[发明专利]横向张拉预应力碳纤维布与钢材复合加固框架梁的方法

说明书

技术领域

本发明属于土木工程结构加固技术领域，尤其涉及一种横向张拉预应力碳纤维布与钢材复合加固框架梁的方法。

背景技术

近年来，采用碳纤维片材对结构施加预应力进行增强加固的技术得到重视，形成了独具特点的预应力碳纤维片材加固技术。该技术的优势是发挥了碳纤维片材的高强性能，同时对结构施加主动预应力而提高了加固效果；改变了直接粘贴后被动承载的受力状态，使材料的有效利用率显著提高；对于梁式构件而言，可显著提高其抗裂弯矩、延缓裂缝出现、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。

目前，已有多种纵向张拉碳纤维片材的预应力施加方法，其共同的特点是需要对碳纤维片材施加纵向的张拉力，这不仅需要做好碳纤维片材端部（含张拉端与固定端）的可靠锚固，也需要为张拉施工提供支撑张拉力的纵向反力装置，从而使得整个预应力张拉体系组成复杂，降低了张拉施工效率。

发明内容

本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供一种加工效果佳、可靠性高、张拉施工效率高的横向张拉预应力碳纤维布与钢材复合加固框架梁的方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：横向张拉预应力碳纤维布与钢材复合加固框架梁的方法，包括以下具体步骤：

（A）、将碳纤维片材1两端粘贴固定到L型钢锚板2上，然后再将L型钢锚板2安装固定到框架梁20下表面与框架柱30内侧面之间的夹角处。

（B）、横向向下拉紧碳纤维片材1，在碳纤维片材1上表面与框架梁20下表面之间塞入至少两个钢垫板3，将钢垫板3的上表面粘结固定在框架梁20的下表面上；

（C）、在每个钢垫板3的两侧对称设置一个开口朝上的U型钢板4，向上一次或多次同步横向向上拉动U型钢板4，使碳纤维片材1贴紧框架梁20下表面后，将U型钢板4固定在框架梁20上；

（D）、在U型钢板4之间的碳纤维片材1下表面粘贴并固定梁底钢板13；在U型钢板4与最外侧一个L型钢锚板2之间设置将碳纤维片材1向上张拉的U型钢箍11。

所述步骤A具体包括以下步骤，

（1）、使用钢板加工制作L型钢锚板2，L型钢锚板2总长度由碳纤维片材1与钢板粘结后、再与框架梁20端部底面和框架柱30内侧面的混凝土粘结并通过固定件固定以可靠承受碳纤维片材1张拉力加以确定；

固定件采用一组与L型钢锚板2焊接的钢带15，在钢带15上打孔并通过第一化学锚栓6埋设固定在框架梁20端部侧面和框架柱30侧面；固定钢带15前应预先对钢带15与框架梁20、框架柱30的接触面进行清洁和糙化处理；

（2）、碳纤维片材1粘贴区域的定位与清洁：在L型钢锚板2、框架梁20底面与框架柱30内侧面划线标示出碳纤维片材1粘贴区域，并进行糙化处治，用酒精擦拭进行清洁处理，然后涂刷底胶层；

（3）、待张拉碳纤维片材1的固定：将裁剪成型的碳纤维片材1铺平放置，两端涂胶与L型钢锚板2粘结在一起；在L型钢锚板2尺寸范围内的混凝土表面涂胶，打孔埋设第一化学锚栓6将L型钢锚板2固定。

所述步骤B中采用如下方法确定钢垫板3的厚度：根据设计的张拉控制预应力值，计算出碳纤维片材初始长度l₀的伸长值                                                ；然后结合钢垫板3和U型钢板4安装施工过程中碳纤维片材1初始长度l₀的长度变化，计算出钢垫板3的厚度h。

所述步骤C具体包括以下步骤，

（1）、对于未与楼板40相连的独立框架梁20，需在框架梁20上表面预设钢横梁8，钢横梁8通过第一紧固螺栓9与U型钢板4的上端连接向上张紧碳纤维片材1；对于与楼板40相连的普通框架梁20，需在框架梁20两侧的楼板40底面向上打孔预埋第二紧固螺栓10，第二紧固螺栓10与U型钢板4连接向上张紧碳纤维片材1；

（2）、多次同步对称横向向上拉紧碳纤维片材1过程中，下一次张拉需待上一次张拉锚固且碳纤维片材1粘结胶硬化达到设计强度之后再进行；

（3）、在张紧碳纤维片材1之前，应在框架梁20、框架柱30的粘结面的底胶层上涂刷粘结胶层；在碳纤维片材1张紧之后，再进行滚轴压平、补注粘接胶工续，确保碳纤维片材1与框架梁20、框架柱30的可靠粘结。

所述步骤D具体包括以下步骤，