一種續(xù)接木結(jié)構(gòu)的預應力增強裝置及其施工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及一種續(xù)接木結(jié)構(gòu)的預應力增強裝置及其施工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在我國的建筑史上，古建筑木結(jié)構(gòu)無疑占據(jù)了非常重要的一部分，作為我國建筑藝術(shù)的瑰寶，其歷史地位是非常矚目的。木結(jié)構(gòu)本身的結(jié)構(gòu)特點是，取材方便，施工速度快捷簡便，同時具有良好的抗震耗能能力。然而，由于木結(jié)構(gòu)本身的特性，隨著使用時間的增長，其本身容易出現(xiàn)一定的損傷。針對木結(jié)構(gòu)屋蓋處的檁條、椽條及抬梁、樓面梁等構(gòu)件，經(jīng)常發(fā)生蟲蛀、潮朽，使得這類構(gòu)件失去承載能力。
[0003]目前，常見木結(jié)構(gòu)針對該類構(gòu)件的修繕加固方法有兩種:一類是傳統(tǒng)修繕方法，通過將整個構(gòu)件進行替換，該方法將構(gòu)件從整個結(jié)構(gòu)中拆卸下來，將新的構(gòu)件裝上去，以達到修繕的目的，對于該種方法，其適用面較窄，特別是針對大型的抬梁結(jié)構(gòu)及屋蓋結(jié)構(gòu)，其更換構(gòu)件存在著需要落架的問題，而大型木結(jié)構(gòu)的落架需要較大的工程量，且施工難度大，需要具備豐富經(jīng)驗的木結(jié)構(gòu)工程師、大量的人力物力進行支持，在進行古建筑木結(jié)構(gòu)的修繕維護時，秉持的修繕原則是“以舊修舊”，而更換構(gòu)件法無疑破壞了構(gòu)件本身的歷史文物價值，因此，在古建筑的修繕領(lǐng)域，更換構(gòu)件法的應用不多。第二種修繕加固方法是通過將發(fā)生嚴重蟲蛀、潮朽的部位截斷后，將腐朽部分切除，再將兩個分開的構(gòu)件進行續(xù)接，與第一種方法相比，該種修繕方法無需進行落架，直接在原處進行構(gòu)件的修繕，工程量大幅降低，但是該種方法也存在一定的不足，那就是經(jīng)過續(xù)接的構(gòu)件，其本身的強度及剛度相比之前已經(jīng)有了一定程度的降低。特別是在續(xù)接處，其由原先的固接點變?yōu)殂q接點，承載力下降明顯，因此經(jīng)過續(xù)接的構(gòu)件，其構(gòu)件整體強度及剛度已經(jīng)不如之前完整構(gòu)件。
[0004]對于該類續(xù)接構(gòu)件的修復補強，常見的工程方法是通過在續(xù)接構(gòu)件上直接粘貼碳纖維布來進行修復，該種方法對于續(xù)接構(gòu)件的強度有一定程度的提升，但是在剛度提升方面效果有限。同時，該類修繕方法屬于被動加固方法，無法在承載前期便降低構(gòu)件的跨中撓度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，設(shè)計一種可以方便地對這類續(xù)接木結(jié)構(gòu)進行預應力的修繕加固在續(xù)接構(gòu)件上應用該預應力增強裝置，并可以方便的進行預應力的張拉，同時，該結(jié)構(gòu)的安裝過程不對原木結(jié)構(gòu)產(chǎn)生損傷，保護了古建筑的文物價值，該裝置采用全不銹鋼進行制作，在表面涂有高效防銹漆。安裝過程簡便，費用低，覆蓋面廣，拓展了預應力技術(shù)在古建筑木結(jié)構(gòu)修繕領(lǐng)域的應用。
[0006]本發(fā)明的具體實施方案是:一種續(xù)接木結(jié)構(gòu)的預應力增強裝置，包括沿續(xù)接木結(jié)構(gòu)長度方向設(shè)置的多個增強件，所述增強件包括頂部的頂部鋼帶，所述頂部鋼帶兩側(cè)連接有固定端弧形鋼板，所述弧形鋼板內(nèi)壁與待加固的木件外表面相貼合，所述弧形鋼板兩側(cè)固定有側(cè)部錨具，所述弧形鋼板下部設(shè)有底部錨具，所述側(cè)部錨具及底部錨具外沿設(shè)有槽孔，兩側(cè)固定端弧形鋼板下端之間留有間隙并設(shè)有連接法蘭。
[0007]進一步的，所述連接法蘭包括對稱設(shè)置的兩個法蘭板，兩個法蘭板上鎖緊螺栓。
[0008]根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種續(xù)接木結(jié)構(gòu)的預應力增強裝置，其特征在于，所述頂部鋼帶與弧形鋼板通過貫穿的螺栓固定連接。
[0009]本發(fā)明還包括一種續(xù)接木結(jié)構(gòu)的預應力施工方法，其特征在于，利用如權(quán)利要求3所述的一種續(xù)接木結(jié)構(gòu)的預應力增強裝置，包括下列步驟:
(1)在待修繕的續(xù)接構(gòu)件上標定續(xù)接木結(jié)構(gòu)預應力增強裝置的安裝位置，在待修繕的續(xù)接木結(jié)構(gòu)上標定預應力增強裝置的安裝位置，根據(jù)預應力增強裝置的不同尺寸，分別標出每個裝置的安裝長度；
(2)在續(xù)接木結(jié)構(gòu)預應力增強裝置安裝位置處，運用千斤頂將局部木望板或樓面板頂升，預留出一定空間；
(3)進行預應力增強裝置現(xiàn)場安裝；
(4)進行預應力鋼絲繩的現(xiàn)場牽引、對位；
(5)進行預應力鋼絲繩張拉，利用扭矩扳手扭矩及位移計撓度值來控制張拉預應力;在預應力張拉過程中，利用一長螺桿將其端部通過設(shè)置在一端的墩頭錨具連接預應力鋼絲繩，另一頭穿過增強裝置上的錨具刀口后，上螺帽擰緊，通過不斷擰緊該螺帽，施加預應力，完成預應力增強續(xù)接木結(jié)構(gòu)作業(yè)。
[0010]進一步的，安裝預應力增強裝置時，先安裝頂部鋼帶，頂部鋼帶通過千斤頂頂升預留空間穿過后，與兩側(cè)弧形鋼板進行連接，待連接完成，將千斤頂進行卸載，隨后在木梁與裝置的接觸表面上平鋪一層麻纖維，確保木材與鋼構(gòu)件之間剛度過渡，最后將兩側(cè)弧形鋼板通過底部法蘭進行擰緊。
[0011]進一步的，在步驟(I)完成后，根據(jù)實際續(xù)接木結(jié)構(gòu)位置，對于上覆蓋有木望板、木樓板的檁條、椽條、屋面梁等構(gòu)件，采取千斤頂頂升法，在安裝位置逐個進行頂升，頂升預留出一定的空間，以便于增強裝置的安裝，對于其他上無覆蓋木板的構(gòu)件，如抬梁，主梁等構(gòu)件，則直接可進行裝置安裝。
[0012]進一步的，在進行預應力增強裝置安裝時，應對安裝長度內(nèi)的構(gòu)件表面明顯凸起及凹槽進行相應的處理，確保該段長度內(nèi)木結(jié)構(gòu)表面盡量平整，無異常凸起及凹陷。
[0013]進一步的，依次逐個安裝預應力增強裝置，在確保安裝正確后，進行預應力鋼絲繩牽引、對位，確保每根鋼絲繩都能準確無誤的對位到相應側(cè)部錨具或底部錨具的槽孔之中。
[0014]進一步的，在步驟(5)的鋼絲繩張拉過程中，采用分級張拉，先進行側(cè)面鋼絲繩張拉，再進行底面鋼絲繩張拉。其中，底面鋼絲繩提供張拉預應力，側(cè)面鋼絲繩提供側(cè)向穩(wěn)定力，確保續(xù)接構(gòu)件側(cè)向穩(wěn)定。
[0015]進一步的，在步驟(5)的鋼絲繩張拉過程中，通過扭矩扳手校核施加扭矩大小，同時通過位移計觀測構(gòu)件反拱值，直至達到設(shè)計預拉力及撓度值。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:本發(fā)明通過在木結(jié)構(gòu)接續(xù)構(gòu)件上設(shè)置一種續(xù)接木結(jié)構(gòu)的預應力增強裝置，包括沿續(xù)接木結(jié)構(gòu)長度方向設(shè)置的固定端增強件、支撐端增強件、以及張拉端增強件，后期可方便通過鋼絲錨具配合方便進行木結(jié)構(gòu)續(xù)接構(gòu)件的預應力加固，該套增強裝置制作方便，同時費用較低，在安裝時，無需投入大量的人力物力，使用該裝置進行預應力的加固，能夠有效提高該類續(xù)接木結(jié)構(gòu)的強度及剛度。
【附圖說明】
[0017]圖1為預應力增強裝置安裝示意圖；
圖2為續(xù)接木結(jié)構(gòu)預應力增強整體效果示意圖；
圖3為續(xù)接木結(jié)構(gòu)預應力增強裝置張拉端示意圖；
圖4為續(xù)接木結(jié)構(gòu)預應力增強裝置支承端示意圖；
圖5為續(xù)接木結(jié)構(gòu)預應力增強裝置錨固端示意圖；
圖中:1、頂部鋼帶，2、弧形鋼板，3、側(cè)面錨具，4、底面錨具，5、法蘭板，6、樓板，7、續(xù)接構(gòu)件，8、預應力鋼絲繩，9、長螺桿，1、螺母，11、墩頭錨具。
【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明做進一步詳細的說明。
[0019]如圖1?5所示，I)擬修繕的續(xù)接木結(jié)構(gòu)構(gòu)件為一樓面梁，梁體截面不規(guī)