[发明专利]预应力FRP与高强钢丝绳组合加固木梁装置及方法

权利要求书

1.一种预应力FRP与高强钢丝绳组合加固木梁装置，其特征在于，包括沿长度方向黏贴于原木梁底面上的FRP布，原木梁的中部安装有中部承托件，原木梁的两端均安装有端部增强锚固件，原木梁上且位于中部承托件与端部增强锚固件之间沿长度方向间隔黏贴有若干层FRP环箍，所述中部承托件的两侧分别设置有两端均与对应的端部增强锚固件相连接的高强钢丝绳。

2.根据权利要求1所述的预应力FRP与高强钢丝绳组合加固木梁装置，其特征在于，所述中部承托件包括用于扣置在原木梁上的底部弧形钢板，所述底部弧形钢板的上侧扣置有两端分别与底部弧形钢板相连接的顶部弧形钢板，底部弧形钢板的两侧分别设置有一对用于高强钢丝绳依次穿过且间隔设置的承压孔锚具。

3.根据权利要求2所述的预应力FRP与高强钢丝绳组合加固木梁装置，其特征在于，所述顶部弧形钢板的两端分别扣置于底部弧形钢板的两端外侧，所述底部弧形钢板的两侧部分别设置有穿过顶部弧形钢板的连接螺栓并经螺母锁定。

4.根据权利要求2或3所述的预应力FRP与高强钢丝绳组合加固木梁装置，其特征在于，所述端部增强锚固件包括一顶部弧形钢条，所述顶部弧形钢条的两侧端分别连接有侧部弧形钢板，所述侧部弧形钢板的另一端分别连接有底部矩形法兰板，两底部矩形法兰板之间经沿长度方向间隔设置的戴帽螺栓相连接。

5.根据权利要求4所述的预应力FRP与高强钢丝绳组合加固木梁装置，其特征在于，所述侧部弧形钢板的侧部分别设置有用于与高强钢丝绳相连接的带孔锚固件，位于同一侧的两带孔锚固件与承压孔锚具不在同一直线上。

6.根据权利要求4所述的预应力FRP与高强钢丝绳组合加固木梁装置，其特征在于，所述顶部弧形钢条的两端分别扣置于侧部弧形钢的外侧，所述侧部弧形钢板上设置有穿过顶部弧形钢条的连接螺栓并经螺母锁定。

7.根据权利要求4所述的预应力FRP与高强钢丝绳组合加固木梁装置，其特征在于，所述侧部弧形钢的另一端与底部矩形法兰板相焊接，所述底部矩形法兰板上设置有3-4个用于通过戴帽螺栓相连接实现连接的圆形孔。

8.根据权利要求5所述的预应力FRP与高强钢丝绳组合加固木梁装置，其特征在于，所述高强钢丝绳的一端设置有承压锚具，所述承压锚具与用作锚固端的端部增强锚固件锚固连接，所述高强钢丝绳的另一端设置有带孔螺杆，所述带孔螺杆与用作张拉端的端部增强锚固件相连接并经螺帽施加预紧力。

9.一种预应力FRP与高强钢丝绳组合加固木梁的加固方法，包括权利要求8所述的预应力FRP与高强钢丝绳组合加固木梁的加固装置，其特征在于：包含如下步骤：

步骤S1：对残损的原木梁的上部荷载进行卸载，然后进行支顶；

步骤S2：对原木梁表面进行处理，对残损部位进行嵌补或包镶，镶嵌部分采用3D打印技术进行实施，对受压侧黏贴FRP布，待其粘结牢固后再进行下一步；

步骤S3：在原木梁两端安装好端部增强锚固件，若端部存在轻微残损，应对其与端部增强锚固件间采用结构胶进行填充以增强其强度防止滑移，然后再将加长的中部承托件进行安装；

步骤S4：将高强钢丝绳依次穿过锚固端上的端部增强锚固件的带孔锚固件、中部承托件侧的承压孔锚具、带孔长螺杆上的孔，并对钢丝绳两端进行锚固；再将带孔长螺杆穿过张拉端的端部增强锚固件的带孔锚固件并用螺母拧紧来给钢丝绳施加力，该过程采用扭矩扳手进行力的控制，并用位移计对梁挠度进行实时监测；

步骤S5：使原木梁产生轻微反拱后，在原木梁受拉侧黏贴FRP布，并用FRP环箍黏贴压紧，待其粘结牢固后恢复上部荷载，若此时梁仍然处于反拱状态，则可适当放张高强钢丝绳，从而使梁底产生拉应变完成对FRP布预应力的施加。