[发明专利]预应力纤维布加固混凝土立柱的方法

说明书

技术领域

本发明属于建筑结构工程领域，特别涉及一种预应力纤维布加固混凝土立柱的方法。

背景技术

混凝土柱由于承载能力不足或温度应力等外界作用而产生纵向裂缝时，可在其环向粘贴纤维布进行加固，以约束纵向裂缝的发展，提高其承载能力和使用寿命。

纤维布(特别是碳纤维)由于具有优异的物理学性能和良好的粘接性、耐久性以及耐蚀性，并且具有强度较高、体积小、重量轻等优点，在加固混凝土抗拉表面方面得到广泛应用，比其他结构加固混凝土结构更有优势。

现有技术中，为发挥其高强度的优势，通常将碳纤维布在施加预应力条件下再粘贴在混凝土构件表面，可以有效提高纤维布的利用率，同时更好地约束混凝土构件表面裂缝的产生和发展，利于提高构件的承载能力和延长使用寿命。对碳纤维布施加预应力的施工方法普遍采用沿纤维布纵向张拉技术，通过在纤维布两端纵向施加拉力，达到张拉纤维布的目的。纤维布纵向张拉技术的施工设备结构以及施工工艺过于复杂，提高施工难度，降低工作效率，且较难获得需要较大的张拉力。同时现有的锚固方式容易造成预应力损失，锚固效果差。

因此，需要一种预应力纤维布加固混凝土立柱的方法，所使用的设备结构简单轻便，工作效率高，操作简单容易，能够利用较小的力使纤维布达到较大的张拉力，节约施工成本，并减小因为张拉纤维布需要而对混凝土结构造成新的损伤。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种预应力纤维布加固混凝土立柱的方法，所使用的设备结构简单轻便，张拉操作工作效率高，操作简单容易，能够施较小的横向张拉力，使纤维布达到较大的纵向张拉力，获得所需的预应力，达到对混凝土柱加固，更好地抑制混凝土柱纵向裂纹产生和发展的目的，节约施工成本，减小工程风险，缩短工期，具有显著的技术经济综合效益。

本发明的预应力纤维布加固混凝土立柱的方法，包括以下步骤：

a.布置张拉设备：所述张拉设备包括支架和设置在支架上的两组张拉机构，每组张拉机构均包括连杆、张拉杆和纤维布转向杆，所述连杆为两个，两个连杆底端通过张拉杆固定连接形成平面框架结构，顶端铰接于支架，纤维布转向杆位于张拉杆与连杆的铰接点之间并且两端分别与两个连杆连接，所述两组张拉机构横向位置相对分别位于支架的两侧；支架底部端面设置与张拉杆平行的卡槽，所述卡槽的横截面与混凝土柱表面局部适形并卡在混凝土柱上使张拉杆平行于混凝土柱；

b.布置纤维布：将纤维布沿混凝土柱周向布置，纤维布自由端经过张拉杆的内侧面绕过纤维布转向杆回转180°后压在纤维布与张拉杆的内侧面之间，以利用摩擦力固定纤维布的自由端；

c.横向张拉：对张拉杆施加向内的外力，使张拉杆绕连杆的铰接点向内转动，张拉杆内侧面挤压纤维布自由端和纤维布本身，纤维布自由端和纤维布本身产生摩擦力对纤维布自由端起到固定作用，同时对纤维布进行横向张拉；

d.锚固：待纤维布通过张拉机构与混凝土柱表面贴合后，通过锚具进行锚固。

进一步，步骤d中，锚具包括锚固螺栓和压板，纤维布的锚固段由压板通过锚固螺栓压在混凝土柱表面，所述纤维布的锚固段形成向端部逐渐加厚的楔形结构，所述楔形结构延伸出压板；

进一步，所述纤维布的楔形结构向后延伸至锚固段，所述楔形结构由至少两层纤维布粘接而成；

进一步，所述混凝土柱10横截面为矩形，所述卡槽的横截面为直角形，步骤a中，张拉设备为两个，分别布置在混凝土柱10对角，步骤b中，所述纤维布9为两段分别位于两个张拉设备之间绕在混凝土柱表面；

进一步，支架包括纵向承载梁和两个支撑杆，所述两个支撑杆的顶端之间通过纵向承载梁固定连接使支架形成龙门架结构，纵向承载梁平行于张拉杆，支架上的卡槽设置在两个支撑杆的底端，所述两个连杆铰接在纵向承载梁上；

进一步，所述连杆与纵向承载梁之间的铰接为单自由度铰接，铰接轴线平行纵向承载梁；

进一步，所述纤维布转向杆的横截面为圆形；

进一步，所述板状结构的张拉杆外侧表面沿纵向固定设置至少一根承力杆；

进一步，张拉杆为板状结构，板状结构内侧表面横截面为圆滑过渡；

进一步，所述纵向承载梁上固定设置横向铰接耳，所述连杆通过横向铰接耳铰接在纵向承载梁上；所述支撑杆的底端设置底座，卡槽设置在底座上。