[发明专利]预应力线材加固柱体的张拉锚固系统及施工方法

说明书

技术领域

 本发明涉及一种柱体加固装置及其施工方法，特别是一种采用预应力线材对柱体进行加固的加固装置及其施工方法。

背景技术

建筑物、桥梁等因各种灾害、设计失误、施工质量不良、使用管理不当设计、恶劣环境侵蚀、结构耐久性退化、使用功能改变、超过设计基准期还将继续使用等需要进行改造加固，通过合理的加固将节省大量的人力、财力和物力，产生巨大的社会和经济效益。

结构柱作为结构中最重要的承力构件之一，一旦出现影响承载力或正常使用的裂缝而不及时对其采取加固措施，其后果不堪设想。

目前，对结构柱进行加固的方法有很多种，通常以构件在承受三向同性力的作用，其承载力会有提高的力学原理为基础的加固方法是目前结构柱加固的主流。利用此原理，对柱体施加环向压力，实现对其实施主动约束加固，使柱体提前处于三向受压应力状态横向膨胀受到约束，可抑制新裂缝的出现和开展，闭合原有裂缝，显著提高混凝土柱的承载力和变形能力。目前亟待解决的问题是，如何在有限的施工空间和施工条件下，对柱体施工环向受力，从而实现对柱体高效便捷的加固。

发明内容

本发明的目的是提供一种预应力线材加固柱体的张拉锚固系统及施工方法，要解决通过简单实用的技术手段，对现有柱体进行加固从而提高柱体的承载力，延长其使用寿命的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种预应力线材加固柱体的张拉锚固系统，包括张拉线材、锚固装置和张拉装置，所述锚固装置由锚固钢板、固定端挤压锚具、张拉端端部挤压锚具和张拉端施力挤压锚具组成，所述张拉装置由固定端夹具、张拉端夹具和千斤顶组成，所述张拉线材环绕拟加固柱体一周，其固定端通过固定端挤压锚具固定在锚固钢板一侧，在锚固钢板另一侧的张拉线材上卡固固定端夹具并使固定端夹具与锚固钢板一侧，在锚固钢板另一侧的张拉线材上卡固固定端夹具，所述固定端夹具与锚固钢板顶紧，所述张拉线材的张拉端通过张拉端端部挤压锚具固定在锚固钢板另一侧，并在张拉端的张拉线材上自端部向内依次设置有张拉端施力挤压锚具和张拉端夹具，所述张拉端夹具卡住张拉端施力挤压锚具，所述张拉端夹具和固定端夹具通过千斤顶连接。

所述固定端夹具和张拉端夹具之间设置有预防张拉偏心的销轴。

所述固定端夹具为一侧面伸出若干根等长支臂的钢板，在支臂之间的板体上开有锯齿状的穿线孔。

所述张拉端夹具为一侧边上开有锯齿状的穿线槽的钢板，所述穿线槽的位置与穿线孔一一对应。

所述锚固钢板为一侧边开有锯齿状卡槽的钢板，所述锯齿状卡槽的分布均匀，其位置与穿线孔一一对应。

所述锯齿状卡槽、穿线槽和穿线孔的宽度为张拉线材的直径加1mm。

所述张拉线材为钢绞线、钢丝绳或钢丝。

所述的预应力线材加固柱体的张拉锚固系统进行混凝土柱体柱体加固的方法，其特征在于： 

步骤一，依据设计要求及现场情况，确定张拉线材的施工下料长度；

步骤二，在张拉线材的两端部分别安装固定端挤压锚具、张拉端端部挤压锚具和张拉端施力挤压锚具，所述张拉端施力挤压锚具的位置由锚固钢板的宽度和施工操作空间需要确定；

步骤三，将锚固钢板沿拟加固柱体轴向方向置于拟加固柱体外表面，用手扶好，将张拉线材的固定端卡入锚固钢板的锯齿状卡槽内，并使固定端挤压锚具与锚固钢板顶紧，另一端绕拟加固柱体一周后，用张拉端夹具卡住张拉端施力挤压锚具，同时，将固定端夹具卡在张拉线材的固定端上并使固定端夹具的支臂与锚固钢板顶紧；

步骤四，安装千斤顶；

步骤五，操作千斤顶，使其同时张拉端夹具和固定端夹具，减小两者之间的距离，从而对张拉线材施加预应力；

步骤六，监测张拉线材的预应力大小，并根据设计要求随时调整；

步骤七，当监测数据达到设计要求，将张拉线材的端部固定在锚固钢板上。

与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果：

1）本发明所述锚固系统在施加预应力的过程中对原柱体没有任何损伤，却可通过预应力钢绞线对柱体施加环向压力，从而大幅度提高加固混凝土柱的承载力、刚度，改善其变形性能，提高其抗震性能。

2）该锚固系统可以充分发挥钢绞线抗拉强度高的特性，提高加固后混凝土柱体的承载力、刚度、变形能力和抗震性能。

3）采用该锚固系统对钢绞线施加预应力，预应力水平能达到极限抗拉强度的75%以上；可以充分发挥钢绞线抗拉强度高的特性。