[实用新型]表层嵌贴加固混凝土结构用纤维板条的预应力夹具

说明书

技术领域

本实用新型主要涉及到混凝土结构的加固技术领域，特指一种适用于基于表层嵌贴预应力FRP板条来加固混凝土结构方法的预应力夹具。

背景技术

由于环境侵蚀、荷载增加、维修养护不当等原因，已修建的混凝土结构，如桥梁、建筑结构等受到损伤或损伤进一步加剧的现象日益突出，造成了严重的结构安全隐患，威胁着人们的生命财产安全。因此研究开发新型实用、性能优越且成本较低的结构加固技术并应用于大量的即有混凝土结构加固，以提高在役结构的承载能力和安全性能，对基础设施建设发展具有重要的现实意义。

纤维增强复合材料（FRP, Fiber Reinforced Polymer）作为一种新型工程材料，由于具有高强的力学性能和优良的耐久性能，已得到土木和交通行业的广泛认可。外贴FRP片材加固混凝土结构技术是现在国内外普遍采用的一种加固方法，因其工艺简单、施工方便，受到了工程界的青睐。但随着研究与应用深入，外贴FRP加固混凝土结构的缺陷逐渐暴露。一方面，FRP的弹性模量与材料强度不协调的特性使得外贴工艺难以发挥这种材料的高强性能；另一方面，外贴FRP加固结构往往出现FRP-混凝土剥离的破坏形态，这种呈现脆性特征的破坏致使结构在充分发挥FRP材料性能前即丧失承载能力。

体外粘贴预应力FRP技术是针对外贴式FRP加固法中材料模量与强度不协调，难以发挥材料强度的缺陷而提出的，这个技术通过对FRP板条预先施加预应力，使板条预先发挥一定强度，从而提高了材料的强度利用率，但是该项技术未能彻底解决FRP-混凝土之间的剥离问题；同时，由于体外粘贴方式下粘结树脂提供的粘结能力有限，无法实现对预应力FRP的锚固，必须另外设置永久式的FRP锚具，增加了应用FRP加固工程结构的造价。

有从业者提出一种表层嵌贴预应力FRP板加固混凝土结构的方法，其步骤为：在带加固混凝土结构上开设预制槽，在预制槽中灌注粘接树胶；然后将FRP板条的两端锚固于预应力夹具和张拉机具上后放置于预制槽中，通过张拉使FRP板条发生拉伸从而具有一定的预应力；最终，继续往预制槽中加灌粘接剂，FRP板条在预制槽中保持锚固状态固化完成后，拆除预应力夹具即可完成整个加固过程。

在上述过程中，预应力夹具的结构十分重要。FRP板条为高强纤维与基体树脂通过热挤压成型工艺制成的复合材料，其具有一显著特性是抗剪性差，易被剪断破坏。传统的钢绞线预应力锚具，一般采用自锁式，通过锚杯上的齿纹咬住钢绞线。但FRP板条非常易于被剪断，大量探索表明现有钢绞线锚具不适用于FRP材料的夹锚；并且FRP板条的外形与钢绞线区别很大，使得钢绞线锚具完全不适用。体外粘贴预应力FRP板材的锚具由上下两块夹板、压条、压紧螺栓和锚固螺栓组成，上下两夹板在与FRP板条的接触面上均设有有助于增加摩擦的纹路，边缘设有与压紧螺栓相配合的螺孔。使用时，将FRP板条插入上下两夹板间，通过紧固安装在两块夹板上，位于FRP板两边的压紧螺栓可使上下两夹板夹紧。下夹板在锚固区外通过增设化学锚栓螺孔使其锚固到待加固的混凝土构件上。但由于混凝土保护层厚度通常仅为30mm左右，而FRP板条宽度一般为16mm~20mm，剩余的空间尺度不足以在FRP板条的两侧布置压紧螺栓，因此这种FRP板的锚具也不适用于表层嵌贴预应力FRP板条加固方法的技术要求。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本实用新型提供一种结构简单紧凑、成本低廉、操作简便、适用于表层嵌贴预应力FRP板条加固混凝土结构方法的表层嵌贴加固混凝土结构用纤维板条的预应力夹具。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

一种表层嵌贴加固混凝土结构用纤维板条的预应力夹具，包括夹具外框、夹具压条和一个以上的顶推螺栓，所述夹具压条设置于夹具外框的内腔中，所述夹具压条的一端与夹具外框上一个侧面的内侧壁之间形成FRP板条的夹持部，所述夹具压条的另一端与设置于夹具外框另一个侧面上的顶推螺栓接触配合。

作为本实用新型的进一步改进：

所述夹具外框的顶部设有一个以上用来将夹具外框固定在需要加固的混凝土结构表面的固定螺栓。

所述夹具压条与一用来调节夹具压条在夹具外框的内腔中位置的压条调位螺栓相连，所述夹具压条上开设有与压条调位螺栓对应的螺孔。

所述用于形成夹持部的夹具压条和夹具外框内侧壁的配合面上设置了用于增加摩擦的纹路。