本發(fā)明涉及一種預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)纖維布加固柱構(gòu)件的施工方法。

背景技術(shù)：

高強(qiáng)纖維復(fù)合材料加固法是近年興起的一種新型結(jié)構(gòu)加固技術(shù)，通常是利用聚合樹脂把纖維布黏貼于構(gòu)件表面，使其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外包纖維材料共同工作承載外部荷載，達(dá)到加固補(bǔ)強(qiáng)的目的，該方法對(duì)于提高加固構(gòu)件的承載力、延性、抗震性能都有很好的效果。但由于加固結(jié)構(gòu)存在二次受力，在結(jié)構(gòu)開裂前，纖維材料遠(yuǎn)不能發(fā)揮其高強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，加固效果差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)纖維布加固柱構(gòu)件的施工方法。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)纖維布加固柱構(gòu)件的施工方法，施工方法為：（1）在待加固柱構(gòu)件的加固部位涂抹底膠；（2）將裁剪好的纖維布的一端纏繞在一鋼棒上2-3層、另一端用膠水膠合形成一個(gè)布圈；（3）在加固部位的長(zhǎng)邊定位并開設(shè)直槽；（4）將鋼棒置于直槽內(nèi)，纏繞纖維布在待加固柱構(gòu)件的加固部位；（5）采用張拉裝置張拉纖維布，其中張拉裝置的機(jī)架通過機(jī)架末端設(shè)置的卡口卡緊在鋼棒的上下端，張拉纖維布的布圈端；（6）在纖維布上涂滿膠水；（7）待膠水固化后，卸下張拉裝置；(8)修補(bǔ)填實(shí)所開直槽。

優(yōu)選的，在步驟（1）之前，需要打磨待加固柱構(gòu)件的加固部位，并用修復(fù)材料將表面修復(fù)平整；若待加固柱構(gòu)件存在結(jié)構(gòu)角部，需將結(jié)構(gòu)角部打磨出20-30mm的圓形倒角，然后確定纖維布和鋼棒的尺寸、張拉的預(yù)應(yīng)力目標(biāo)值。

優(yōu)選的，所述張拉裝置包括機(jī)架，與纖維布一端固連的鋼棒卡接在機(jī)架的末端，所述機(jī)架的前端設(shè)置有活動(dòng)座體，所述活動(dòng)座體上設(shè)置有用于與纖維布的布圈端固連的桿體，所述活動(dòng)座體經(jīng)水平螺桿調(diào)節(jié)進(jìn)行相對(duì)機(jī)架的前移張拉運(yùn)動(dòng)。

優(yōu)選的，在步驟（5）中，張拉裝置上的活動(dòng)座體的桿體穿過纖維布的布圈，張拉裝置的機(jī)架通過機(jī)架末端設(shè)置的卡口卡緊在鋼棒的上下端。

優(yōu)選的，所述機(jī)架包括豎直延伸的角鋼，所述角鋼的上下端對(duì)稱焊接有縱向延伸的限位板，所述限位板上均焊接有朝鋼棒側(cè)延伸的持力板，所述持力板的末端均固設(shè)有卡口。

優(yōu)選的，所述持力板與限位板之間的角度為80°-90°，所述卡口朝向待加固柱構(gòu)件側(cè)面的直槽，兩持力板的外側(cè)之間經(jīng)豎直延伸的加強(qiáng)板連為一體。

優(yōu)選的，所述活動(dòng)座體位于機(jī)架的內(nèi)側(cè)，所述活動(dòng)座體的形狀為開口朝向鋼棒的u形結(jié)構(gòu)，所述桿體為栓接在活動(dòng)座體的u形開口上的豎直螺桿，所述豎直螺桿的底端螺接有鎖緊螺母。

優(yōu)選的，所述水平螺桿依次穿過活動(dòng)座體、角鋼后經(jīng)調(diào)節(jié)螺母進(jìn)行連接，所述調(diào)節(jié)螺母位于角鋼側(cè)，所述水平螺桿的頭部位于活動(dòng)座體側(cè)；所述水平螺桿與活動(dòng)座體之間設(shè)置有壓力傳感器。

優(yōu)選的，所述桿體與鋼棒之間設(shè)置有位于機(jī)架內(nèi)側(cè)的夾片，所述夾片的數(shù)量為兩根并豎直延伸，兩夾片之間經(jīng)夾片螺栓、夾片螺母進(jìn)行相互夾緊，兩夾片之間形成纖維布穿設(shè)通道。

優(yōu)選的，所述鋼棒包括圓柱形的棒體，所述棒體的上下端對(duì)稱固設(shè)有矩形的卡桿，所述卡口的形狀與卡桿相適應(yīng)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：該預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)纖維布加固柱構(gòu)件的施工方法能夠?qū)崿F(xiàn)將纖維布纏繞在待加固柱構(gòu)件上并張拉，使纖維布纏繞牢固，加固效果好，操作簡(jiǎn)單便捷，效率高。

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

附圖說明

圖1為本發(fā)明張拉裝置的構(gòu)造示意圖一。

圖2為本發(fā)明張拉裝置去除鋼棒的構(gòu)造示意圖。

圖3為本發(fā)明張拉裝置的構(gòu)造示意圖二。

圖4為本發(fā)明張拉裝置的構(gòu)造示意圖三。

圖5為本發(fā)明中鋼棒的構(gòu)造示意圖。

具體實(shí)施方式

為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉實(shí)施例，并配合附圖，作詳細(xì)說明如下。

如圖1-5所示，一種預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)纖維布加固柱構(gòu)件的施工方法，其特征在于：施工方法為：（1）在待加固柱構(gòu)件22的加固部位涂抹底膠；（2）將裁剪好的纖維布2的一端纏繞在一鋼棒3上2-3層、另一端用膠水膠合形成一個(gè)布圈；（3）在加固部位的長(zhǎng)邊定位并開設(shè)直槽4；（4）將鋼棒置于直槽內(nèi)，纏繞纖維布在待加固柱構(gòu)件的加固部位；（5）采用張拉裝置張拉纖維布，其中張拉裝置的機(jī)架通過機(jī)架末端設(shè)置的卡口卡緊在鋼棒的上下端，張拉纖維布的布圈端，施加預(yù)拉力使纖維布猶如束緊的“腰帶”一樣纏繞在待加固柱構(gòu)件上；（6）在纖維布上涂滿膠水；（7）待膠水固化后，卸下張拉裝置，張拉裝置可重復(fù)利用，單根待加固柱構(gòu)件的預(yù)拉力的施加形成自平衡體系，對(duì)原結(jié)構(gòu)柱未附加外荷載，適用于單層或多層纖維布的張拉和錨固；(8)修補(bǔ)填實(shí)所開直槽。

在本發(fā)明實(shí)施例中，在步驟（1）之前，需要打磨待加固柱構(gòu)件的加固部位，并用修復(fù)材料將表面修復(fù)平整；若待加固柱構(gòu)件存在結(jié)構(gòu)角部，需將結(jié)構(gòu)角部打磨出20-30mm的圓形倒角，然后確定纖維布和鋼棒的尺寸、張拉的預(yù)應(yīng)力目標(biāo)值。

在本發(fā)明實(shí)施例中，修復(fù)材料可以為水泥等。

在本發(fā)明實(shí)施例中，所述張拉裝置包括機(jī)架1，與纖維布2一端固連的鋼棒3卡接在機(jī)架的末端，所述機(jī)架的前端設(shè)置有活動(dòng)座體5，所述活動(dòng)座體上設(shè)置有用于與纖維布的布圈端固連的桿體，所述活動(dòng)座體經(jīng)水平螺桿6調(diào)節(jié)進(jìn)行相對(duì)機(jī)架的前移張拉運(yùn)動(dòng)。

在本發(fā)明實(shí)施例中，在步驟（5）中，張拉裝置上的活動(dòng)座體的桿體穿過纖維布的布圈，張拉裝置的機(jī)架通過機(jī)架末端設(shè)置的卡口卡緊在鋼棒的上下端，使在張拉過程中，鋼棒端卡緊在機(jī)架上不會(huì)受拉力影響產(chǎn)生滑動(dòng)，張拉效率高、效果好、傳力路徑明確。

在本發(fā)明實(shí)施例中，所述機(jī)架包括豎直延伸的角鋼7，所述角鋼的上下端對(duì)稱焊接有縱向延伸的限位板8，所述限位板上均焊接有朝鋼棒側(cè)延伸的持力板9，所述持力板的末端均固設(shè)有卡口10。

在本發(fā)明實(shí)施例中，所述持力板與限位板之間的角度為80°-90°，所述卡口朝向待加固柱構(gòu)件側(cè)面的直槽，兩持力板的外側(cè)經(jīng)豎直延伸的加強(qiáng)板11連為一體。

在本發(fā)明實(shí)施例中，所述活動(dòng)座體位于機(jī)架的內(nèi)側(cè)，所述活動(dòng)座體的形狀為開口朝向鋼棒的u形結(jié)構(gòu)，所述桿體為栓接在活動(dòng)座體的u形開口上的豎直螺桿12，所述豎直螺桿的底端螺接有鎖緊螺母13；使用時(shí)，纖維布的另一端用膠水膠合形成一個(gè)布圈14，可以將豎直螺桿穿過布圈后，通過鎖緊螺母鎖緊在活動(dòng)座體上，便于張拉。

在本發(fā)明實(shí)施例中，所述水平螺桿依次穿過活動(dòng)座體、角鋼后經(jīng)調(diào)節(jié)螺母15進(jìn)行連接，所述調(diào)節(jié)螺母位于角鋼側(cè)，所述水平螺桿的頭部位于活動(dòng)座體側(cè)；所述水平螺桿與活動(dòng)座體之間設(shè)置有壓力傳感器16，纖維布中的張拉預(yù)應(yīng)力可通過壓力傳感器顯示與控制。

在本發(fā)明實(shí)施例中，所述桿體與鋼棒之間設(shè)置有位于機(jī)架內(nèi)側(cè)的夾片17，所述夾片的數(shù)量為兩根并豎直延伸，兩夾片之間經(jīng)夾片螺栓18、夾片螺母19進(jìn)行相互夾緊，兩夾片之間形成纖維布穿設(shè)通道；使用時(shí)，纖維布的另一端（張拉端）可以穿過兩夾片，夾片夾緊纖維布的張拉端的布圈膠合部位，防止布圈膠合部位受力過大撐開。

在本發(fā)明實(shí)施例中，所述鋼棒包括圓柱形的棒體20，所述棒體的上下端對(duì)稱固設(shè)有矩形的卡桿21，所述卡口的形狀與卡桿相適應(yīng)，圓柱形的棒體用于纏繞纖維布。

在本發(fā)明實(shí)施例中，在待加固柱構(gòu)件上環(huán)向纏繞并粘貼高強(qiáng)纖維布能夠提高待加固柱構(gòu)件（例如鋼筋混凝土柱或砌體結(jié)構(gòu)柱）的極限承載能力和延性；其中對(duì)纖維布施加一定預(yù)拉力，可提高纖維布的材料利用率和構(gòu)件的開裂荷載，減小構(gòu)件裂縫寬度，并能進(jìn)一步提高構(gòu)件軸壓極限承載力，可用于水下或潮濕環(huán)境中結(jié)構(gòu)的加固，主要承擔(dān)軸向壓力的圓形、矩形、方形截面建筑結(jié)構(gòu)柱和橋墩等的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的加固，延緩和減小裂縫的出現(xiàn)和發(fā)展，提高其承載能力和延性性能，并可提高高強(qiáng)纖維布材料的利用效率。

具體實(shí)施過程：

實(shí)施例一：待加固柱構(gòu)件為磚砌體柱：高756mm、柱截面240mm×370mm；砌筑用普通燒結(jié)磚強(qiáng)度等級(jí)為mu20，砌筑砂漿強(qiáng)度等級(jí)為m10；加固形式采用預(yù)應(yīng)力纖維布條帶式加固，布條凈距80mm，高強(qiáng)碳纖維布的寬度為100mm，抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為3470mpa；鋼棒截面為φ10mm、長(zhǎng)度為180mm。

具體步驟如下：

第一步：打磨磚砌體柱22的待加固部位，并用修復(fù)材料將表面修復(fù)平整，將柱角部打磨出20mm倒角。

第二步：將纖維布裁剪成長(zhǎng)1600mm的布條2，將纖維布2一端繞過鋼棒3纏繞2-3圈，并涂上纖維布的配套膠水，纖維布2另一端翻折120mm并用膠水膠合形成一個(gè)布圈14；在磚砌體柱22上定位直槽位置。

第三步：確保纖維布2兩端粘貼良好后，將制作完成的纖維布圍套在待加固柱構(gòu)件的預(yù)定位置，其中將鋼棒3置于直槽中，活動(dòng)座體5上的桿體12穿過布圈14；

第四步：將張拉裝置的持力板9末端卡口卡緊鋼棒的上下端21。

第五步；用夾片17夾緊纖維布的張拉端布圈膠合部位。

第六步：水平螺桿6依次穿過活動(dòng)座體5、角鋼7后經(jīng)調(diào)節(jié)螺母15連接。

第七步：旋緊水平螺桿上的調(diào)節(jié)螺母15，通過壓力傳感器16顯示與控制纖維布中應(yīng)力達(dá)到預(yù)定的設(shè)計(jì)應(yīng)力，本實(shí)施例中，控制張拉端張拉應(yīng)力為600mpa。

第八步：張拉完成后，在纖維布2上涂滿配套膠水。

第九步：待膠水徹底固化后，卸下張拉裝置。

第十步：用水泥修補(bǔ)所開直槽，直槽中填充碳纖維布配套膠水。

試驗(yàn)結(jié)果顯示，纖維布中控制應(yīng)力為600mpa試驗(yàn)柱的極限強(qiáng)度為10.59mpa，相較于普通方式加固柱的極限強(qiáng)度9.25mpa提高了15%，相較于未加固柱的極限強(qiáng)度7.31mpa提高了46%，表明本發(fā)明的預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)纖維布加固柱構(gòu)件的施工方法有效。

本發(fā)明不局限于上述最佳實(shí)施方式，任何人在本發(fā)明的啟示下都可以得出其他各種形式的預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)纖維布加固柱構(gòu)件的施工方法。凡依本發(fā)明申請(qǐng)專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。