[发明专利]预应力碳纤维板张拉系统及张拉加固方法

说明书

技术领域

本发明属于土木结构工程领域，特别涉及一种预应力碳纤维板张拉系统及张拉加固方法。

背景技术

混凝土构件由于具有在承载能力不足或温度变化、疲劳或冲击等外界作用而产生横向裂缝的特点，一般采用在负弯矩表面纵向粘贴加固材料等进行加固，以约束横向裂缝的产生和发展，提高其承载能力和使用寿命。

碳纤维板和碳纤维布由于具有很高的抗拉强度，在混凝土等构件的加固中得到广泛的应用，由于单位宽度内碳纤维板纤维含量远高于单层碳纤维布的纤维含量，因此碳纤维板的极限拉力显著高于同等宽度碳纤维布的极限拉力，能够能充分发挥碳纤维的强度和弹性模量，施工后也较碳纤维布的强度利用率高。但是，由于碳纤维板本身具有较高的强度，加固施工普遍采用直接粘贴的方法，普通粘贴碳纤维板由于二次受力、裂缝、挠度以及剥离破坏的影响，正常使用状态下碳纤维板的应力通常不足标准强度的5％，有效承载力条件下碳纤维材料的应力通常不足标准强度的20％；使得碳纤维板不能充分发挥其应有的作用。为解决上述问题，出现了将碳纤维板张拉产生预应力后粘贴于加固构件上的技术，可以使碳纤维板在正常使用条件下的应力保持较高的水平，明显改善构件的工作性能。但是，由于碳纤维板本身所具有的物理特性，张拉施工过程较为复杂，施工后的强度利用依然没有达到期望的标准。并且，现有的张拉设备体积较大、结构复杂，占用面积较大，不利于施工，导致施工效率较低；不能满足现场施工的要求。

因此，需要一种预应力碳纤维板的张拉系统，适用于混凝土等构件的预应力碳纤维板加固施工，能够使碳纤维板以设定的预应力粘贴并锚固于被加固构件表面，充分利用碳纤维板本身所具有的优点，结构以及张拉过程较为简单，工作效率高。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种预应力碳纤维板张拉系统及张拉加固方法，适用于混凝土等构件的预应力碳纤维板加固施工，能够使碳纤维板以设定的预应力粘贴并锚固于被加固构件表面，充分利用碳纤维板本身所具有的优点，结构以及张拉过程较为简单，工作效率高。

本发明的预应力碳纤维板张拉系统，包括预应力张拉组件、转向组件和固定设置在被加固构件的机架；

所述预应力张拉组件包括张拉设备、碳纤维板夹具、张拉杆和转轴，所述转轴横向设置并以可绕自身轴线转动的方式设置于机架，张拉杆杆体以可滑动的方式沿径向穿过转轴且张拉杆前端与碳纤维板夹具连接，所述张拉设备用于对张拉杆施加张拉力，所述碳纤维板夹具用于夹持需张拉碳纤维板；

所述转向组件包括转向驱动设备和转向构件，所述转向构件横跨需张拉碳纤维板设置于外侧，所述需张拉碳纤维板被张拉至预定张拉力后转向构件位于碳纤维板夹具前侧；转向驱动设备对转向构件施加将其压向需张拉碳纤维板的压力。

进一步，所述转向组件还包括分列于需张拉碳纤维板横向两侧并铰接于机架的两根导向杆，所述转向构件包括转向器、转向轴和承载导向块，所述转向器横跨于需张拉碳纤维板，所述承载导向块为两个，两根导向杆一一对应滑动配合穿过两个承载导向块，转向器位于两个承载导向块之间并通过转向轴与两个承载导向块以可绕转向轴轴线转动的方式转动配合；所述转向器以转向轴轴线为支点形成杠杆结构，转向器前端正对需张拉碳纤维板，尾端端面由转向驱动设备施加向需张拉碳纤维板的压力；

进一步，转向组件还包括锁紧组件，所述锁紧组件包括转向锁紧门形块和转向锁紧螺母，所述转向锁紧门形块滑动配合外套于导向杆且其开口端固定连接于承载转向块，转向锁紧螺母位于转向锁紧门形块的开口内旋于导向杆设置的外螺纹上，所述转向锁紧螺母的高度小于转向锁紧门形块的开口深度；所述张拉设备通过滑动配合外套于张拉杆的张拉门形块对转轴施加张拉反作用力，张拉杆设有外螺纹并且位于张拉门形块开口内旋有张拉锁紧螺母，所述张拉锁紧螺母的高度小于张拉门形块的开口深度；

进一步，所述张拉设备为张拉穿心千斤顶，所述张拉杆尾端穿过张拉穿心千斤顶并锁紧，张拉穿心千斤顶通过张拉门形块顶住转轴；所述两个导向杆尾端设置有转向承力梁形成门形结构，所述转向驱动设备为转向千斤顶，所述转向千斤顶一端顶住转向承力梁，另一端顶住转向器尾端端面；

进一步，所述转向器与需张拉碳纤维板相对的一侧面沿张拉方向上为外凸的平滑曲面，尾端端面为平面；

进一步，所述机架为槽状结构，所述转轴两端转动配合支撑于槽状结构的两侧。

本发明还公开了一种应用预应力碳纤维板张拉系统的张拉加固方法，其特征在于：

包括以下步骤：