[发明专利]一种预应力纤维板加固梁板的自动化张拉系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及土建交通技术领域，具体是一种预应力纤维板加固梁板的自动化张拉系统及方法。

背景技术

由于材料老化、施工质量、自然或人为等因素的影响,现有的很多桥梁工程、房屋急待修复和加固,世界各国每年都要为此耗费巨资。纤维板具有轻质、高强、耐腐蚀，将纤维板粘贴在构件表面受拉，可以增强和改善构件的受力性能。采用刚度大的纤维板并对其施加预应力是解决上述工程问题的有效方法。通过对纤维板施加预应力，并通过专用的锚具锚固在混凝土构件两端，能够提高纤维板的强度利用率，能较好地改善被加固结构的使用阶段的性能，有效控制裂缝的发展，减少结构的构件的挠度。将预应力技术引进纤维板外贴加固技术有着非常重要的意义和作用。但现有一种预应力纤维板加固梁板的自动化张拉系统由于锚具与固定装置分离，导致张拉系统过于笨重且传力不直接，施工不方便，浪费材料；且在现有一种预应力纤维板加固梁板的自动化张拉系统对于大跨度桥梁结构的加固过程中，由于液压千斤顶行程有限，达不到纤维板较大的张拉伸长值的要求，因此需要反复对千斤顶顶压和卸载，伴随的是大量的人工操作，费时费力。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种预应力纤维板加固梁板的自动化张拉系统及方法。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明的一种预应力纤维板加固梁板的自动化张拉系统，包括张拉端锚具、固定端锚具、与张拉端锚具连接的张拉支架；张拉支架中部设置穿心式千斤顶，螺纹杆穿过张拉支架后与穿心式千斤顶连接，螺纹杆上张拉支架的两侧分别设置上带齿螺母和下带齿螺母，上带齿螺母和下带齿螺母分别通过驱动机构驱动；还包括二分夹片式夹具，二分夹片式夹具上表面设有圆柱，嵌套于圆柱外的套筒与螺纹杆连接；二分夹片式夹具内夹持纤维板的一端，纤维板另一端锚固于固定端锚具。

其中，张拉端锚具由锚杯、夹片组成，且锚杯上开有两组螺纹孔，一组螺纹孔用于植筋锚固于梁上，另一组螺纹孔用于螺杆连接张拉端锚具和张拉支架。

其中，驱动机构包括左电机、右电机，左电机和右电机分别安装在穿心式千斤顶两侧，左电机通过设于电机轴上的左齿轮驱动下带齿螺母，右电机通过设于电机轴上的右齿轮驱动上带齿螺母。

其中，二分夹片式夹具由上下分开的锚杯和夹片组成，上下锚杯通过高强螺栓连接。

其中，套筒的直径大于圆柱的直径，套筒的高度与圆柱相同，套筒能够在圆柱和柱帽的约束下转动。

其中，纤维板为碳纤维板、玄武岩纤维板、玻璃纤维板、芳纶纤维板中的一种，或者碳纤维板、玄武岩纤维板、玻璃纤维板、芳纶纤维板与钢纤维复合板中的一种。

其中，固定端锚具由锚杯、夹片组成，且锚杯上开有一组螺纹孔，通过植筋锚固于梁上。

其中，穿心式千斤顶与下带齿螺母相对的面上设有下接触传感器，张拉支架与上带齿螺母相对的面上设有上接触传感器。

本发明还提供一种预应力纤维板加固梁板的方法，包括以下步骤：

(1)在梁或板上植筋，固定张拉端锚具和固定端锚具；

(2)纤维板穿过张拉端锚具的锚杯，两端通过夹片分别锚固于二分夹片式夹具和固定端锚具；

(3)通过高强螺栓，将张拉支架锚固于张拉端锚具上；

(4)将螺纹杆穿过上带齿螺母和穿心式千斤顶并与圆柱相连，并将上带齿螺母旋转贴紧于穿心式千斤顶的前面和张拉支架前挡板；

(5)控制穿心式千斤顶运动，通过下带齿螺母带动螺纹杆上移，对纤维板施加预应力，同时带动上带齿螺母向上移动脱离与张拉支架前挡板的接触；

(6)待穿心式千斤顶达到最大行程后，控制右电机工作，通过右齿轮带动上带齿螺母向下旋转贴紧于张拉支架前挡板，待上接触传感器发出警报后，右电机停止工作；

(7)对穿心式千斤顶进行卸油操作，此时纤维板的张拉力通过螺纹杆和上带齿螺母传递给张拉支架；

(8)控制左电机工作，通过左齿轮带动下带齿螺母向下旋转贴紧于穿心式千斤顶的前面，待下接触传感器发出警报后，左电机停止工作；

(9)重复步骤(5)-(8)，直至纤维板的张拉力达到设计值；

(10)将夹片楔紧入张拉端锚具的锚杯中固定纤维板；

(11)卸下二分夹片式夹具，达到预应力放张的目的，并拆除二分夹片式夹具和张拉支架。

其中，纤维板为碳纤维板、玄武岩纤维板、玻璃纤维板、芳纶纤维板中的一种，或者碳纤维板、玄武岩纤维板、玻璃纤维板、芳纶纤维板与钢纤维复合板中的一种。