[发明专利]一种装配式预应力碳纤维板张拉锚固体系及其锚固方法

权利要求书

1.一种装配式预应力碳纤维板张拉锚固体系，其特征在于：包括张拉组件、1个张拉端锚具、2个锚固板和1个固定端锚具，张拉端锚具和固定端锚具分别将碳纤维板的两端固定于需要加固的钢梁上，锚固板包覆于碳纤维板上并与钢梁预紧，一块锚固板靠近张拉端锚具设置，另一块靠近固定端锚具设置，张拉组件与张拉端锚具连接，张拉组件通过对张拉端锚具施加张拉力预张拉碳纤维板，碳纤维板预张拉完成后，锚固板通过锁紧件将碳纤维板紧固于钢梁上。

2.根据权利要求1所述的装配式预应力碳纤维板张拉锚固体系，其特征在于：张拉组件包括外锁紧螺母、穿心式千斤顶和内锁紧螺母；张拉端锚具和固定端锚具结构相似，张拉端锚具包括反力架、螺纹杆、锚具盖板、锚具底板和楔形夹板；锚具盖板和锚具底板通过紧固件构成锚具外壳，楔形夹板嵌入锚具盖板和锚具底板之间的楔形腔内，楔形夹板包括上、下两块夹板，两块夹板的内表面粗糙，外表面光滑，碳纤维板的端部夹持于两块夹板之间，锚具盖板上设有螺纹通孔；反力架包括水平固定底板和两道横向反力板，两道横向反力板均开设有螺纹孔；反力架固定于钢梁上，张拉端的螺纹杆依次穿过外锁紧螺母、穿心式千斤顶、反力架的一道横向反力板、内锁紧螺母和反力架的另一道横向反力板与锚具盖板上的螺纹通孔连接，固定端的螺纹杆依次穿过内锁紧螺母和反力架的一道横向反力板与锚具盖板上的螺纹通孔连接。

3.根据权利要求2所述的装配式预应力碳纤维板张拉锚固体系，其特征在于：钢梁上固定有用于限制锚具外壳横向和竖向位移的锚具导轨座。

4.根据权利要求2所述的装配式预应力碳纤维板张拉锚固体系，其特征在于：锚具外壳朝向锚固板一侧设有矩形空腔，矩形空腔内通过销子穿设有转向块，转向块的底面为光滑弧面。

5.根据权利要求4所述的装配式预应力碳纤维板张拉锚固体系，其特征在于：销子为端头呈半球形的圆柱销，销子端头分别嵌入锚具盖板两侧的方形槽内，端头的直径与方形槽的边宽相匹配，方形槽下方设有矩形的转向块压板，转向块压板通过螺栓固定在锚具盖板上。

6.根据权利要求2所述的装配式预应力碳纤维板张拉锚固体系，其特征在于：锚固板为平钢板，两侧各带有一列小直径螺栓，锚固板的下端面设有与碳纤维板宽度相等的纵向浅槽，纵向浅槽朝向锚具壳体的一端设有弧形过渡面，底板朝向锚固板的一端设有过渡斜面。

7.根据权利要求2所述的装配式预应力碳纤维板张拉锚固体系，其特征在于：反力架上还设有两道纵向加劲板，两道横向反力板和两道纵向加劲板围成整体，且两道纵向加劲板从水平固定底板的板头延伸至板尾。

8.根据权利要求2所述的装配式预应力碳纤维板张拉锚固体系，其特征在于：穿心式千斤顶与反力架的横向反力板之间垫有球面垫圈I，内锁紧螺母与反力架的横向反力板之间垫有球面垫圈II。

9.根据权利要求1所述的一种装配式预应力碳纤维板张拉锚固体系的锚固方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)根据加固量要求将碳纤维板裁剪至设计长度，将其与钢梁的接触区域打磨并涂胶，其两端用砂布打磨粗糙；

(2)在钢梁上放置好张拉端锚具和固定端锚具，碳纤维板的一端夹持于张拉端锚具内，另一端夹持于固定端锚具内，一块锚固板靠近张拉端锚具设置，另一块靠近固定端锚具设置，张拉组件固定于钢梁上并与张拉端锚具连接；

(3)张拉组件对张拉端锚具施加张拉力预张拉碳纤维板，达到目标预应力后停止张拉，保持控制应力不变，并将预张拉力从张拉组件释放并传递到张拉端锚具上；然后拆除张拉组件；

(4)锁紧两块锚固板，使锚固板与碳纤维板密切贴合并压紧于被加固钢梁的表面，养护4-5天后，将碳纤维板沿锚固板外侧的位置截断，拆除张拉端锚具和固定端锚具。

10.根据权利要求2所述的一种装配式预应力碳纤维板张拉锚固体系的锚固方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)根据加固量要求将碳纤维板裁剪至设计长度，其两端用砂布打磨粗糙，将碳纤维板与钢梁的接触区域用砂纸打磨，清洁表面灰尘，并均匀涂覆一层专用环氧胶；

(2)在钢梁翼缘板表面画线，确定张拉组件、张拉端锚具、2个锚固板和固定端锚具的安装位置，精确描出钻孔的位置并进行钻孔作业；

(3)用锚具盖板将楔形夹板锁止于锚具底板上，将碳纤维板的两端分别夹于楔形夹板中，再将反力架的底部涂覆专用环氧胶，并固定在钢梁上的相应位置处，同时将碳纤维板置于钢梁上；2两块锚固板包覆于碳纤维板上，锚固板的底面涂覆专用环氧胶，并与钢梁预紧，一块锚固板靠近张拉端锚具，另一块锚固板靠近固定端锚具；

(4)张拉端的螺纹杆依次穿过外锁紧螺母、穿心式千斤顶、反力架的一道横向反力板、内锁紧螺母和反力架的另一道横向反力板与锚具盖板上的螺纹通孔连接，此时将外锁紧螺母锁死，但内锁紧螺母保持松开状态；固定端的螺纹杆依次穿过内锁紧螺母和反力架的一道横向反力板与锚具盖板上的螺纹通孔连接，该端的内锁紧螺母始终处于锁死状态；

(5)为穿心式千斤顶供油，实施碳纤维板的预张拉，观察读数使碳纤维板达到目标预应力后停止供油，保持控制应力不变，同时旋紧内锁紧螺母，将预张拉力从穿心式千斤顶释放并传递到反力架上，此后对穿心式千斤顶卸载并从钢梁上拆除；

(6)旋紧锚固板上的螺栓，使锚固板与碳纤维板密切贴合并压紧于被加固的钢梁的表面，正常养护4-5天后，将碳纤维板沿锚固板外侧的位置截断，拆除张拉端锚具和固定端锚具，留下锚固板和碳纤维板，至此完成全部加固工作。