[发明专利]一种采用预应力索加固钢筋混凝土柱的装置及使用方法

说明书

技术领域

本发明专利涉及一种用于采用预应力索对钢筋混凝土装置，涉及土木工程结构加固与改造、预应力施工等技术领域。

背景技术

钢筋混凝土结构是国内外应用最广泛的结构形式之一，由于设计、施工缺陷，各类损伤或提升使用要求等原因，大量的工程结构需要进行加固。常用的混凝土柱加固方法有扩大截面法、外包钢法、外贴纤维布法、高强钢绞线聚合物砂浆面层法。扩大截面法受力明确，但对柱截面尺寸改变较大，且需要浇筑作业，施工复杂；外包钢加固法成本较高，且需要防锈处理，需后期维护；外贴纤维布法加固效果好，但存在对构件表面平需打磨处理、纤维高强度不能充分利用、成本高的缺点；高强钢绞线聚合物砂浆面层法施工简单，加固效果好，但存在成本过高、钢绞线强度不能充分利用的缺点。针对高性能纤维和高强钢绞线强度不能充分利用的缺点，业界进行了预应力加固技术的探索，发明了预应力包裹纤维布技术，但设备较大，使用不便、机械费用高，对混凝土表面平整度仍有较高要求等缺点。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足提供一种高强钢绞线、高性能纤维等材料加固柱时存在强度不能充分利用的缺点，找到一种施工方便、成本低的预应力加固方法；降低对混凝土柱表面的处理要求。预应力施加过程中有较低的预应力损失。

本发明的技术方案是：

一种采用预应力索加固钢筋混凝土柱的装置，包括混凝土柱及与混凝土柱端部相连的梁板，通过缠绕在混凝土柱外侧的预应力索施加横向变形使预应力索产生预拉力，带有螺纹孔的弧形钢条和对混凝土柱产生约束力的约束钢条通过混凝土柱施加横向变形的加载螺杆固定，在所述混凝土柱的每一侧至少设有一个由弧形钢条、约束钢条和加载螺杆组成的部件。

本发明中所述预应力索的缠绕方式为双向螺旋对称缠绕，预应力索的水平夹角在0～90°，间距在10cm以内。

本发明中所述由弧形钢条、约束钢条和加载螺杆组成的部件沿混凝土柱四周对称设置，数量可为4～10组。

本发明中所述加载螺杆长度为2～5cm。

一种采用预应力索加固钢筋混凝土柱的装置的使用方法，包括以下步骤：

(a) 首先在弧形钢条内穿过加载螺杆定在约束钢条上;

（b）采用均匀对称双螺旋的方式来缠绕预应力索、所述预应力索与混凝土柱表面接触部位角部，预先粘贴竖向胶条，预应力张拉后去除；预应力索端部锚固在梁板中;

（c）随着加载螺杆逐渐拧进，加载螺杆将弧形钢条顶出，钢条代动预应力索产生水平横向变形，产生拉力；对称施加预应力保证对柱各面的约束力基本均匀;

（d）张拉完成后，预应力大小可根据预应力索伸长量确定，增加抹灰面层保护预应力索和增加对混凝土柱的约束。 

本发明的效果和益处是：

该发明的装置和方法实现了高强度筋材强度的充分利用，同常规加固方法相比，增加了约束力，提高了承载能力。通过对双螺旋缠绕预应力索倾角的变化，预应力索不仅可以提供水平约束力，而且可以提供部分纵向拉力，提高偏心受压承载能力。同扩大截面法相比，施工简单，对截面尺寸的影响较小。

附图说明

图1是本发明双螺旋缠绕预应力索加固后的整体结构示意图。

图2是矩形截面柱加固后的横截面图。

图3是矩形截面柱加固后的又一横截面图。

图4是矩形截面柱加固后的又一横截面图。

图5是圆形截面柱加固后的横截面图。

图6是圆形截面柱加固后的又一横截面图。

图1-6中（1）预应力索；（2）弧形钢条；（3）约束钢条；（4）加载螺杆；（5）混凝土柱；（6）梁板。

 

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。

一种采用预应力索加固钢筋混凝土柱的装置，混凝土柱5及与混凝土柱5端部相连的梁板6，通过缠绕在混凝土柱5外侧的预应力索1施加横向变形使预应力索1产生预拉力，带有螺纹孔的弧形钢条2和对混凝土柱5产生约束力的约束钢条3通过混凝土柱施加横向变形的加载螺杆4固定，在所述混凝土柱5的每一侧设有一个至三个由弧形钢条2、约束钢条3和加载螺杆4组成的部件。

本发明中的预应力索1的缠绕方式为双向螺旋对称缠绕，预应力索1的水平夹角在0～90°，间距在10cm以内，根数和截面面积根据提高承载力要求确定。预应力索1上下端可采用砂浆、结构胶等锚入柱两端的梁板6中。