專利名稱：一種纖維板材預應力張拉裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種土木工程中加固混凝土受彎構件的施工裝置。具體地說是一種對纖維板材的預應力張拉裝置，尤其適用于碳纖維增強塑料CFRP板材、類似碳纖維增強塑料板材及其它纖維板材的預應力張拉裝置。
背景技術：
為加固建筑和橋梁結構混凝土梁和混凝土板等構件，增強梁、板等受彎構件的抗彎強度和抗彎剛度，所采用的技術之一是在梁或板的底面粘貼具有足夠抗拉強度的碳纖維板材層。目前一般都是用非預應力普通粘貼方法進行粘貼，由于碳纖維增強塑料CFRP板材強度很高(2000-3000MPa)，用非預應力的普通粘貼方法只能利用其不到20％的強度，這是因為CFRP板材的彈性模量較低(1.4×105MPa)，若利用其高強度(＞400MPa)時，混凝土將產(chǎn)生較寬的拉伸裂縫，影響被加固構件的正常使用和耐久性。另外，普通粘貼CFRP板材加固混凝土受彎構件對剛度提高幅度不大，且不能使已開展的裂縫回縮閉合。采用預應力CFRP技術能有效克服上述缺點，大幅度提高混凝土梁加固后的強度和剛度。但這一技術的關鍵是要有預應力張拉裝置，其難點之一在于張拉裝置的夾具和錨具，要不須粘結即能有效夾錨被張拉至高應力狀態(tài)的CFRP板材而不至于剪壞損傷CFRP板材(因為碳纖維絲的抗剪抗折強度較低)；難點之二是張拉裝置應將被張拉至高應力狀態(tài)的CFRP板材緊緊壓貼于被加固構件表面以利于結構膠粘貼，而無需將被加固構件端部保護層鑿除將張拉機底座嵌入以降低高度使CFRP板材與被加固構件緊貼。目前已有技術中還沒有此種先進的纖維板材預應力張拉裝置。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種可用于碳纖維增強塑料板材、類似碳纖維增強塑料板材及其它纖維板材的預應力張拉裝置，實現(xiàn)對碳纖維(板材)增強塑料進行拉伸變形預處理，以產(chǎn)生預應力，有效實現(xiàn)碳纖維(板材)增強塑料層對被加固構件的抗彎強度和剛度以及抗裂度的增強作用。
本實用新型的技術方案分為單向張拉與雙向張拉二種形式。
其中的張拉裝置由固定部分和滑動部分兩大部分組成，可滑動部分帶有一個FRP板材夾具，通過兩個千斤頂?shù)耐巾斖谱饔迷诠潭ú糠值穆輻U上滑動。張拉裝置的固定部分設有可垂直移動的改向輥，該改向輥可頂壓被張拉至高應力狀態(tài)的FRP板材至被加固構件表面。
具體的結構包括組件I和組件II二個部分。
組件I的結構為設有一根與固定構件相連的橫梁，固定構件上設有一個可垂直移動的改向輥，二根連接螺桿的兩端分別與橫梁和夾具滑動塊連接，夾具滑動塊與夾緊碳纖維板材一端的夾具連接成一體，在橫梁和夾具滑動塊之間設有兩個連接同一液壓泵的液壓千斤頂。當千斤頂頂升或回油時，夾具滑動塊沿連接螺桿移動。
當單向張拉時，組件II是與組件I的夾具結構相同的另一個夾具。即由一塊底板和1-5塊面板組成。其底板兩側設有螺孔，可通過螺栓與被加固構件固定。
當雙向張拉時，組件II與組件I的結構相同。
所述夾具是由一塊底板和1-5塊面板組成，底板與面板上面設有螺孔。底板與面板相鄰的一面均制成紋路，以保證夾具與碳纖維板材之間的摩擦力。使用時碳纖維板材放置于底板與面板之間，用螺栓將底板與面板壓緊在一起，從而夾緊碳纖維板材。
夾具滑動塊可通過前鎖螺母和后鎖螺母從兩端固定。
所述連接螺桿與橫梁固定連接的一端為光滑連接桿，與夾具滑動塊連接的一端為螺桿。
本實用新型的技術效果是由于具有可靠的夾具結構無須事先粘結即可對碳纖維板材進行有效張拉，實現(xiàn)對碳纖維(板材)增強塑料拉伸變形預處理，粘貼于被加固構件后使之形成預應力狀態(tài)，產(chǎn)生反拱甚至裂縫回縮閉合。當被加固的構件繼續(xù)受荷產(chǎn)生彎曲變形的趨勢時，處于預應力狀態(tài)的碳纖維(板材)增強塑料粘貼層就開始發(fā)揮本身的抗拉作用，對構件實現(xiàn)高效的強度和剛度增強，從而達到有效增強構件抗彎曲能力的目的。無需將被加固構件的混凝土保護層鑿除后將張拉裝置底座埋入被加固構件?？梢赃m用于碳纖維增強塑料板材、類似碳纖維增強塑料板材及其它纖維板材的預應力張拉。


圖1為實施例1的結構俯視圖；圖2為圖1的側視圖。
具體實施方式
實施例1單向張拉裝置本實施例包括組件I和組件II二個部分。
組件I的結構為設有一根橫梁4，橫梁4與固定構件3相連，固定構件3上設有螺孔，用于與被加固梁固定。固定構件3上設有可垂直移動的改向輥12，二根連接螺桿5的兩端分別與橫梁4和夾具滑動塊7連接，夾具滑動塊7與夾緊碳纖維板材一端的夾具9連接成一體，并通過前鎖螺母6和后鎖螺母8從兩端固定；在橫梁4和夾具滑動塊7之間設有兩個連接同一液壓泵的液壓千斤頂13，當千斤頂13頂升或回油時，夾具滑動塊7沿連接螺桿5移動。
本實施例的夾具是由一塊底板10和4塊面板9組成，底板與面板上面設有螺孔，底板與面板相鄰的一面均制成紋路，以保證夾具與碳纖維板材16之間的摩擦力。碳纖維板材放置于底板與面板之間，用螺栓11將底板與面板壓緊在一起，從而夾緊碳纖維板材；本實施例的組件II是與組件I上夾具9結構相同的另一個夾具。即由一塊底板10和4塊面板9組成。底板兩側設有螺孔，可通過螺栓與被加固構件17固定。
張拉的過程是先將需要使用的碳纖維板材一端在組件I上經(jīng)由改向輥12底部與橫梁4固定于夾具9上，另一端固定于組件II上，并分別由螺栓將夾具、組件上的底板，面板壓緊在一起，然后通過千斤頂輸入驅(qū)動外力，使夾具滑動塊7沿連接螺桿5移動，碳纖維(板材)增強塑料開始被張拉，當被張拉到預定的應力狀態(tài)時，停止輸入驅(qū)動外力，由前鎖螺母6與后鎖螺母8固定夾具滑動塊7在連接螺桿5上的位置，從而固定夾具9，確保千斤頂13回油時碳纖維(板材)增強塑料張拉狀態(tài)不變，通過螺栓頂壓改向輥12，使碳纖維板材貼緊于被加固的構件表面，即可將處于被張拉狀態(tài)的碳纖維(板材)增強塑料粘貼于被加固的構件上。
實施例2雙向張拉裝置本實施例的組件I與實施例1相同，組件II與組件I相同。在組件I中的夾具張拉時，組件II中的夾具也同時進行張拉。
權利要求1.一種纖維板材預應力張拉裝置，包括組件I和組件II二個部分，其特征在于，組件I的結構為設有一根與固定構件相連的橫梁，固定構件上設有可垂直移動的改向輥，二根連接螺桿的兩端分別與橫梁和可夾具滑動塊連接，夾具滑動塊與夾緊碳纖維板材一端的夾具連接成一體，在橫梁和夾具滑動塊之間設有兩個連接同一液壓泵的液壓千斤頂，組件II是與組件I的夾具結構相同的另一個夾具。
2.一種纖維板材預應力張拉裝置，包括組件I和組件II二個部分其特征在于，組件I的結構為設有一根與固定構件相連的橫梁，固定構件上設有可垂直移動的改向輥，二根連接螺桿的兩端分別與橫梁和夾具滑動塊連接，夾具滑動塊與夾緊碳纖維板材一端的夾具連接成一體，在橫梁和夾具滑動塊之間設有兩個連接同一液壓泵的液壓千斤頂，組件II與組件I的結構相同。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的張拉裝置，其特征在于夾具由一塊底板和1-5塊面板組成，底板與面板相鄰的一面均制成紋路，底板與面板上面設有用于固定的螺孔。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的張拉裝置，其特征在于夾具滑動塊通過前鎖螺母和后鎖螺母從兩端固定。
5.根據(jù)權利要求1或2所述的張拉裝置，其特征在于連接螺桿與橫梁連接的一端為光滑連接桿，與夾具滑動塊連接的一端為螺桿。
專利摘要本實用新型公開了一種用于土木工程中加固混凝土受彎構件的纖維板材預應力張拉裝置。它由二個組件構成，分為單向張拉與雙向張拉二種形式。其中的張拉裝置由固定部分和滑動部分兩大部分組成，滑動部分帶有一個FRP板材夾具，通過兩個千斤頂?shù)耐巾斖谱饔迷诠潭ú糠值穆輻U上滑動；固定部分設有一可垂直移動的改向輥，該改向輥可頂壓被張拉至高應力狀態(tài)的FRP板材至被加固構件表面，因此無需將被加固構件端部的混凝土保護層鑿除后將張拉裝置底座嵌入被加固構件。用本裝置的夾具無須事先粘結即可對碳纖維板材進行有效張拉，實現(xiàn)對碳纖維(板材)增強塑料拉伸變形預處理。本實用新型可以用于碳纖維增強塑料板材、類似碳纖維增強塑料板材及其它纖維板材的預應力張拉。
文檔編號E04G21/12GK2806645SQ20052005110
公開日2006年8月16日 申請日期2005年6月15日 優(yōu)先權日2005年6月15日
發(fā)明者尚守平, 張毛心, 彭輝, 李世勇 申請人:尚守平, 張毛心, 彭輝, 李世勇