專利名稱：一種預(yù)應(yīng)力鋼絞線加固混凝土柱體的張拉錨固系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種預(yù)應(yīng)力鋼絞線加固混凝土柱體的張拉錨固系統(tǒng)，用于錨固混凝土柱體，屬于預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前我國許多建筑物、橋梁等進(jìn)入維修、加固期，也有大量的建筑為適應(yīng)我國社 會、經(jīng)濟(jì)、文化等迅速發(fā)展的要求需要改造和加固，尤其是汶川地震后全國各地的許多建筑 要進(jìn)行抗震加固，這迫切需要高效的加固方法。傳統(tǒng)的混凝土結(jié)構(gòu)加固方法包括加大截面、粘鋼、粘貼纖維復(fù)合材料、鋼絲網(wǎng)、體 外預(yù)應(yīng)力等加固方法，但存在施工復(fù)雜、勞動強(qiáng)度大、打孔對結(jié)構(gòu)有損傷、成本高等缺陷，力口 固后的結(jié)構(gòu)往往發(fā)生粘結(jié)破壞，不能充分利用加固材料的高性能。非預(yù)應(yīng)力鋼絞線加固技術(shù)存在明顯的應(yīng)力滯后現(xiàn)象不能充分發(fā)揮加固材料的高 強(qiáng)性能，加固后的結(jié)構(gòu)易發(fā)生粘結(jié)破壞，，而且由于粘結(jié)破壞影響因素多，建立的計算模型 復(fù)雜，不適于結(jié)構(gòu)加固設(shè)計計算，這制約了高強(qiáng)鋼絞線在加固領(lǐng)域的推廣應(yīng)用。預(yù)應(yīng)力鋼絞線加固技術(shù)綜合了體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)、高強(qiáng)鋼絞線加固技術(shù)的優(yōu) 點，是一項新穎的加固技術(shù)，能充分發(fā)揮鋼絞線的高強(qiáng)特性，不發(fā)生粘結(jié)破壞，顯著提高結(jié) 構(gòu)的剛度和承載力，對增加結(jié)構(gòu)自重影響很小、改善結(jié)構(gòu)的延性，施工期間不影響建筑物的 使用，可以基于預(yù)應(yīng)力混凝土基本理論建立簡明適用的計算模型，應(yīng)用于加固設(shè)計和施工 實踐。已有的試驗研究證明預(yù)應(yīng)力鋼絞線加固技術(shù)可顯著提高混凝土受彎構(gòu)件的初裂荷 載、屈服荷載，能有效抑制構(gòu)件變形、裂縫的發(fā)展，閉合原裂縫，改善使用階段的受力性能?？傊?，預(yù)應(yīng)力鋼絞線加固方法有如下優(yōu)點(1)解決鋼絞線應(yīng)力滯后的問題；(2) 可通過預(yù)加力的大小，控制混凝土截面的應(yīng)力狀態(tài)，使構(gòu)件在使用荷載作用下不開裂或有 效限制裂縫寬度；(3)通過預(yù)加力的大小，控制裂縫性能，使已有裂縫封閉，改善變形性能， 提高抗震性能；(4)充分發(fā)揮鋼絞線的高強(qiáng)性能。(5)預(yù)應(yīng)力可以有效降低鋼筋的應(yīng)力循環(huán) 幅度，增加構(gòu)件的疲勞壽命。混凝土柱體作為混凝土結(jié)構(gòu)的最重要的構(gòu)件之一，對其實施主動約束加固，可顯 著提高加固效果。由于預(yù)應(yīng)力鋼絞線加固方法有以上諸多優(yōu)點，可以將其應(yīng)用到對混凝土 柱體的加固中。但是，預(yù)應(yīng)力鋼絞線加固混凝土柱體需要解決鋼絞線的張拉和錨固問題。因 此，研制對鋼絞線施加預(yù)應(yīng)力加固混凝土柱的張拉錨具有非常重要的工程應(yīng)用價值。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服了現(xiàn)有混凝土加固方法的上述缺陷，提供了一種預(yù)應(yīng)力鋼 絞線加固混凝土柱體的張拉錨固系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過松緊螺母對鋼絞線施加預(yù)應(yīng)力和調(diào)節(jié)預(yù) 應(yīng)力大小，對原有混凝土柱體沒有任何損傷，提高加固混凝土柱體的承載力、剛度、耗能能 力和延性。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取了如下技術(shù)方案包括鋼絞線、兩塊鋼板錨固件、以及施加預(yù)應(yīng)力用的螺栓和螺母；其中鋼絞線一端固定在一塊鋼板錨固件上，另一端繞待 固定混凝土圓柱體一周后固定在另一塊鋼板錨固件上，各鋼絞線沿混凝土圓柱體圓周等間 距平行布置，兩塊鋼板錨固件平行布置，兩塊鋼板通過螺栓和螺母連接。在相鄰的鋼絞線之間以及最外側(cè)的鋼絞線的外側(cè)均布置有所述的用于連接鋼板 錨固件的螺栓和螺母，利用螺母在螺栓上的松緊調(diào)節(jié)兩塊鋼板間距，實現(xiàn)對鋼絞線預(yù)應(yīng)力 大小的控制。鋼板錨固件的長度可以根據(jù)施工方案靈活確定，一般長度60 400mm，鋼板錨固 件厚度一般取10 40mm。如果鋼板錨固件較薄，施加的張拉力大，可以在鋼板錨固件上增 設(shè)翼緣和加勁肋增加其在張拉方向的剛度。所述的鋼絞線能夠用鋼絲繩或鋼絲代替。本發(fā)明中的錨固系統(tǒng)在鋼絞線加固混凝土構(gòu)件中具有以下優(yōu)點1)此錨固系統(tǒng)對原有混凝土柱體沒有任何損傷，可實現(xiàn)對混凝土構(gòu)件的無損加 固；2)該錨固系統(tǒng)可以充分發(fā)揮鋼絞線抗拉強(qiáng)度高的特性，提高加固混凝土柱體的承 載力、剛度、耗能能力和延性；3)該錨固系統(tǒng)可以對鋼絞線施加預(yù)應(yīng)力，預(yù)應(yīng)力水平能達(dá)到極限抗拉強(qiáng)度的 75%以上；4)此錨具和張拉體系可以實現(xiàn)對于混凝土柱的主動約束，施加預(yù)應(yīng)力。5)可以通過調(diào)整螺母在螺栓上的松緊控制鋼絞線預(yù)應(yīng)力大??；6)施工工藝簡單易行，成本低廉，便于現(xiàn)場施工。
圖1為本發(fā)明錨固裝置的正剖切面示意圖；圖2為本發(fā)明錨固裝置側(cè)面示意圖；圖3為本發(fā)明錨固裝置錨固混凝土圓柱的水平剖面圖；圖中1、鋼絞線，2、鋼板錨固件，3、鋼絞線錨具，4、螺栓，5、螺母，6、混凝土柱，7、砂 漿。
具體實施例方式現(xiàn)結(jié)合附圖1 圖3對本發(fā)明作進(jìn)一步說明本實施例將鋼絞線用專用錨具固定在鋼板錨固件上，用螺栓連接兩塊鋼板錨固 件，通過松緊螺母對鋼絞線施加預(yù)應(yīng)力和調(diào)節(jié)預(yù)應(yīng)力大小，其具體結(jié)構(gòu)如圖1 圖3所示， 本實施例中選用的鋼絞線1的直徑為4. 5mm，其一端通過鋼絞線專用錨具3固定在一塊鋼板 錨固件2上，另一端繞混凝土圓柱體6 —周后穿過另一塊鋼板錨固件2的錨孔并利用現(xiàn)有 的鋼絞線錨具3 (選擇合適的錨具，保證能在預(yù)應(yīng)力作用下能有效錨固即可)固定在該鋼板 錨固件上。本實施例中選用了 5條鋼絞線，各條鋼絞線1等間距布置，并且長度相等，這樣 可以使固定端到張拉端的距離相同，保證所有鋼絞線1在同一起始點開始受力張拉。鋼板錨固件的螺栓孔和鋼絞線錨孔沿鋼板錨固件的長度方向間隔布置，鋼絞線1 在鋼板錨固件2的錨孔間距40mm，兩相鄰鋼絞線錨孔之間以及最外側(cè)的錨孔的外側(cè)設(shè)置有螺栓孔，孔徑10mm，均沿鋼板長度方向的中心線布置。鋼板錨固件2為一鋼板，其厚度為IOmm,高度為30mm，長度為220mm，共有鋼絞線錨孔5個，螺栓孔6個。將兩塊鋼板對稱對齊 布置，并將螺栓4穿過兩塊鋼板錨固件2的螺栓孔，擰緊螺母5對鋼絞線1進(jìn)行張拉。通過 松緊螺母5對鋼絞線1的預(yù)應(yīng)力大小進(jìn)行調(diào)節(jié)，當(dāng)達(dá)到設(shè)計應(yīng)力水平后，停止調(diào)節(jié)螺母5。 張拉完成后在柱體上壓抹或噴涂20mm厚砂漿7保證預(yù)應(yīng)力鋼絞線1與混凝土圓柱6的整 體性，并可保護(hù)預(yù)應(yīng)力鋼絞線1。本實施例中的鋼絞線也可以用鋼絲繩或鋼絲代替。為保證張拉順利，需要設(shè)計和嚴(yán)格控制好螺栓4和鋼絞線1的長度，保證所有鋼絞 線1在同一起始點開始受力張拉，以保證對每根鋼絞線施加的預(yù)應(yīng)力相等。在螺母5擰緊 的過程中，當(dāng)感到螺母5開始明顯受阻時，定此點為張拉的起始點，待螺母5行進(jìn)距離達(dá)到 要求距離后停止張拉。最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較 佳實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(fā)明的技 術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本 發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
一種預(yù)應(yīng)力鋼絞線加固混凝土柱體的張拉錨固系統(tǒng)，其特征在于包括鋼絞線、兩塊鋼板錨固件、以及施加預(yù)應(yīng)力用的螺栓和螺母；其中鋼絞線一端固定在一塊鋼板錨固件上，另一端繞需要加固的混凝土圓柱體一周后固定在另一塊鋼板錨固件上，各鋼絞線沿混凝土圓柱體圓周等間距平行布置，兩塊鋼板錨固件平行布置，兩塊鋼板通過螺栓和螺母連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種預(yù)應(yīng)力鋼絞線加固混凝土柱體的張拉錨固系統(tǒng)，其特征 在于在相鄰的鋼絞線之間以及最外側(cè)的鋼絞線的外側(cè)均布置有所述的用于連接鋼板錨固 件的螺栓和螺母。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種預(yù)應(yīng)力鋼絞線加固混凝土柱體的張拉錨固系統(tǒng)，其特征 在于所述的鋼板錨固件上增設(shè)翼緣和加勁肋。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種預(yù)應(yīng)力鋼絞線加固混凝土柱體的張拉錨固系統(tǒng)，其特征 在于所述的鋼絞線能夠用鋼絲繩或鋼絲代替。
全文摘要
本發(fā)明是一種預(yù)應(yīng)力鋼絞線加固混凝土柱體的張拉錨固系統(tǒng)，用于錨固混凝土柱體，屬于預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)領(lǐng)域。該系統(tǒng)包括鋼絞線、兩塊鋼板錨固件、以及施加預(yù)應(yīng)力用的螺栓和螺母；其中鋼絞線一端固定在一塊鋼板錨固件上，另一端繞需要加固的混凝土圓柱體一周后固定在另一塊鋼板錨固件上，各鋼絞線沿混凝土圓柱體圓周等間距平行布置，兩塊鋼板錨固件平行布置，兩塊鋼板通過螺栓和螺母連接。本發(fā)明通過松緊螺母對鋼絞線施加預(yù)應(yīng)力和調(diào)節(jié)預(yù)應(yīng)力大小，預(yù)應(yīng)力水平能達(dá)到極限抗拉強(qiáng)度的75％以上，對原有混凝土柱體沒有任何損傷，提高加固混凝土柱體的承載力、剛度、耗能能力和延性。
文檔編號E04G21/12GK101812924SQ20101015246
公開日2010年8月25日 申請日期2010年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月16日
發(fā)明者肖銳, 鄧宗才, 郭俊平 申請人:北京工業(yè)大學(xué)