專利名稱：增強設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于支承結構的增強設備，它具有一種疊層結構，疊層結構匯入一個錨固裝置內(nèi)，其特征在于，疊層結構由多個分離的或可分離的單層組成，在單層之間設有夾層。此外本發(fā)明提供用于制造這種增強設備的方法以及用于以這種增強設備為基礎用于整修和/或增強建筑物的方法。
背景技術：
國際專利申請PCT/CH98/00346(作為WO 99/10613公開)公開了一種此類型的增強設備。在那里，規(guī)定用于增強支承構件，例如混凝土梁的CFK薄板端部分割成至少兩個大體等厚的片，以及各粘入一個終端件中彼此按一個角度布置的相應固定槽內(nèi)。此結構被粘在支承構件的受拉力側上，此時，CFK薄板優(yōu)選地相對于支承構件直接通過終端件預緊。終端件可置入支承構件內(nèi)的一個相應的孔內(nèi)，或直接粘在和/或用銷釘連接在支承構件表面上，必要時使用橫向夾緊裝置。
但是，尤其在錨固裝置中這種增強設備的匯入?yún)^(qū)內(nèi)，由于突然的橫截面改變，產(chǎn)生規(guī)則的橫向于增強設備主軸線作用的巨大的力。由此在此類增強設備的內(nèi)部造成不希望的“額定斷裂點”，它們隨著時間的推移損害增強設備，以及最終可能越來越嚴重地降低其強度直至整個設備斷裂破壞。
因此，為避免此問題，往往在錨固裝置內(nèi)這種增強設備的匯入?yún)^(qū)采用一種恰當?shù)臋M向夾緊裝置。然而這種橫向夾緊裝置本身易產(chǎn)生故障，以及整個結構非常復雜和昂貴。此外，由此還使增強設備沿主軸線方向的應力并不少見地直至和超出負荷極限，所以在錨固裝置的區(qū)域內(nèi)可能出現(xiàn)疊層結構承載強度的缺失。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目的是克服先有技術的缺點以及提供一種增強設備，它不僅在錨固裝置內(nèi)的匯入?yún)^(qū)保證不斷裂和能承載，而且與此同時能沿主軸線方向毫無問題地耐受承載的主錨固裝置的最大負載。
此目的借助按本發(fā)明的增強設備達到。按本發(fā)明的用于支承結構的增強設備按權利要求1的特征有一種疊層結構，它匯入錨固裝置內(nèi)，其特征在于，此疊層結構由多個分離的或可分離的單層組成，在單層之間至少在部分區(qū)內(nèi)，優(yōu)選地在錨固裝置的區(qū)域內(nèi)設夾層。此外提供制造這種增強設備的方法和以這種增強設備為基礎整修和/或增強建筑物的方法。優(yōu)選地，疊層結構有碳纖維增強的塑料薄片(CFK)作為單層，它們埋入熱塑性塑料基體內(nèi)。優(yōu)選地，疊層結構的單層以熱塑性常用塑料為基礎，以及優(yōu)選地有附加地設在單層之間的織物層或金屬板作為夾層，以及特別優(yōu)選地是雙向定向的織物，尤其雙向定向的芳族聚酰胺纖維織物。
本發(fā)明涉及一種支承結構的增強設備，它有一種疊層結構，疊層結構匯入一錨固裝置內(nèi)，其特征在于，疊層結構由多個分離的或可分離的單層組成，在單層之間設夾層。此外本發(fā)明提供用于制造這種增強設備的方法以及用于以這種增強設備為基礎整修和/或增強建筑物的方法。優(yōu)選地，疊層結構有碳纖維增強的塑料薄片(CFK)作為單層，它們埋入熱塑性塑料基體內(nèi)。優(yōu)選地，疊層結構的單層以熱塑性常用塑料為基礎，以及優(yōu)選地有附加地設在單層之間的織物層或金屬板作為夾層，以及特別優(yōu)選地是雙向定向的織物，尤其雙向定向的芳族聚酰胺纖維織物。
本發(fā)明涉及一種支承結構的增強設備，它有一種疊層結構，疊層結構匯入一錨固裝置內(nèi)，其特征在于，疊層結構由多個分離的或可分離的單層組成，在單層之間設夾層。優(yōu)選地在這種增強設備中疊層結構兩個端部分別匯入一個錨固裝置內(nèi)。按一種優(yōu)選的實施形式，這種增強設備有一種疊層結構，它有碳纖維增強的塑料薄片(CFK)作為單層。按一種優(yōu)選的實施形式，增強設備的單層埋入一種熱塑性塑料基體內(nèi)。按一種優(yōu)選的實施形式，這種增強設備疊層結構的單層以一種熱塑性的常用塑料為基礎。按增強設備的另一種優(yōu)選的實施形式，在疊層結構的單層之間附加地設織物層或金屬板作為夾層，在這種情況下優(yōu)選地設一雙向定向的織物作為夾層，尤其是一個雙向定向的芳族聚酰胺纖維織物。按增強設備的一種優(yōu)選的實施形式，錨固裝置涉及多個，優(yōu)選地兩個，連接成一個在空間上圍繞疊層端部的空心體的空心體段。這些空心體段可借助于穿過整個疊層厚度的圓柱孔連接，優(yōu)選地螺釘連接。在這里采用熱塑性材料帶來附加的突出的優(yōu)點是，可以使用一種可加熱的工具，以便在材料內(nèi)目標非常準確和細心地加工裝配孔，加工時埋入的碳纖維可以避讓此工具并因而不會由于鉆孔而受損，從而相應地有利于提高穩(wěn)定性以及由此促使整個增強設備尤其能承受軸向載荷。
按另一種實施形式，這種錨固裝置涉及至少一個可軸向調整的圓柱體，特別優(yōu)選地涉及至少一個用鋼或尤其纖維增強塑料制的可旋轉地軸向支承的圓柱體，它可以設有調整螺釘。按一種優(yōu)選的實施形式，錨固裝置涉及一種夾緊頭，它優(yōu)選地可借助一根沿軸向延伸的螺桿調整和制動。
此外，本發(fā)明涉及一種制造上述增強設備的方法，此方法的特征在于有下列步驟(a)至(d)(a)按已知的方式將普通的薄片劈裂成多個單層；(b)將多個夾層嵌入按(a)制成的單層之間；(c)將疊層結構優(yōu)選地通過加熱和/或加壓的作用熔成一種夾層式板疊；(d)優(yōu)選地借助適用的夾緊設備加上錨固裝置。
按另一種實施形式，按本發(fā)明的方法其特征在于有下列步驟(a)至(c)(a)按已知的方式將多個普通疊層結構的普通單層與多個夾層組合成一種優(yōu)選地交替排列的疊層結構；(b)優(yōu)選地通過加熱和/或加壓的作用將疊層結構熔成一種夾層式板疊；(c)優(yōu)選地借助適用的夾緊設備加上錨固裝置。
這種方法的一種優(yōu)選的實施形式其特征在于方法有一個附加的步驟，在此步驟的范圍內(nèi)，疊層結構的橫截面在與錨固裝置連接的區(qū)域內(nèi)增大，為此優(yōu)選地交替在疊層結構上施加附加的單層和/或夾層。
這種方法的另一種優(yōu)選的實施形式其特征在于，疊層結構的兩端分別匯入一個錨固裝置內(nèi)。
這種方法的另一種優(yōu)選的實施形式其特征在于，疊層結構有碳纖維增強的塑料薄片(CFK)作為單層。
這種方法的另一種優(yōu)選的實施形式其特征在于，疊層結構的單層埋入一種熱塑性塑料基體內(nèi)。
這種方法的另一種優(yōu)選的實施形式其特征在于，疊層結構的單層以一種熱塑性的常用塑料為基礎。
這種方法的另一種優(yōu)選的實施形式其特征在于，在疊層結構的單層之間附加地設織物層或金屬板作為夾層，優(yōu)選地設一種雙向定向的織物，尤其一種雙向定向的芳族聚酰胺纖維織物。
這種方法的另一種優(yōu)選的實施形式其特征在于，錨固裝置涉及多個，優(yōu)選地兩個，連接成一個在空間上圍繞疊層端部的空心體的空心體段。
這種方法的另一種優(yōu)選的實施形式其特征在于，錨固裝置涉及至少一個可軸向調整的圓柱體，優(yōu)選地至少一個可旋轉地軸向支承有調整螺釘?shù)匿搱A柱體。
這種方法的另一種優(yōu)選的實施形式其特征在于，錨固裝置涉及一種夾緊頭，它優(yōu)選地可借助一根沿軸向延伸的螺桿調整和制動。
此外，本發(fā)明還涉及一種增強和/或整修建筑物的方法，此方法的特征在于，在此方法的范圍內(nèi)，建筑物的至少一個承載的結構構件配備一個上述的增強設備。
最后，本發(fā)明涉及增強設備的應用，如上所述應用于增強和/或整修建筑物，優(yōu)選地以混凝土為基礎的承載的結構構件，尤其應用于增強橋梁結構。


下文參見在圖1至3中公開的典型實施例詳細說明本發(fā)明優(yōu)選的實施形式。
具體實施例方式
圖1表示了一個按本發(fā)明的增強設備例子，并同時圖解制造方法，其中在圖的上部表示縱剖面圖，在其下部表示橫截面圖。增強設備的這種實施形式可以優(yōu)選地按方法的步驟1至5說明如下(也可以取代織物夾層(1)采用金屬板)1.將薄片沿厚度分割以增大表面(例如分成2-7部分)a)劈裂慣用的薄片·薄片可例如借助一種加熱的切割工具(例如刀片、熱絲)沿厚度分割成期望數(shù)量的分薄片。此過程比已知的熱固性塑料薄片的劈裂過程(見公開的WO 00/50706)對纖維有更好的保護。
·薄片端部的纖維可通過加熱從基體露出。
可按期望的形式設計纖維和熔入夾緊頭內(nèi)。
b)另一種制造方法工作如下·由多個薄層(所謂薄帶)組成一個薄片。這些一個個薄帶通過加熱和加壓互相壓成一個單個薄片。在此制造過程中在錨固區(qū)內(nèi)夾入分隔膜(在期望的區(qū)域內(nèi)不復合各薄帶)。
·首先由薄帶制造錨固頭，只有在這之后才在自由長度上將薄帶焊成一個薄片。
·薄片，優(yōu)選地沿其整個厚度，在薄帶之間設雙向織物(見步驟2)。
2.置入有熱塑性塑料基體的雙向織物(優(yōu)選地有+/-45°定向的芳族聚酰胺纖維織物)。在每第一個形成的分離層內(nèi)置入一個織物。
3.在必要時可附加地增大錨固區(qū)內(nèi)的橫截面，為此交替地將一個織物和一個薄的(約0.2mm)厚的薄片帶(Lamellentape)粘在外面。
4.如此獲得的夾層狀疊層結構在加熱和加壓作用下熔成一個板疊。在有些情況下此過程必須分成多個階段進行(每個單層)。
5.在薄片與頭部之間的過渡區(qū)由于橫截面改變會產(chǎn)生橫向拉力。它們可優(yōu)選地借助適用的裝置(例如鋼或碳纖維型材)借助螺釘夾緊(3)。
圖2表示按本發(fā)明的增強設備在錨固裝置內(nèi)最終錨固的另一種可能的方案，其中在圖的左部表示縱剖面圖以及在圖的右部表示橫截面圖。
在文獻EP 1 000 208 B1(＝WO 99/06651)中公開了薄片端部在圖2的范圍內(nèi)表示為鋸齒形的按本發(fā)明的實施形式。按本發(fā)明的一種優(yōu)選的實施形式，這種鋸齒形的薄片端部附加地彎曲成，能通過由此造成的在錨固裝置內(nèi)薄片半徑的改變，實現(xiàn)一種與應力相匹配的曲率半徑，從而進一步降低在錨固裝置匯入?yún)^(qū)內(nèi)上面已論及的出現(xiàn)“額定斷裂點”的危險。
本發(fā)明這種優(yōu)選的實施形式可能的制造方法可說明如下，其中錨固零件可由普通的常用塑料或由鋼構成。
1.鋸齒形a)首先制造薄片端段的鋸齒形狀(例如通過在一適用的模具內(nèi)加熱和加壓)，接著在適用的陽模和陰模內(nèi)進行事后的調整。
b)在一個加熱的陽-陰模具內(nèi)壓制端部，模具將薄片造成期望的鋸齒形。然后這一形狀作為錨固部分留在薄片上。
2.在鋸齒形薄片端段上固定此形狀這種(由普通的常用塑料或金屬制的)包殼可以在邊緣實施粘結(B1)、螺釘連接(B2)或全面地握裹(B3，例如用芳族聚酰胺纖維、玻璃纖維、或優(yōu)選地碳纖維)。
按另一種優(yōu)選的實施形式，一種如上所述的增強設備的錨固裝置可以以一個如在圖3中示意地表示的鋼圓柱體為基礎(在圖上部表示縱剖面圖，以及在其下部表示俯視圖)。
本發(fā)明這種優(yōu)選的實施形式可能的制造方法可說明如下1.為了能將薄片卷繞為小的半徑，薄片必須被劈裂(或已經(jīng)劈裂)。這可以類似于按圖1的實施形式(將薄片的厚度分割以增大表面)進行(見上文)。
2.在鋼或優(yōu)選地纖維增強的塑料制的圓柱體上卷繞疊層結構。疊層結構的不同單層可以為了固定插入一槽內(nèi)，或機械地(借助橫件和螺釘)固定。通過圓柱體和CFK薄片之間的靜摩擦減小應力。因此，圓柱體的表面優(yōu)選地應選擇為盡可能粗糙。
3.通過加熱頭部形成緊湊的結構部分。
按照另一種優(yōu)選的實施形式，疊層結構的每個單層也可以分別卷繞在一個用鋼或優(yōu)選地纖維增強的塑料制的圓柱體上，并因而以多個圓柱體為基礎構成錨固裝置。
權利要求
1.用于支承結構的增強設備，具有一種疊層結構，該疊層結構匯入一個錨固裝置內(nèi)，其特征為疊層結構由多個分離的或可分離的單層組成，在單層之間至少在錨固裝置的區(qū)域內(nèi)設有夾層。
2.按照權利要求1所述的增強設備，其特征為疊層結構的兩端分別匯入一個錨固裝置內(nèi)。
3.按照權利要求1或2之一所述的增強設備，其特征為疊層結構有碳纖維增強的塑料薄片(CFK)作為單層。
4.按照權利要求1至3之一所述的增強設備，其特征為疊層結構的單層埋入一個熱塑性的基體內(nèi)。
5.按照前列諸權利要求之一所述的增強設備，其特征為疊層結構的單層以一種熱塑性的常用塑料為基礎。
6.按照前列諸權利要求之一所述的增強設備，其特征為在疊層結構的單層之間附加地設有織物層或金屬板作為夾層，優(yōu)選一種雙向定向的織物，尤其一種雙向定向的芳族聚酰胺纖維織物。
7.按照前列諸權利要求之一所述的增強設備，其特征為錨固裝置涉及多個，優(yōu)選兩個，連接成一個在空間上圍繞疊層端部的空心體的空心體段，它們必要時借助穿過整個疊層厚度的圓柱孔進行連接，優(yōu)選螺釘連接。
8.按照前列諸權利要求之一所述的增強設備，其特征為錨固裝置涉及至少一個可軸向調整的圓柱體，優(yōu)選至少一個用鋼或特別優(yōu)選地用纖維增強塑料制成的可軸向旋轉支承的圓柱體，它必要時設有調整螺釘。
9.按照前列諸權利要求之一所述的增強設備，其特征為錨固裝置涉及一種夾緊頭，它優(yōu)選地可借助一根沿軸向延伸的螺桿進行調整和制動。
10.用于制造按照前列諸權利要求之一所述的增強設備的方法，其特征為此方法有下列步驟(a)按已知的方式將普通的薄片劈裂成多個單層；(b)將多個夾層嵌入按(a)制成的單層之間；(c)將疊層結構優(yōu)選通過加熱和/或加壓的作用熔成一種夾層式板疊；(d)優(yōu)選借助一種適用的夾緊設備裝上錨固裝置。
11.用于制造按照權利要求1至9之一所述增強設備的方法，其特征為此方法有下列步驟(a)按已知的方式將普通疊層結構的多個普通單層與多個夾層組合成一種優(yōu)選交替排列的疊層結構；(b)優(yōu)選通過加熱和/或加壓的作用將疊層結構熔成一種夾層式板疊；(c)優(yōu)選借助適用的夾緊設備裝上錨固裝置。
12.按照權利要求10或11所述的用于制造增強設備的方法，其特征為此方法還有一個附加的步驟，在此步驟的范圍內(nèi)，疊層結構的橫截面在與錨固裝置連接的區(qū)域內(nèi)增大，為此優(yōu)選交替地在疊層結構上施加附加的單層和/或夾層。
13.按照權利要求10至12之一所述的方法，其特征為疊層結構的兩端分別匯入一個錨固裝置內(nèi)。
14.按照權利要求10至13之一所述的方法，其特征為疊層結構有碳纖維增強的塑料薄片(CFK)作為單層。
15.按照權利要求10至14之一所述的方法，其特征為疊層結構的單層埋入一個熱塑性的基體內(nèi)。
16.按照權利要求10至15之一所述的方法，其特征為疊層結構的單層以一種熱塑性的常用塑料為基礎。
17.按照權利要求10至16之一所述的方法，其特征為在疊層結構的單層之間附加地設有織物層或金屬板作為夾層，優(yōu)選一種雙向定向的織物，尤其一種雙向定向的芳族聚酰胺纖維織物。
18.按照權利要求10至17之一所述的方法，其特征為錨固裝置涉及多個，優(yōu)選兩個，連接成一個在空間上圍繞疊層端部的空心體的空心體段。
19.按照權利要求10至18之一所述的方法，其特征為錨固裝置涉及至少一個可軸向調整的圓柱體，優(yōu)選至少一個用鋼或特別優(yōu)選地用纖維增強塑料制成的可軸向旋轉支承的圓柱體，它必要時設有調整螺釘。
20.按照權利要求10至19之一所述的方法，其特征為錨固裝置涉及一種夾緊頭，它優(yōu)選地可借助一根沿軸向延伸的螺桿進行調整和制動。
21.用于增強和/或整修建筑物的方法，其特征為在本方法的范圍內(nèi)，建筑物的至少一個承載的結構構件配備一個按照權利要求1至9之一所述的增強設備。
22.按照權利要求1至9之一所述的增強設備用于增強和/或整修建筑物的應用，優(yōu)選用于以混凝土為基礎的承載的結構構件，尤其是橋梁結構。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于支承結構的增強設備，它具有一種疊層結構，疊層結構匯入一個錨固裝置內(nèi)，其特征在于，此疊層結構由多個分離的或可分離的單層組成，在單層之間至少在錨固裝置的區(qū)域內(nèi)設有夾層。本發(fā)明還提供用于制造這種增強設備的方法和以這種增強設備為基礎用于整修和/或增強建筑物的方法。優(yōu)選地，疊層結構有碳纖維增強的塑料薄片(CFK)作為單層，它們埋入一個熱塑性的基體內(nèi)。優(yōu)選地，疊層結構的單層以熱塑性的常用塑料為基礎，以及優(yōu)選具有附加地設在單層之間的織物層或金屬板作為夾層，而且特別優(yōu)選一種雙向定向的織物，尤其一種雙向定向的芳族聚酰胺纖維織物。
文檔編號E01D22/00GK1671932SQ02827104
公開日2005年9月21日 申請日期2002年12月16日 優(yōu)先權日2002年1月29日
發(fā)明者亞歷山大·布萊布勒, 雷托·克萊南 申請人:塞卡施韋茨股份公司