[发明专利]一种利用预应力FRP布加固钢筋混凝土墩柱的方法

说明书

技术领域

本发明属于桥梁工程、建筑工程等结构加固领域，特别涉及一种利用预应力FRP布加固钢筋混凝土墩柱的方法。

背景技术

纤维增强复合材料FRP（Fiber Reinforced Plastic）力学性能优良，化学性能稳定，具有高强、轻质、耐腐蚀、弹模高、比重小等特性，其热膨胀系数与混凝土相近，被广泛应用于混凝土结构的加固。普通FRP材料对混凝土构件的约束属于“被动约束”，只有在混凝土充分膨胀下，FRP材料才开始发挥约束作用，存在一定程度的应力滞后，FRP材料的高强性能得不到充分发挥。预应力FRP布加固技术是一种主动加固方法，利用FRP的高强度特性，使得环向约束的混凝土柱处于主动三向受压状态，提高了混凝土墩柱的承载能力、抗震能力、耗能能力、延性性能。

目前，预应力FRP布加固混凝土墩柱施工方法中的张拉锚固装置多为永久性的，锚具不可重复利用，成本较高。且锚具外露在墩柱表面，不仅影响建筑外观，又易引起人们注意该结构加固过，从而在心理上对结构的安全产生怀疑。另外，常用的张拉锚具中FRP布缠绕在夹片或者滚轴上，通过拧紧两端的张拉螺杆施加预应力，当FRP布较宽或者预应力较大时，夹片或滚轴弯曲变形较大，使得FRP布受力不均匀以及预应力施加不足。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用预应力FRP布加固钢筋混凝土墩柱的方法。该方法采用一种钢筋混凝土墩柱的新型预应力FRP布加固装置，利用该装置对 FRP布张拉锚固后，张拉锚具能够方便拆除并重复利用，节约成本；且加固后墩柱没有外露的锚具，不影响被加固墩柱的外观。可适用于FRP布较宽和预应力较大的加固工况。

具体步骤为：

(1)设置一种利用预应力FRP布加固钢筋混凝土墩柱的装置，该装置包括两个底板、两个张拉锚具、张拉螺杆和FRP布；底板沿FRP布包裹方向两端倒弧角，以免其划破FRP布；底板垂直于FRP布包裹方向两端分别开设底板锚栓孔和安装锚栓孔；张拉锚具上下两端垂直于FRP布方向各开设两个张拉锚具锚栓孔；张拉锚具沿平行于FRP布包裹方向分别开设两个螺孔；底板表面均匀涂胶，FRP布两端涂胶后在底板上缠绕2~3圈，使FRP布两端固定粘贴在底板上。待胶体固化后，FRP布环绕钢筋混凝土墩柱加固位置处一周。张拉锚具两端的张拉锚具锚栓孔对准底板两端的安装锚栓孔，锚栓穿过张拉锚具锚栓孔和安装锚栓孔，使底板和张拉锚具固定连接。张拉螺杆分别穿设于张拉锚具的螺孔内。

(2)确定被加固钢筋混凝土墩柱上的加固位置；用墨线在其表面弹出需进行预应力FRP布包裹的位置范围，对加固位置表面进行打磨、补洞，最后对被加固钢筋混凝土墩柱表面的FRP布包裹范围均匀涂刷一层环氧胶层。

(3)确定FRP布的下料长度并裁剪；FRP布的下料长度=包裹位置处钢筋混凝土墩柱的周长加底板的周长的1~2倍。

(4)底板表面均匀涂粘贴胶，FRP布两端涂胶后在底板上缠绕圈。使FRP布两端固定粘贴在底板上。胶体固化后，张拉锚具两端的张拉锚具锚栓孔对准底板两端的安装锚栓孔，锚栓穿过张拉锚具锚栓孔和安装锚栓孔，使底板和张拉锚具固定连接。

(5)将步骤(4)得到的连接好底板和张拉锚具的FRP布环绕在钢筋混凝土墩柱的加固位置处一周，同步拧紧张拉螺杆，对FRP布施加预应力。

(6)当施加于FRP布的预应力达到预定水平后。将粘贴胶涂满FRP布表面，并使其充分浸润，等待粘贴胶固化。

(7)在底板两端的底板锚栓孔处向钢筋混凝土墩柱钻孔，其后将塑料膨胀塞用胶锤敲入孔内。插入膨胀螺丝且拧入钢筋混凝土墩柱内。将底板固定于所加固钢筋混凝土墩柱上。

(8)当FRP布上所涂的粘贴胶固化后，拧松张拉锚具与底板之间的锚栓，卸下张拉锚具和张拉螺杆。在安装锚栓孔处向钢筋混凝土墩柱钻孔，其后将塑料膨胀塞用胶锤敲入孔内，插入膨胀螺丝且拧入钢筋混凝土墩柱内。

(9)在两个底板上粘结锚固用FRP布，保证施加预应力的FRP布的粘结锚固长度，即实现利用预应力FRP布加固钢筋混凝土墩柱。

所述底板根据被加固钢筋混凝土墩柱为方柱或圆柱而分别选取与方柱表面紧贴的平板或与圆柱表面紧贴的弧板；当被加固钢筋混凝土墩柱为方柱时，在步骤(2)中除了对加固位置表面进行打磨、补洞以外，还需对方柱的四个角部打磨倒角，最后再对被加固钢筋混凝土墩柱表面的FRP布包裹范围均匀涂刷一层环氧胶层。