[发明专利]一种预应力FRP片材加固混凝土梁的预应力装置和施加方法

权利要求书

1.一种预应力FRP片材加固混凝土梁的预应力装置，其特征在于：所述预应力装置设置在梁下的墙或柱上，其包括加载装置和施力装置；

加载装置：包括第一钢板、长钢板组、槽钢组和斜向拉杆组，所述第一钢板固定在墙或柱上，所述长钢板组的一端垂直固定在第一钢板上，所述槽钢组的一端垂直固定在长钢板组底部，且其与第一钢板垂直设置，所述斜向拉杆组的一端与长钢板组的另一端固定连接，另一端与槽钢组的另一端固定连接；所述斜向拉杆组、长钢板组和槽钢组形成三角形稳定体系；所述长钢板组的长钢板之间由上至下依次固定连接有钢筒转轴、锚固钢板，所述锚固钢板通过设置在长钢板组上的限位块进行锚固，所述限位块与锚固钢板之间设有弹性压缩垫块；施力装置：包括千斤顶、千斤顶支座和可调式斜向撑杆组，所述千斤顶固定在千斤顶支座上，所述可调式斜向撑杆组的一端与槽钢组连接，另一端与千斤顶支座连接；所述千斤顶支座的底部与槽钢组的另一端连接。

2.根据权利要求1所述的预应力FRP片材加固混凝土梁的预应力装置，其特征在于：所述长钢板组与槽钢组、千斤顶支座的底部与槽钢组均通过螺丝固定连接。

3.根据权利要求2所述的预应力FRP片材加固混凝土梁的预应力装置，其特征在于：所述可调式斜向撑杆组为中间开长孔的长钢板，所述可调式斜向撑杆组的另一端通过设置在长孔内的螺母与千斤顶支座连接。

4.根据权利要求3所述的预应力FRP片材加固混凝土梁的预应力装置，其特征在于：所述千斤顶的顶部设置有一块弧形加载钢条。

5.根据权利要求4所述的预应力FRP片材加固混凝土梁的预应力装置，其特征在于：所述弹性压缩垫块采用聚四氟乙烯制作。

6.一种如权利要求1所述的预应力FRP片材加固混凝土梁的预应力装置的施加方法，其特征在于：包括以下步骤：

⑴根据所选预应力等级，选择加载角度和安装高度范围，通过以下公式进行加载角度的计算：加载角度的计算公式为：

$tan\mathrm{\α}=\frac{a+h}{b-\frac{h^2-{\[(\sqrt{L^2+h^2}+l_{F2})\·\mathrm{\ϵ}+\sqrt{L^2+h^2}-L\]}^2}{2\×\[(\sqrt{L^2+h^2}+l_{F2})\·\mathrm{\ϵ}+\sqrt{L^2+h^2}-L\]}}$

其中：L—梁的长度，a—加载装置的高度，b—加载装置的长度，h—加载装置顶端距离梁底面的距离，α—千斤顶的角度，l_F2—固定在加载装置内的另一部分FRP材料自由端长度，ε—FRP片材的应变量；

⑵根据选择的安装高度，用步骤⑴中计算出的公式进行加载角度调节，并固定住角度；

⑶将FRP片材的一端固定在远离加载装置的梁的底部，另一端绕过加载装置上的钢筒转轴并固定，加载装置上设有弹性压缩垫块，通过弹性压缩垫块的压缩变形可以准确估算FRP片材的初始应力；

⑷将FRP片材的两端安装完成后，将千斤顶安放在千斤顶支座上，并在千斤顶的顶部放置一块弧形加载钢条；

⑸对千斤顶进行加压，使直线的FRP片材转为折线，预应力逐渐产生并增大，直到FRP片材与被加固的梁贴合在一起，停止加载，对FRP片材的端部进行锚固，对加载装置端的多余FRP片材进行裁剪，拆除装置。