[发明专利]一种预应力FRP片材加固钢筋混凝土梁的装置和施工方法

说明书

本发明属于结构工程和桥梁工程施工技术领域，一种预应力FRP片材加固钢筋混凝土梁的装置和施工方法，其中施工方法包括以下步骤：(1)制成FRP片材，(2)张拉FRP片材，(3)翻转钢筋混凝土梁，使其底面朝上，(4)将FRP片材粘贴到钢筋混凝土梁底面并锚固，然后从两端剪断，(5)再次翻转钢筋混凝土梁，使其底面朝下，完成加固工作。本发明装置结构简单，便于组装制造，使用方便，通过扳手即可实现对FRP片材的张拉，降低能量消耗，便于在室内外施工。同时该方法施工简单、成本低廉，可以比较容易的完成预应力FRP片材对钢筋混凝土梁的加固操作，省去了夹具锚具，可用于桥梁和民用建筑。

技术领域

本发明涉及一种预应力FRP片材加固钢筋混凝土梁的装置和施工方法，属于结构工程和桥梁工程施工技术领域。

背景技术

纤维增强复合材料(Fiber Reinforced Polymer,简称为FRP)以其轻质高强、耐腐蚀等优势被越来越多的应用到土木工程当中，其中比较具有代表性的应用有FRP加固钢筋混凝土梁。FRP加固梁技术与传统的钢板加固技术相比具有材料便于运输，施工方便和全寿命成本低等优点，但是FRP加固梁技术也存在一些缺点，比如FRP利用率低和FRP相对于钢筋和混凝土来说存在应力滞后等问题。因此，后来有学者提出预应力FRP加固钢筋混凝土梁的构想，通过实验发现预应力FRP加固技术与非预应力FRP加固技术相比具有减小结构既有裂缝宽度、挠度，提高开裂荷载、屈服荷载和极限荷载等优点，同时由于FRP被预张拉，FRP的利用率也有相应的提高。但是由于一直缺少有效的预应力FRP加固钢筋混凝土梁的施工方法，所以此项技术一直没能得到广泛的运用和推广。

发明内容

为了克服现有技术中存在的不足，本发明目的是提供一种预应力FRP片材加固钢筋混凝土梁的装置和施工方法。该方法不仅能够简单有效的实现对FRP片材的张拉，并且把过张拉的FRP片材施加到钢筋混凝土梁需要加固的部位，能够通过FRP片材的端部锚固来减少预应力的损失。通过翻转混凝土梁，在跨中受压的情况下粘贴预应力FRP片材对梁施加预应力，翻转后预应力得到进一步提高。

为了实现上述发明目的，解决已有技术中所存在的问题，本发明采取的技术方案是：一种预应力FRP片材加固钢筋混凝土梁的装置的施工方法，包括以下步骤：

步骤1、制成FRP片材，先将FRP纤维布裁剪成16cm宽，8.5m长的矩形条带，再将FRP纤维布的左端穿过两个左固定板中间，旋紧左固定板螺栓，将FRP纤维布平整地拉到钢梁的右端，使FRP纤维布从左滚轴和右滚轴下方绕过，FRP纤维布支撑在左滚轴和右滚轴上，端部夹在两个右固定板中间，拧紧右固定板螺栓，放松左定位螺栓和右定位螺栓，两个活动框架下落，FRP纤维布张紧，旋转左顶推螺母和右顶推螺母，左横梁和右横梁向钢梁靠拢，FRP纤维布张紧，拧紧左定位螺栓和右定位螺栓，固定活动框架，然后在FRP纤维布上均匀刷涂环氧树脂胶，在室温下至少养护7天，制成FRP片材；所述FRP纤维布选自碳纤维复合材料CFRP、玻璃纤维复合材料GFRP、芳纶纤维复合材料AFRP或玄武岩纤维复合材料BFRP中的一种；

步骤2、张拉FRP片材，在FRP片材中部粘贴20mm长的应变片，放松左定位螺栓和右定位螺栓，再次拧紧左顶推螺母和右顶推螺母，张拉FRP片材，此过程中左滚轴和右滚轴会自由转动，通过测量粘贴在FRP片材表面的应变片读数，来确定所施加的预应力，当达到所需的预应力之后，拧紧左定位螺栓和右定位螺栓；

步骤3、翻转钢筋混凝土梁，使其底面朝上；