一種預(yù)應(yīng)力FRP片材抗剪加固混凝土梁實(shí)驗(yàn)裝置制造方法及圖紙

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種預(yù)應(yīng)力FRP片材抗剪加固混凝土梁實(shí)驗(yàn)裝置，包括混凝土梁、正對(duì)混凝土梁腹板一側(cè)的張拉臺(tái)座、設(shè)置在混凝土梁翼緣板和腹板交接處的轉(zhuǎn)向裝置、設(shè)置在混凝土梁腹板底端的FRP片材前端部錨固裝置、設(shè)置在混凝土梁腹板中部的FRP片材中部鋼壓條、設(shè)置在混凝土梁翼緣板外端下側(cè)的FRP片材后端錨固裝置、設(shè)置安裝在混凝土梁腹板側(cè)面的限位裝置和穩(wěn)定裝置、橫向固定在張拉臺(tái)座上的千斤頂、位于千斤頂兩側(cè)的張拉端前鋼板和張拉端后鋼板、穿過張拉端前鋼板和張拉端后鋼板的螺桿、設(shè)置在螺桿鄰近混凝土梁一端的?FRP片材張拉端夾具。本發(fā)明專利技術(shù)裝置制作簡單、安裝快速、便利，可以對(duì)FRP片材施加預(yù)應(yīng)力后粘貼到混凝土梁側(cè)面，起到抗剪加固的作用。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種預(yù)應(yīng)力FRP片材抗剪加固混凝土梁實(shí)驗(yàn)裝置
本專利技術(shù)屬于土木工程、建筑工程、公路工程和市政工程領(lǐng)域，涉及一種預(yù)應(yīng)力FRP片材抗剪加固混凝土梁實(shí)驗(yàn)裝置。
技術(shù)介紹
預(yù)應(yīng)力混凝土T型截面梁（T梁）和預(yù)應(yīng)力混凝土箱型截面梁（箱梁）是建筑結(jié)構(gòu)、橋梁結(jié)構(gòu)中常用的混凝土梁。近年來，由于超載、自然環(huán)境作用及材料性能的裂化，公路橋梁中T梁和箱梁的腹板常常出現(xiàn)斜裂縫，需要對(duì)其補(bǔ)強(qiáng)加固。T梁和箱梁的傳統(tǒng)加固方法主要有增大斷面法、粘貼鋼板法、體外預(yù)應(yīng)力法、轉(zhuǎn)換體系法等。但是上述加固方法存在以下不足之處：1)無法快速修復(fù)受損混凝土梁，如體外預(yù)應(yīng)力法的張拉錨固裝置復(fù)雜，增大截面法需要植鋼筋、支模板、澆筑混凝土等。2)鋼板易于腐蝕，嚴(yán)重地影響界面粘結(jié)性能。3)對(duì)混凝土梁的自重增加較大。近年由于纖維增強(qiáng)聚合物（FiberReinforcedPolymer,簡稱“FRP”）復(fù)合材料具有輕質(zhì)高強(qiáng)、耐腐蝕、施工便捷等特性，利用外貼FRP片材加固混凝土梁在世界大多數(shù)國家得到廣泛應(yīng)用，基于FRP材料開發(fā)混凝土結(jié)構(gòu)的各種新型加固技術(shù)的研究亦成為結(jié)構(gòu)工程研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)之一。外貼FRP片材加固技術(shù)，即使用膠粘劑（多為環(huán)氧樹脂）將FRP片材粘貼在混凝土梁的底部或側(cè)面，用于混凝土梁的抗彎、抗剪加固；或者將纖維布包裹于混凝土柱表面，用于提高柱的承載力和延性。盡管存在前述的優(yōu)點(diǎn)，外貼普通FRP片材加固混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)在工程應(yīng)用中仍面臨一些無法回避的重要問題：1）FRP片材的強(qiáng)度利用率低；2）不能限制混凝土梁斜裂縫的開展；3）混凝土梁的剛度不能有效地提升，嚴(yán)重地影響混凝土梁的正常使用性能。為此，一些學(xué)者提出對(duì)普通FRP片材施加預(yù)應(yīng)力，形成預(yù)應(yīng)力FRP片材加固技術(shù)，可以充分發(fā)揮FRP片材輕質(zhì)高強(qiáng)的特性，延緩構(gòu)件開裂、限制裂縫開展，有效改善混凝土梁正常使用性能。在公開號(hào)為CN102425311B的專利文件中，公開了一種基于表層嵌貼預(yù)應(yīng)力FRP板條的加固方法。該方法是在待加固混凝土結(jié)構(gòu)上開一道槽，安裝FRP板條的張拉機(jī)具和FRP板條夾具，張拉FRP板條后將其放入槽中，填充粘結(jié)劑，待粘結(jié)劑固化后，拆除張拉裝置，從而獲得預(yù)應(yīng)力。該項(xiàng)專利技術(shù)專利中盡管給出了施加預(yù)應(yīng)力的方法，但是沒有說明如何錨固和張拉FRP板條。在公開號(hào)為CN102304958A的專利文件中，公開了一種表層嵌貼加固混凝土結(jié)構(gòu)用纖維板條的預(yù)應(yīng)力夾具，包括夾具外框、夾具壓條、頂推螺栓。通過頂推螺栓使夾具壓條緊緊壓住纖維板條，起到錨固作用。該公開專利中涉及的錨固方法預(yù)先要在梁底開槽，對(duì)混凝土梁的損傷較大，僅涉及到混凝土梁的抗彎加固。在公開號(hào)為CN105178515A的專利文件中，公開了一種內(nèi)置錨具式預(yù)應(yīng)力FRP筋張拉錨固裝置，包括鋼套管、粘結(jié)材料、螺桿、螺母、環(huán)形鋼墊片和圓形錨環(huán)。該裝置是將FRP筋的兩端分別插入位于張拉端和錨固端處的鋼套管內(nèi)，用粘結(jié)材料固定，在張拉端鋼套管的封閉端焊接一段螺桿，使螺桿穿過張拉端的圓形錨環(huán)壁，在圓形錨環(huán)內(nèi)安裝與螺桿配套的環(huán)形鋼墊片和螺母，將固定端鋼套管的封閉端穿過錨固端的圓形錨環(huán)的環(huán)壁，并與圓形錨環(huán)焊接在一起。該裝置適用于FRP筋的張拉錨固，用于混凝土梁的抗彎加固，沒有涉及到混凝土梁的抗剪加固。在公開號(hào)為CN101736912B的專利文件中，公開了一種預(yù)應(yīng)力纖維布外粘貼的錨固方法。該錨固方法為：用樹脂將預(yù)應(yīng)力FRP片材與混凝土粘結(jié)成一整體，待樹脂加熱固化后放張預(yù)應(yīng)力，在端部對(duì)預(yù)應(yīng)力FRP片材錨固端采取一定措施，釋放或者部分釋放預(yù)應(yīng)力FRP片材錨固端部的預(yù)應(yīng)力，達(dá)到消除或者減少端部應(yīng)力集中的目的。該項(xiàng)專利中僅涉及預(yù)應(yīng)力FRP片材端部錨固，沒有涉及預(yù)應(yīng)力FRP片材的張拉、錨固整套裝置。在公開號(hào)為CN10173252A的專利文件中，公開了一種混凝土梁預(yù)應(yīng)力FRP布材的加固裝置。該裝置是在FRP布材端部設(shè)置三面帶有鋼板的殼體，殼體的兩側(cè)開有滑槽。滑槽內(nèi)穿入帶拉桿的加力螺桿，將FRP布材纏繞到加力螺桿上，通過滑槽內(nèi)拉桿的移動(dòng)對(duì)FRP布材施加預(yù)應(yīng)力。雖然該裝置可以對(duì)FRP布材施加預(yù)應(yīng)力，但是沒有涉及到混凝土梁的抗剪加固。在公開號(hào)為CN105839936A的專利文件中，公開了一種預(yù)應(yīng)力FRP網(wǎng)格的張拉錨固裝置，包括下襯板、上壓板及緊固連接件。該裝置的工作原理是將FRP網(wǎng)格嵌入到刻有橫向、縱向凹槽的下襯板中，將帶有對(duì)應(yīng)位置突肋的上壓板壓緊，并用緊固連接件連接，使FRP網(wǎng)格錨固在梁體上。但該裝置的沒有涉及混凝土梁的抗剪加固。綜上所述，現(xiàn)有公開文獻(xiàn)中，大多涉及FRP筋的張拉、錨固裝置，F(xiàn)RP筋與FRP片材在幾何構(gòu)型、材料、物理、力學(xué)性能等方面完全不同，因而不能直接將FRP筋的張拉、錨固裝置應(yīng)用于FRP片材。此外，也未見涉及預(yù)應(yīng)力FRP片材抗剪加固混凝土梁的實(shí)驗(yàn)裝置。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
技術(shù)問題：本專利技術(shù)提供一種制作簡單、安裝快速、便利，可以重復(fù)使用的預(yù)應(yīng)力FRP片材抗剪加固混凝土梁實(shí)驗(yàn)裝置。技術(shù)方案：本專利技術(shù)的預(yù)應(yīng)力FRP片材抗剪加固混凝土梁實(shí)驗(yàn)裝置，包括混凝土梁、正對(duì)所述混凝土梁腹板一側(cè)的張拉臺(tái)座、設(shè)置在混凝土梁翼緣板和腹板交接處的轉(zhuǎn)向裝置、設(shè)置在混凝土梁腹板底端的FRP片材前端部錨固裝置、設(shè)置在混凝土梁腹板中部的FRP片材中部鋼壓條、設(shè)置在混凝土梁翼緣板外端下側(cè)的FRP片材后端錨固裝置、設(shè)置安裝在混凝土梁腹板側(cè)面的限位裝置和穩(wěn)定裝置、橫向固定在所述張拉臺(tái)座上的千斤頂、位于所述千斤頂兩側(cè)的張拉端前鋼板和張拉端后鋼板、穿過所述張拉端前鋼板和張拉端后鋼板的螺桿、設(shè)置在螺桿鄰近混凝土梁一端的FRP片材張拉端夾具。本專利技術(shù)的優(yōu)選方案中，所述轉(zhuǎn)向裝置包括嵌入到混凝土梁保護(hù)層中的內(nèi)轉(zhuǎn)向塊、分別通過螺栓固定在所述內(nèi)轉(zhuǎn)向塊兩端的外轉(zhuǎn)向塊，所述螺栓穿過內(nèi)轉(zhuǎn)向塊和外轉(zhuǎn)向塊后用螺帽擰緊。本專利技術(shù)的優(yōu)選方案中，所述FRP片材前端錨固裝置、FRP片材中部鋼壓條和FRP片材后端錨固裝置結(jié)構(gòu)相同，均包括嵌入到混凝土梁保護(hù)層中的內(nèi)墊板，外壓板和膨脹螺栓，所述膨脹螺栓穿過內(nèi)墊板和外壓板后用螺帽擰緊。本專利技術(shù)的優(yōu)選方案中，所述限位裝置包括前鋼板、斜支撐、底鋼板構(gòu)成的三角架、設(shè)置在所述前鋼板外側(cè)的橡膠墊板，用于調(diào)整混凝土梁的位置，所述限位裝置在底鋼板處使用地腳螺栓錨固在地面。本專利技術(shù)的優(yōu)選方案中，所述FRP片材張拉端夾具包括上T型夾片和通過螺栓與上T型夾片連接的下T型夾片，所述上T型夾片和下T型夾片夾緊FRP片材。本專利技術(shù)的優(yōu)選方案中，所述螺桿穿過上T型夾片和下T型夾片上的圓孔，使用外限位螺帽擰緊、限位。本專利技術(shù)的優(yōu)選方案中，所述穩(wěn)定裝置包括上插耳式錨固裝置、下插耳式錨固裝置、連接所述上插耳式錨固裝置和下插耳式錨固裝置的斜桿、套在所述斜桿上的連接套筒和設(shè)置在所述下插耳式錨固裝置上的錨固螺栓，所述斜桿兩端通過插銷分別與上插耳式錨固裝置和下插耳式錨固裝置安裝連接。本專利技術(shù)的優(yōu)選方案中，所述上插耳式錨固裝置和下插耳式錨固裝置結(jié)構(gòu)相同，均包括錨固底鋼板和設(shè)置在所述錨固底鋼板上的帶圓孔的插耳。本專利技術(shù)提供的實(shí)驗(yàn)裝置可以對(duì)FRP片材施加預(yù)應(yīng)力后粘貼到混凝土梁側(cè)面，起到抗剪加固的作用；本專利技術(shù)提供的實(shí)驗(yàn)裝置適用面廣泛，不僅可以用于混凝土梁、鋼梁，而且可以適用于不同截面形式的梁抗剪加固。本專利技術(shù)實(shí)驗(yàn)裝置施工便利、操作簡單易行，可以有效地對(duì)FRP片材施加預(yù)應(yīng)力，發(fā)揮FRP本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種預(yù)應(yīng)力FRP片材抗剪加固混凝土梁實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，該裝置包括混凝土梁（1）、正對(duì)所述混凝土梁（1）腹板一側(cè)的張拉臺(tái)座（19）、設(shè)置在混凝土梁（1）翼緣板和腹板交接處的轉(zhuǎn)向裝置（2）、設(shè)置在混凝土梁（1）腹板底端的FRP片材前端部錨固裝置（3）、設(shè)置在混凝土梁（1）腹板中部的FRP片材中部鋼壓條（5）、設(shè)置在混凝土梁（1）翼緣板外端下側(cè)的FRP片材后端錨固裝置（4）、設(shè)置安裝在混凝土梁（1）腹板側(cè)面的限位裝置（6）和穩(wěn)定裝置（7）、橫向固定在所述張拉臺(tái)座（19）上的千斤頂（14）、位于所述千斤頂（14）兩側(cè)的張拉端前鋼板（12）和張拉端后鋼板（13）、穿過所述張拉端前鋼板（12）和張拉端后鋼板（13）的螺桿（11）、設(shè)置在螺桿（11）鄰近混凝土梁（1）一端的?FRP片材張拉端夾具（10）。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種預(yù)應(yīng)力FRP片材抗剪加固混凝土梁實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，該裝置包括混凝土梁（1）、正對(duì)所述混凝土梁（1）腹板一側(cè)的張拉臺(tái)座（19）、設(shè)置在混凝土梁（1）翼緣板和腹板交接處的轉(zhuǎn)向裝置（2）、設(shè)置在混凝土梁（1）腹板底端的FRP片材前端部錨固裝置（3）、設(shè)置在混凝土梁（1）腹板中部的FRP片材中部鋼壓條（5）、設(shè)置在混凝土梁（1）翼緣板外端下側(cè)的FRP片材后端錨固裝置（4）、設(shè)置安裝在混凝土梁（1）腹板側(cè)面的限位裝置（6）和穩(wěn)定裝置（7）、橫向固定在所述張拉臺(tái)座（19）上的千斤頂（14）、位于所述千斤頂（14）兩側(cè)的張拉端前鋼板（12）和張拉端后鋼板（13）、穿過所述張拉端前鋼板（12）和張拉端后鋼板（13）的螺桿（11）、設(shè)置在螺桿（11）鄰近混凝土梁（1）一端的FRP片材張拉端夾具（10）。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)應(yīng)力FRP片材抗剪加固混凝土梁實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述轉(zhuǎn)向裝置（2）包括嵌入到混凝土梁（1）保護(hù)層中的內(nèi)轉(zhuǎn)向塊（20）、分別通過螺栓（22）固定在所述內(nèi)轉(zhuǎn)向塊（20）兩端的外轉(zhuǎn)向塊（21），所述螺栓（22）穿過內(nèi)轉(zhuǎn)向塊（20）和外轉(zhuǎn)向塊（21）后用螺帽擰緊。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)應(yīng)力FRP片材抗剪加固混凝土梁實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述FRP片材前端部錨固裝置（3）、FRP片材中部鋼壓條（5）和FRP片材后端錨固裝置（4）結(jié)構(gòu)相同，均包括嵌入到混凝土梁（1）保護(hù)層中的內(nèi)墊板（23），外壓板（24）和膨脹螺栓（25），所述膨脹螺栓（25）穿過內(nèi)墊板（23）和外壓板（24）后用螺帽擰緊。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)應(yīng)力FRP片材抗剪...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王文煒，戴建國，石劭陽，宋元印，田俊，朱忠鋒，鄭宇宙，曹曉波，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：東南大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：江蘇,32