[发明专利]预应力碳纤维片材双平板式锚具锚固性能试验方法

说明书

技术领域

本发明属于土木工程结构加固技术领域，尤其涉及一种预应力碳纤维片材双平板式锚具锚固性能试验方法。

背景技术

为充分发挥碳纤维材料的高强性能，近年来基于预应力碳纤维片材的主动加固技术日益得到重视。其主要特点在于对碳纤维片材施加初始的预拉力，把预应力技术带入碳纤维材料加固领域。预应力碳纤维片材加固技术，可以充分利用碳纤维材料高强的特点，提高混凝土结构的加固效果，避免材料的浪费；显著提高混凝土梁式构件的开裂弯矩，延缓裂缝的出现，抑制既有裂缝的发展，显著减小裂缝宽度，从而改善结构的正常使用性能。

相对传统的直接粘贴碳纤维片材加固方法，预应力碳纤维片材加固混凝土结构必须解决好两个问题：（1）碳纤维片材端部（含张拉端与固定端）的有效锚固，以避免在外界荷载作用下碳纤维片材的破坏始于锚固段，同时提高初始预应力水平（即降低预应力损失）；（2）碳纤维片材的预应力张拉与粘贴工艺，确保预应力的有效施加与施工简便。

碳纤维片材端部的锚固方式主要有两大类。一类是常规方法，即在端部加U型箍形式，这种在早期得到广泛应用，但存在锚固效率底、施工周期长等缺点。特别的，加固桥梁结构时，还将存在无空间安装U型箍的问题。另一类是设永久锚具，如公开号为CN 2804269Y的中国实用新型专利公开的“一种预应力碳纤维片材平板式永久锚具”，公开号为CN 1415826A的中国发明专利公开的“高强度复合材料预应力张拉和锚固的施工方法”的波形锚等。但公开号为CN 2804269Y的中国实用新型专利公开的平板锚具为单板式，碳纤维片材与平板仅采用单面粘贴，且无可靠的机械锚固措施，完全依靠碳纤维片材与钢板的粘结强度来施加预应力，预应力水平较低，无法充分发挥碳纤维片材的高强特点。公开号为CN 1415826A的中国发明专利公开的波形锚具锚固效果较好，但对加工工艺、精度要求高，失去了平板锚具的方便、快捷；此外，波形锚具需要上下两块板，具有一定厚度的板将导致碳纤维片材张拉完成后，无法将碳纤维片材与待加固混凝土结构零间隙粘贴，从而严重影响加固效果。

发明内容

本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供一种在保证预应力较高的前提下实现碳纤维片材与待加固混凝土结构零间隙粘贴的预应力碳纤维片材双平板式锚具锚固性能试验方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：预应力碳纤维片材双平板式锚具锚固性能试验方法，包括以下具体步骤：

（A）、试样制备：先将碳纤维片材铺设在一块底模板上，确保碳纤维片材与底模板之间无缝贴合，接着使用锚具将碳纤维片材的两端夹持；

（B）、将锚具夹持到万能试验机的平板夹头上，根据碳纤维片材相应试验规范，确定张拉控制速度及需要满足的试验要求，完成对碳纤维片材的张拉试验，测定出锚具的锚固性能。

所述步骤A具体包括以下步骤：

（1）、锚具加工：加工制作两块上压板、两块下压板、一块底模板和两块平板夹片，并在底模板上开设螺栓孔，下压板的一侧边与上、下表面圆弧过渡；

（2）、碳纤维片材粘贴区域的定位与清洁：在底模板上划线标示出碳纤维片材粘贴区域，清理底模板、上压板、下压板待粘贴位置表面的锈迹、浮尘，然后用酒精擦拭各组件的碳纤维片材粘贴区域；

（3）、各安装螺栓预先到位：穿过底模板，预先放置好用于固定平板夹片与底模板的第一沉头螺栓，用于固定下压板与底模板的第二沉头螺栓，用于固定上压板与下压板的高强螺栓；

（4）、安装平板夹片，临时固定碳纤维片材：在底模板上铺摊碳纤维片材，在平板夹片的安装位置涂抹与平板夹片相同面积的纤维胶，张紧碳纤维片材后拧紧用于固定平板夹片的第一沉头螺栓，使碳纤维片材的两端部被夹持在平板夹片和底模板之间，以防止碳纤维片材出现皱褶影响后续粘贴工艺；

（5）安装下压板：待平板夹片下表面的纤维胶不粘手指后，在下压板的下表面涂抹纤维胶，然后将固定下压板的第二沉头螺栓拧紧到底模板上，两块下压板设置在两块平板夹片之间，使碳纤维片材被夹持在平板夹片和底模板之间，待下压板下表面的纤维胶凝固后，再进行下一道工序施工；

（6）安装上压板，缠绕粘贴的碳纤维片材：松开固定夹片上的第一沉头螺栓，此时碳纤维片材与平板夹片仍粘接在一起，方便后续粘贴碳纤维片材时绷直；在下压板的圆弧过渡一侧及上表面涂刷纤维胶，先把碳纤维片材缠绕粘贴在下压板的圆弧过渡一侧，再把下表面预先涂刷纤维胶的上压板安装在下压板上，碳纤维片材被粘贴并夹持在上压板和下压板之间，并通过高强螺栓将上压板和下压板拧紧固定；