[发明专利]一种预应力复合加固钢筋混凝土柱系统及其实施方法

说明书

本发明公开一种预应力复合加固钢筋混凝土柱系统及其实施方法；该系统包括梯形钢板叠合嵌压装置、FRP布及环形FRP套箍；梯形钢板叠合嵌压装置包括嵌合的凸梯形钢板嵌压条与凹梯形钢板垫层；多个凹梯形钢板垫层与开设于待加固钢筋混凝土柱表面上的多个凹梯形混凝土槽依次对应固定连接；待加固钢筋混凝土柱表面环设有FRP布，FRP布位于凹梯形钢板垫层与凸梯形钢板嵌压条之间，FRP布通过其中一个梯形钢板叠合嵌压装置锚固连接，其余梯形钢板叠合嵌压装置能够对FRP布施加预应力，梯形钢板叠合嵌压装置外侧套设有多个环形FRP套箍。结合本发明系统的实施方法，施工方便、加固效果良好、所需张拉力小且加固后不改变原混凝土柱尺寸。

技术领域

本发明涉及钢筋混凝土加固技术领域，特别是涉及一种预应力复合加固钢筋混凝土柱系统及其实施方法。

背景技术

由于使用年限的增加或者恶劣环境的影响，钢筋混凝土柱(RC柱)会出现材料老化、性能退化等现象，使得原有的承载力不足，以至于不能继续承受外荷载或者抵抗地震作用而发生破坏，从而引发整体结构的倒塌，因此有必要采用有效的加固方法对钢筋混凝土柱进行加固。目前一般的外包加固方法会出现加固材料应力滞后于原有结构的问题，所以需要通过预应力手段强迫加固材料受力，改变原结构内力分布，使得一般加固结构中所特有的应力应变滞后现象得以消除，因此采用预应力对钢筋混凝土加固更为有效。

而在目前预应力加固钢筋混凝土柱的方法中，大多是沿预应力缠绕方向纵向张拉的方式，所需张拉力较大，对张拉设备和施工要求较高，且采用先张拉后锚固的施工顺序，锚固端设置较繁琐，这使得施工难度大大增加。此外，一般的预应力体外加固方式在加固完成后，加固材料、锚固端及锚具(预应力施加装置)均暴露在柱表面，无保护层，既增大了柱的外形，影响了美观，又使得加固材料的抗老化性能以及防火性能较差，在自然环境下容易失效，耐久性不强。

发明内容

本发明的目的是提供一种预应力复合加固钢筋混凝土柱系统及其实施方法，以解决上述现有技术存在的问题，结构简单、施工方便、加固效果良好、所需张拉力小且加固后不改变原混凝土柱尺寸。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种预应力复合加固钢筋混凝土柱系统，包括梯形钢板叠合嵌压装置、FRP布及环形FRP套箍；所述梯形钢板叠合嵌压装置包括嵌合的凸梯形钢板嵌压条与凹梯形钢板垫层；多个所述梯形钢板叠合嵌压装置的凹梯形钢板垫层与开设于待加固钢筋混凝土柱表面上的多个凹梯形混凝土槽依次对应固定连接；所述待加固钢筋混凝土柱表面环设有所述FRP布，所述FRP布位于所述凹梯形钢板垫层与凸梯形钢板嵌压条之间，所述FRP布通过其中一个所述梯形钢板叠合嵌压装置锚固连接，其余所述梯形钢板叠合嵌压装置能够对所述FRP布施加预应力，所述梯形钢板叠合嵌压装置外侧套设有多个所述环形FRP套箍；梯形钢板叠合嵌压装置既可对FRP布施加预应力又可充当锚固装置，这一方面节省了预应力锚固装置设计，另一方面大大提高了预应力施工的便利性，简化加固施工过程及其对张拉设备的要求。

可选的，所述梯形钢板叠合嵌压装置还包括锚固螺栓；所述凹梯形钢板垫层的尺寸大小与所述凹梯形混凝土槽的尺寸大小相嵌合，所述凹梯形钢板垫层底侧与所述凹梯形混凝土槽之间通过黏结剂贴合，并利用所述凹梯形钢板垫层上沿纵向隔段布设的两排内嵌式混凝土锚钉固定；所述凸梯形钢板嵌压条与所述凹梯形钢板垫层契合连接，且所述凸梯形钢板嵌压条与所述凹梯形钢板垫层之间留有用于夹持所述FRP布的间隙；所述凸梯形钢板嵌压条与所述凹梯形钢板垫层之间通过沿纵向均匀布置的多个锚固螺栓固定连接，所述锚固螺栓穿设于所述FRP布上。

可选的，所述凸梯形钢板嵌压条包括多块钢压板；多块所述钢压板之间通过能够转动的钢铰链活动连接，所述锚固螺栓一端穿设于所述钢压板上，钢铰链装置可保证凸梯形钢板嵌压条带动FRP布和凹梯形钢板垫层压实过程中能逐段采用锚固螺栓固定、压实，避免因整个钢板嵌压条带动FRP布向钢板垫层压实过程中因阻力过大而无法实现螺栓固定和压实。这种逐段压实、固定的施工策略，既保证了FRP布预应力的有效实施，又大大方便了施工过程。