在每個(gè)U形鋼箍板的兩個(gè)端部分別焊接連接板和擋板； 制作四個(gè)與U形鋼箍板相匹配的加力板，將此四個(gè)加力板分別通過螺栓固定于兩個(gè)U形鋼 箍板的兩臂上并分別抵靠于相對(duì)應(yīng)的連接板和擋板上，位于兩個(gè)U形鋼箍板的相應(yīng)的一臂 上的一對(duì)加力板沿平行于兩個(gè)U形鋼箍板的兩臂的方向分別開設(shè)有相對(duì)應(yīng)的螺孔；
(2)將兩個(gè)U形鋼箍板安裝至被加固對(duì)象需加固的位置，在相應(yīng)的一對(duì)加力板上 的螺孔內(nèi)分別穿設(shè)張力螺桿； (3)在兩個(gè)U形鋼箍板的表面上分別粘貼電阻應(yīng)變片，用扭矩扳手同步旋緊連接 一對(duì)加力板的兩個(gè)張力螺栓以施加預(yù)應(yīng)力，并通過實(shí)時(shí)測(cè)量張力螺桿的拉力和U形鋼箍板 上電阻應(yīng)變片的數(shù)據(jù)，以控制兩個(gè)U形鋼箍板預(yù)應(yīng)力的施加過程，當(dāng)兩個(gè)U形鋼箍板達(dá)到預(yù) 定初始預(yù)應(yīng)力水平，停止加力； (4)將兩個(gè)U形鋼箍板端部的連接板進(jìn)行等強(qiáng)度焊接；(5)卸去張拉螺桿和加力板，即完成一個(gè)預(yù)應(yīng)力鋼套箍的安裝過程。 上述步驟(1)中，將兩個(gè)U形鋼箍板的角部處理成圓角。 在上述步驟(2)中，將被加固對(duì)象的角部處理成相應(yīng)的圓角，并在圓角處襯墊與 上述兩個(gè)U形鋼箍板的圓角的內(nèi)半徑相同的鋼襯板。 采用上述方案后，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)為(l)利用本發(fā)明的預(yù)應(yīng)力鋼板套箍裝置進(jìn)行 加固能使RC柱混凝土提前處在三向受壓狀態(tài)，有效提高框架柱抗剪承載力、軸向承載力和 抗震性能。(2)加力板和張拉螺桿可方便拆除，加固后柱斷面不增大，不影響加固后建筑的 觀瞻和使用功能。(3)構(gòu)造簡單，實(shí)施過程無需大型設(shè)備，易于實(shí)現(xiàn)。加固一個(gè)預(yù)應(yīng)力鋼板 套箍僅需在兩對(duì)邊進(jìn)行張緊螺栓操作和焊接。(4)預(yù)應(yīng)力水平控制簡便。預(yù)應(yīng)力水平可通 過箍板表面的電阻應(yīng)變片進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)獲得，也可通過扭矩扳手控制。(5)節(jié)省鋼材，除了 加固方法的高效率帶來材料的節(jié)省外，加力板和螺桿可重復(fù)利用。施工過程不需任何濕作 業(yè)，也不需結(jié)構(gòu)膠粘貼，具有環(huán)保節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本發(fā)明的剖示圖(省略張力螺桿)；
圖3為圖2的A-A剖示圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的新型預(yù)應(yīng)力鋼板套箍裝置，如圖1-3所示，包括兩個(gè)可對(duì)應(yīng)扣合的U形鋼 箍板l，此兩個(gè)U形鋼箍板1相扣合后可形成與被加固對(duì)象的截面相適配的閉環(huán)套箍，此兩 個(gè)U形鋼箍板1的角部呈圓角狀，以優(yōu)化張拉過程力的傳遞并避免角部傳力過程的應(yīng)力集 中，每個(gè)U形鋼箍板1的兩個(gè)端部分別焊接有連接板11和擋板12。 還還配用有用于對(duì)U形鋼箍板1施加預(yù)應(yīng)力的加力板2和張拉螺桿3。加力板2 有四個(gè)，各個(gè)加力板2和U形鋼箍板1的相應(yīng)部位分別開設(shè)有螺栓孔21、13，此四個(gè)加力板 2分別通過與螺栓孔21、13相對(duì)應(yīng)的螺栓固定于兩個(gè)U形鋼箍板1的兩臂上并分別抵靠于 相對(duì)應(yīng)的連接板11上，通過連接板11和擋板12對(duì)各加力板2起到支撐作用，位于U形鋼
4箍板1的相應(yīng)的一臂上的一對(duì)加力板2沿平行于U形鋼箍板1的兩臂的方向分別開設(shè)有相對(duì)應(yīng)的螺孔22，張拉螺桿3分別穿設(shè)于此相對(duì)應(yīng)的兩個(gè)螺孔22內(nèi)。 兩個(gè)U形鋼箍板1的表面粘貼有用于測(cè)量兩個(gè)U形鋼箍板1的預(yù)應(yīng)力的電阻應(yīng)變片。 還配用有可施加和控制兩個(gè)U形鋼箍板1的預(yù)應(yīng)力的扭矩扳手。
本發(fā)明的新型預(yù)應(yīng)力鋼板套箍裝置的安裝方法，通過如下方案實(shí)現(xiàn)
(1)準(zhǔn)備預(yù)應(yīng)力鋼板套箍裝置根據(jù)加固設(shè)計(jì)需要制作兩個(gè)相對(duì)應(yīng)扣合后與鋼筋混凝土柱的截面相適配的U形鋼箍板1 ;將兩個(gè)U形鋼箍板1的角部處理成圓角，以避免角部傳力過程的應(yīng)力集中；并在此兩個(gè)U形鋼箍板1的端部分別焊接連接板11和擋板12 ;制作四個(gè)與U形鋼箍板1匹配的加力板2，將此四個(gè)加力板2分別通過螺栓固定于兩個(gè)U形鋼箍板1的兩臂上并分別抵靠于相對(duì)應(yīng)的連接板11和擋板12上，通過連接板11和擋板12對(duì)各加力板2起到支撐作用，位于兩個(gè)U形鋼箍板1的相應(yīng)的一臂上的一對(duì)加力板2沿平行于兩個(gè)U形鋼箍板1的兩臂的方向分別開設(shè)有相對(duì)應(yīng)的螺孔22 ; (2)將鋼筋混凝土柱的角部處理成與兩個(gè)U形鋼箍板1的圓角相應(yīng)的圓角，再將兩個(gè)U形鋼箍板1安裝至鋼筋混凝土柱需加固的位置，在鋼筋混凝土柱的圓角處襯墊與兩個(gè)U形鋼箍板1的圓角的內(nèi)半徑相同的鋼襯板，在相應(yīng)的一對(duì)加力板2上的螺孔22內(nèi)分別穿設(shè)張力螺桿3; (3)在兩個(gè)U形鋼箍板1的表面上分別粘貼電阻應(yīng)變片，用扭矩扳手同步旋緊連接一對(duì)加力板上的張力螺栓3以施加預(yù)應(yīng)力，并通過實(shí)時(shí)測(cè)量張力螺桿3的拉力和U形鋼箍板1上電阻應(yīng)變片的數(shù)據(jù)，以控制兩個(gè)U形鋼箍板1預(yù)應(yīng)力的施加過程，當(dāng)兩個(gè)U形鋼箍板1達(dá)到預(yù)定初始預(yù)應(yīng)力水平，停止加力； (4)將U形鋼箍板1端部的連接板11進(jìn)行等強(qiáng)度焊接，將兩個(gè)U形鋼箍板1焊接成一閉環(huán)箍套； (5)卸去張拉螺桿3和加力板2，即完成一個(gè)預(yù)應(yīng)力鋼套箍的安裝過程。
權(quán)利要求
新型預(yù)應(yīng)力鋼板套箍裝置，其特征在于包括兩個(gè)可對(duì)應(yīng)扣合的U形鋼箍板，此兩個(gè)U形鋼箍板的端部分別相對(duì)應(yīng)焊接在一起形成與被加固對(duì)象的截面相適配的閉環(huán)套箍；還配用有用于對(duì)上述U形鋼箍板施加預(yù)應(yīng)力的加力板和張拉螺桿。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型預(yù)應(yīng)力鋼板套箍裝置，其特征在于上述兩個(gè)U形鋼箍板的角部呈圓角狀，以方便預(yù)應(yīng)力施加過程中箍板應(yīng)力的傳遞并避免角部傳力過程的應(yīng)力集中。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型預(yù)應(yīng)力鋼板套箍裝置，其特征在于上述U形鋼箍板的兩個(gè)端部分別焊接有連接板和用以支撐上述加力板的擋板，上述兩個(gè)U形鋼箍板的端部在完成張拉預(yù)應(yīng)力后分別通過上述連接板相對(duì)應(yīng)焊接在一起。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型預(yù)應(yīng)力鋼板套箍裝置，其特征在于上述加力板有四個(gè)，此四個(gè)加力板分別通過螺栓固定于上述兩個(gè)U形鋼箍板的兩臂上，并分別抵靠于相對(duì)應(yīng)的上述連接板和擋板上，位于上述兩個(gè)U形鋼箍板的相應(yīng)的一臂上的一對(duì)上述加力板沿平行于上述兩個(gè)U形鋼箍板的兩臂的方向分別開設(shè)有相對(duì)應(yīng)的螺孔，上述張拉螺桿分別穿設(shè)于此相對(duì)應(yīng)的兩個(gè)螺孔內(nèi)。
5. 新型預(yù)應(yīng)力鋼板套箍裝置的安裝方法，其特征在于通過如下方案實(shí)現(xiàn)(1) 準(zhǔn)備預(yù)應(yīng)力鋼板套箍裝置根據(jù)加固設(shè)計(jì)需要制作兩個(gè)相對(duì)應(yīng)扣合后與被加固對(duì)象的截面相適配的U形鋼箍板，在每個(gè)U形鋼箍板的兩個(gè)端部分別焊接連接板和擋板；制作四個(gè)與U形鋼箍板相匹配的加力板，將此四個(gè)加力板分別通過螺栓固定于兩個(gè)U形鋼箍板的兩臂上并分別抵靠于相對(duì)應(yīng)的連接板和擋板上，位于兩個(gè)U形鋼箍板的相應(yīng)的一臂上的一對(duì)加力板沿平行于兩個(gè)U形鋼箍板的兩臂的方向分別開設(shè)有相對(duì)應(yīng)的螺孔；(2) 將兩個(gè)U形鋼箍板安裝至被加固對(duì)象需加固的位置，在相應(yīng)的一對(duì)加力板上的螺孔內(nèi)分別穿設(shè)張力螺桿；(3) 在兩個(gè)U形鋼箍板的表面上分別粘貼電阻應(yīng)變片，用扭矩扳手同步旋緊連接一對(duì)加力板的兩個(gè)張力螺栓以施加預(yù)應(yīng)力，并通過實(shí)時(shí)測(cè)量張力螺桿的拉力和u形鋼箍板上電阻應(yīng)變片的數(shù)據(jù)，以控制兩個(gè)u形鋼箍板預(yù)應(yīng)力的施加過程，當(dāng)兩個(gè)u形鋼箍板達(dá)到預(yù)定初始預(yù)應(yīng)力水平，停止加力；(4) 將兩個(gè)U形鋼箍板端部的連接板進(jìn)行等強(qiáng)度焊接；(5) 卸去張拉螺桿和加力板，即完成一個(gè)預(yù)應(yīng)力鋼套箍的安裝過程。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的新型預(yù)應(yīng)力鋼板套箍裝置的安裝方法，其特征在于上述步驟(i)中，將兩個(gè)u形鋼箍板的角部處理成圓角。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的新型預(yù)應(yīng)力鋼板套箍裝置的安裝方法，其特征在于在上述步驟(2)中，將被加固對(duì)象的角部處理成相應(yīng)的圓角，并在圓角處襯墊與上述兩個(gè)U形鋼箍板的圓角的內(nèi)半徑相同的鋼襯板。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種新型預(yù)應(yīng)力鋼板套箍裝置及其安裝方法，其構(gòu)成包括兩個(gè)可組成一完整套箍的U形鋼箍板、兩套用于對(duì)鋼套箍施加預(yù)應(yīng)力的加力板和張拉螺栓。本發(fā)明技術(shù)加固效果好，裝置構(gòu)造簡單，操作方便，且成本低廉，具有環(huán)保節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)E01D22/00GK101705662SQ20091020848
公開日2010年5月12日 申請(qǐng)日期2009年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月27日
發(fā)明者劉陽, 曾建宇, 郭子雄, 黃群賢 申請(qǐng)人:華僑大學(xué)