專利名稱：一種預(yù)應(yīng)力纖維布外粘結(jié)加固技術(shù)的錨固方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種錨固方法，特別是錨固在FRP片材預(yù)應(yīng)力外粘結(jié)加固技術(shù)中的應(yīng) 用，屬于土建交通工程中的結(jié)構(gòu)加固技術(shù)。
背景技術(shù)：
目前，在結(jié)構(gòu)表面用樹脂等粘結(jié)劑粘貼連續(xù)纖維增強(qiáng)聚合物復(fù)合材料(FRP)的加 固方法作為一種新型有效的土建交通建筑結(jié)構(gòu)加固增強(qiáng)技術(shù)越來越廣泛應(yīng)用。不過這種單 純的將連續(xù)纖維粘結(jié)在混凝土表面的被動(dòng)的加固方法存在著諸多缺點(diǎn)，如FRP與混凝土 表面粘結(jié)強(qiáng)度有限，容易發(fā)生粘結(jié)破壞，F(xiàn)RP片材的高強(qiáng)度性能很難得到發(fā)揮等。所以就想 到變被動(dòng)為主動(dòng)，對(duì)FRP片材預(yù)先張拉，然后利用粘結(jié)材料粘貼于混凝土表面共同受力的 預(yù)應(yīng)力外粘結(jié)加固方法。這樣從材料角度考慮，F(xiàn)RP片材的高強(qiáng)性能得到充分發(fā)揮，另外從 結(jié)構(gòu)本身考慮不僅可以提高結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，同時(shí)還能有效改善結(jié)構(gòu)的剛度、抗開裂強(qiáng)度、屈服強(qiáng)
度等使用性能。而FRP片材預(yù)應(yīng)力外粘結(jié)加固技術(shù)的端部錨固處理是該技術(shù)的關(guān)鍵，端部 的錨固處理直接影響到該技術(shù)的加固效果。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)外貼預(yù)應(yīng)力FRP片材加固結(jié)構(gòu) 都進(jìn)行了很多研究與應(yīng)用，但仍然沒有很好的解決端部錨固的問題.因?yàn)槭┘宇A(yù)應(yīng)力后在 FRP端部會(huì)產(chǎn)生很大的應(yīng)力集中，如采用直接錨固將會(huì)給端部造成很大的額外負(fù)擔(dān)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種端部錨固技術(shù)以有效改善建筑構(gòu)件端部應(yīng)力集中問題。 本發(fā)明提出一種預(yù)應(yīng)力纖維布外粘結(jié)加固技術(shù)的錨固方法，包括以下步驟 A、被加固構(gòu)件(2)端部開槽，嵌入錨具(7)上半部分； B、將第一層纖維布(3)粘貼在被加固構(gòu)件(2)表面，錨具(7)下面； C、在第一層纖維布(3)下面再鋪設(shè)一層纖維布(1)，張拉纖維布(1)，并將其粘貼
在第一層纖維布(3)下方，在纖維布(1)下方粘貼第三層纖維布(4); D、加熱固化； E、安裝鋼板(5)進(jìn)行第一道錨固，釋放部分預(yù)應(yīng)力； F、安裝錨具(7)下半部分，將第一層纖維布、預(yù)應(yīng)力纖維布、第三層纖維布卡在錨
具上下之間，加熱固化，釋放所有預(yù)應(yīng)力。 所述步驟D中加熱固化的溫度為80-120°C。 所述步驟D中加熱固化的時(shí)間為1. 5-3小時(shí)。 所述步驟E中釋放預(yù)應(yīng)力為總應(yīng)力的70 95%。 本發(fā)明還提供一種預(yù)應(yīng)力纖維布外粘結(jié)加固技術(shù)的錨固方法，包括以下步驟
A、將第一層纖維布3粘貼在被加固構(gòu)件2表面； B、在第一層纖維布3下面再鋪設(shè)一層纖維布1，張拉纖維布1，并將其粘貼在第一 層纖維布3下方，在纖維布1下方粘貼第三層纖維布4 ;
C、加熱固化；
D、安裝鋼板5進(jìn)行第一道錨固，釋放全部預(yù)應(yīng)力； E、將錨具7上半部分安裝在第三層纖維布4下面，然后將第一層纖維布3、預(yù)應(yīng)力 纖維布1和第三層纖維布4三者疊合，反貼到錨具上下部分之間。 本發(fā)明還有另外一種預(yù)應(yīng)力纖維布外粘結(jié)加固技術(shù)的錨固方法，包括以下步驟 A、將第一層纖維布3粘貼在被加固構(gòu)件2表面； B、在三層預(yù)應(yīng)力纖維布6端部錨固處設(shè)置有隔離膜9 ; C、張拉三層纖維布6，并將其粘貼在第一層纖維布3下方； D、安裝鋼板5進(jìn)行第一道錨固，釋放部分預(yù)應(yīng)力； E、設(shè)置第二、三道錨固，安裝鋼板51、52，釋放所有預(yù)應(yīng)力； F、切斷三層預(yù)應(yīng)力纖維布6位于鋼板51、鋼板52之間的，從第一層纖維布3算起 的第二層與第三層預(yù)應(yīng)力纖維布，二次張拉三層纖維布6，取出鋼板52，去除隔離膜9，鋪設(shè) 增厚纖維布IO，重新安裝鋼板52，加熱固化，釋放所有預(yù)應(yīng)力。 G、切斷三層預(yù)應(yīng)力纖維布6位于鋼板51、鋼板5之間的，從第一層纖維布3算起的 第三層預(yù)應(yīng)力纖維布，取出鋼板51，去除隔離膜9，鋪設(shè)增厚纖維布10，重新安裝鋼板51，加 熱固化。 所述步驟D釋放預(yù)應(yīng)力為總應(yīng)力的40% 50%。所述步驟F張拉應(yīng)力控制為(T/3) X 0. 8 (T為三層纖維張拉總應(yīng)力)。 本發(fā)明在混凝土表面張拉FRP片材，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，以達(dá)到消除或者減少端部的應(yīng)力集中，
解除端部不必要的負(fù)擔(dān)。使得FRP片材的高強(qiáng)性能得到充分的同時(shí)，解決了建筑構(gòu)件端部
錨固處理問題。


圖1是錨具嵌入式錨固法結(jié)構(gòu)構(gòu)造示意圖及施工技術(shù)流程要點(diǎn) 圖1 (a)是預(yù)應(yīng)力纖維布1張拉前的構(gòu)造圖； 圖1 (b)是預(yù)應(yīng)力纖維布1張拉后，錨具7安裝構(gòu)造圖； 圖2是外置錨具錨固法結(jié)構(gòu)構(gòu)造示意圖及施工技術(shù)流程要點(diǎn)； 圖2 (a)外置錨具7上半部分安裝構(gòu)造圖； 圖2(b)錨具7下半部分安裝后，預(yù)應(yīng)力完全釋放構(gòu)造圖； 圖2(c)錨具端部加固局部放大圖 圖3是逐步減小被張拉的纖維層數(shù)的張拉錨固法示意圖； 圖3(a)是分層錨固與不分層錨固端部應(yīng)力分布比較； 圖3 (b)多層纖維布6張拉構(gòu)造圖； 圖3(c)是在被加固構(gòu)件2端部貼第一層纖維布3構(gòu)造詳圖； 圖3 (d)是多層纖維布6粘貼、鋼板5錨固構(gòu)造圖； 圖3(e)是設(shè)置鋼板51、52錨固構(gòu)造圖； 圖3 (f)是在鋼板52底部粘帖增厚布10錨固構(gòu)造圖； 圖3 (g)是逐層錨固最終構(gòu)造4
以上的圖中有1預(yù)應(yīng)力張拉纖維布，2被加固構(gòu)件，3第一層纖維布，4第三層纖維 布，5、51、52鋼板，6多層纖維布，7錨具，9隔離膜，10增厚布，T張拉總應(yīng)力
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)一步說明。
圖1是本發(fā)明的錨固措施之一錨具嵌入法錨固的結(jié)構(gòu)構(gòu)造，被加固混凝土構(gòu)件2 底部張拉預(yù)應(yīng)力纖維布l，然后通過兩道防線進(jìn)行錨固，一道鋼板5錨固，第二道錨具7錨 固，兩部分個(gè)承擔(dān)部分預(yù)應(yīng)力。
嵌入錨固法實(shí)施步驟 1、被加固構(gòu)件2端部開槽，嵌入錨具7上半部分 錨具7由兩部分組成，上半部分埋入(與被加固構(gòu)件直接接觸)被加固構(gòu)件2，下 半部分卡住纖維布與上半部槽口對(duì)接形成一個(gè)整體，上下錨具鏈接部位做成鋸齒形。待加 固受彎構(gòu)件2端部開鑿，其寬度滿足端部錨具7安裝需要，深度為底部混凝土保護(hù)層厚度； 打孔埋置螺栓，實(shí)現(xiàn)錨具7的固定。
2、鋪設(shè)第一層纖維布3 被加固構(gòu)件2表面，錨具7下面鋪設(shè)第一層纖維布3，鋪設(shè)長(zhǎng)度2 3倍錨具。并 在布起始端至錨具7范圍內(nèi)用樹脂浸漬粘貼在被加固構(gòu)件2表面。。
3、張拉預(yù)應(yīng)力纖維布l，粘貼第三層纖維布4 第一層纖維布3下面鋪設(shè)預(yù)應(yīng)力纖維布1，預(yù)應(yīng)力纖維布沒有層數(shù)限制，張拉并對(duì) 錨具7范圍內(nèi)預(yù)應(yīng)力纖維布涂抹樹脂粘帖在被加固構(gòu)件2上。預(yù)應(yīng)力纖維布1下面，鋪設(shè) 第三層纖維布4，粘貼長(zhǎng)度、范圍同先粘布，加熱固化。
4、粘結(jié)、安裝鋼板，釋放預(yù)應(yīng)力。 沿跨中方向靠近錨具7安裝鋼板5第一道錨固，并用螺栓將鋼板、第一層纖維布3、 預(yù)應(yīng)力FRP布1、第三層纖維布4與混凝土結(jié)構(gòu)錨固一體。釋放部分預(yù)應(yīng)力。殘留預(yù)應(yīng)力為 FRP設(shè)計(jì)張拉強(qiáng)度的5% -30%。
5、安裝錨具，釋放預(yù)應(yīng)力 第一層纖維布3、預(yù)應(yīng)力纖維布1和第三層纖維布4三者疊合在一起，用樹酯浸透 后安裝錨具7下半部第二道錨固，將其卡在錨具上下部分之間，然后抽真空加熱固化，釋放 所有預(yù)應(yīng)力，錨固安裝結(jié)束，巻起錨具外側(cè)的纖維布。 圖2是本發(fā)明的錨固措施之二錨具外置法錨固的結(jié)構(gòu)構(gòu)造，圖1圖2的兩種錨固 措施基本類似，兩者的本質(zhì)區(qū)別在于，此處錨具7安裝在纖維布1、3、4的下面，不承擔(dān)預(yù)應(yīng) 力，是一種安全防護(hù)。 第二種錨固措施外置錨具法如圖2所示，該方法的特征在于錨具上半部分置于纖 維布下面，然后將纖維布反貼到錨具上下部分之間，施工步驟如下
1、將第一層纖維布3粘貼在被加固構(gòu)件2表面； 2、在第一層纖維布3下面再鋪設(shè)一層纖維布1，張拉纖維布1，并將其粘貼在第一 層纖維布3下方，在纖維布1下方粘貼第三層纖維布4 ;
3、加熱固化； 4、安裝鋼板5進(jìn)行第一道錨固，釋 全部預(yù)應(yīng)力；
5、安裝錨具錨具上半部分安裝在第三層纖維布4下面，然后將第一層纖維布3、 預(yù)應(yīng)力纖維布1和第三層纖維布4三者疊合，用樹酯浸透后反貼到錨具上下部分之間。加 熱固化樹脂，巻起錨具外側(cè)的纖維布。 圖3是本發(fā)明的錨固措施之三逐步減少FRP錨固層數(shù)的構(gòu)造，此方法適用于多層 預(yù)應(yīng)力纖維布錨固。被加固混凝土構(gòu)件2底部張拉預(yù)應(yīng)力纖維布l，然后三塊鋼板分三道錨 固，逐步減少錨固層數(shù)。 第三種錨固措施逐步減小被張拉的FRP層數(shù)如圖3所示，施工步驟如下
1、在被加固構(gòu)件表面端部鋪設(shè)第一層纖維布3。 2、纖維布6端部錨固處設(shè)置隔離膜9 :為實(shí)現(xiàn)多道錨固，在纖維布6端部，從混凝 土算起的第一層與二次之間，第二塊鋼板錨固的位置設(shè)置一片，第三塊鋼板錨固位置，層與 層之間各設(shè)置一片。隔離膜一片長(zhǎng)度同鋼板寬度。張拉預(yù)應(yīng)力纖維布6，此處纖維布6為三 層，間斷浸漬，加熱固化后張拉。 3、預(yù)應(yīng)力纖維布6粘貼、設(shè)置第一道錨固鋼板5，此時(shí)預(yù)應(yīng)力釋放，推薦值為預(yù)拉 總應(yīng)力的40% 50%。 4、設(shè)置第二、三道錨固，安裝鋼板51、52 沿端部方向，在第一塊鋼板5左側(cè)，依次設(shè)置鋼板51、52并固定。此時(shí)兩塊鋼板底 部的纖維布為無浸漬、無粘結(jié)，釋放所有的預(yù)應(yīng)力。切斷預(yù)應(yīng)力纖維布6位于鋼板51、鋼板 52之間的，從第一層纖維布3算起的第2層與第3層預(yù)應(yīng)力纖維布。
5) 、二次張拉纖維布6，重新錨固鋼板51、52。 二次張拉預(yù)應(yīng)力纖維布6，張拉應(yīng)力控制為(T/3) X0. 8(T為三層纖維張拉總應(yīng) 力)。取出第三塊鋼板52，去除隔離膜9，粘貼兩層增厚纖維布10，固定鋼板52，加熱固化樹 脂，釋放所有的預(yù)應(yīng)力。取出鋼板51，去除隔離膜9，粘貼一層增厚纖維布10，固定鋼板51， 加熱固化樹脂，錨固結(jié)束。 這種在靠近端部的區(qū)域逐步減少層數(shù)的外貼鋼板錨固方法可大幅地改善端部應(yīng) 力集中現(xiàn)象如圖3(a)所示，本實(shí)施例僅以三層纖維布為例，其還可以是多層纖維布，也屬 于本發(fā)明保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
一種預(yù)應(yīng)力纖維布外粘結(jié)加固技術(shù)的錨固方法，其特征在于，包括以下步驟A、被加固構(gòu)件(2)端部開槽，嵌入錨具(7)上半部分；B、將第一層纖維布(3)粘貼在被加固構(gòu)件(2)表面，錨具(7)下面；C、在第一層纖維布(3)下面再鋪設(shè)一層纖維布(1)，張拉纖維布(1)，并將其粘貼在第一層纖維布(3)下方，在纖維布(1)下方粘貼第三層纖維布(4)；D、加熱固化；E、安裝鋼板(5)進(jìn)行第一道錨固，釋放部分預(yù)應(yīng)力；F、安裝錨具(7)下半部分，將第一層纖維布、預(yù)應(yīng)力纖維布、第三層纖維布卡在錨具上下之間，加熱固化，釋放所有預(yù)應(yīng)力。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種預(yù)應(yīng)力纖維布外粘結(jié)加固技術(shù)的錨固方法，其特征在 于，所述步驟D中加熱固化的溫度為80-120°C。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種預(yù)應(yīng)力纖維布外粘結(jié)加固技術(shù)的錨固方法，其特征在 于，所述步驟D中加熱固化的時(shí)間為1. 5-3小時(shí)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3所述的一種預(yù)應(yīng)力纖維布外粘結(jié)加固技術(shù)的錨固方法，其特征 在于，所述步驟E中釋放預(yù)應(yīng)力為總應(yīng)力的70 95%。
5. —種預(yù)應(yīng)力纖維布外粘結(jié)加固技術(shù)的錨固方法，其特征在于，包括以下步驟A、 將第一層纖維布(3)粘貼在被加固構(gòu)件(2)表面；B、 在第一層纖維布(3)下面再鋪設(shè)一層纖維布(l)，張拉纖維布(l)，并將其粘貼在第 一層纖維布(3)下方，在纖維布(1)下方粘貼第三層纖維布(4);C、 加熱固化；D、 安裝鋼板(5)進(jìn)行第一道錨固，釋放全部預(yù)應(yīng)力；E、 將錨具(7)上半部分安裝在第三層纖維布(4)下面，然后將第一層纖維布(3)、預(yù)應(yīng) 力纖維布(1)和第三層纖維布(4)三者疊合，反貼到錨具上下部分之間。
6. —種預(yù)應(yīng)力纖維布外粘結(jié)加固技術(shù)的錨固方法，其特征在于，包括以下步驟A、 將第一層纖維布(3)粘貼在被加固構(gòu)件(2)表面；B、 在三層預(yù)應(yīng)力纖維布(6)端部錨固處設(shè)置有隔離膜(9);C、 張拉三層纖維布(6)，并將其粘貼在第一層纖維布(3)下方；D、 安裝鋼板(5)進(jìn)行第一道錨固，釋放部分預(yù)應(yīng)力；E、 設(shè)置第二、三道錨固，安裝鋼板(51)、 (52)，釋放所有預(yù)應(yīng)力；F、 切斷三層預(yù)應(yīng)力纖維布(6)位于鋼板(51)、鋼板(52)之間的，從第一層纖維布(3) 算起的第二層與第三層預(yù)應(yīng)力纖維布，二次張拉三層纖維布(6)，取出鋼板(52)，去除隔離 膜(9)，鋪設(shè)增厚纖維布(IO)，重新安裝鋼板(52)，加熱固化，釋放所有預(yù)應(yīng)力。G、切斷三層 預(yù)應(yīng)力纖維布(6)位于鋼板(51)、鋼板(5)之間的，從第一層纖維布(3)算起的第三層預(yù)應(yīng) 力纖維布，取出鋼板(51)，去除隔離膜(9)，鋪設(shè)增厚纖維布(IO)，重新安裝鋼板(51)，加熱 固化。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種預(yù)應(yīng)力纖維布外粘結(jié)加固技術(shù)的錨固方法，其特征在 于，所述步驟D釋放預(yù)應(yīng)力為總應(yīng)力的40% 50% 。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種預(yù)應(yīng)力纖維布外粘結(jié)加固技術(shù)的錨固方法，其特征在 于，所述步驟F張拉應(yīng)力控制為(T/3) X0. 8(T為三層纖維張拉總應(yīng)力)。
全文摘要
本發(fā)明的目的是提供一種端部錨固技術(shù)，首先，在混凝土表面張拉FRP片材，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，以達(dá)到消除或者減少端部的應(yīng)力集中。本發(fā)明在混凝土表面張拉FRP片材，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，以達(dá)到消除或者減少端部的應(yīng)力集中，解除端部不必要的負(fù)擔(dān)。使得FRP片材得到充分的高強(qiáng)性能的同時(shí)，解決了建筑構(gòu)件端部錨固處理問題。
文檔編號(hào)E04G23/02GK101736912SQ20091023263
公開日2010年6月16日 申請(qǐng)日期2009年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月3日
發(fā)明者吳智深, 巖下健太郎 申請(qǐng)人:吳智深;北京特希達(dá)技術(shù)研發(fā)有限公司