[发明专利]一种管内环向预应力修补加固系统

说明书

本发明涉及一种管内环向预应力的修补加固系统，该装置包括安装盘、加载盘、穿心式千斤顶、与千斤顶相连的楔形加载体和设备平台。本发明提供的管内预应力修补加固系统，能够有效提高或加强普通混凝土管、预应力钢筒混凝土管（PCCP管）、环向管状结构（砌体、复合材料体）、多边形空腔结构承载内部水压、气压、外部负压的能力，提高结构整体性、耐久性等作用，充分利用碳纤维等高强材料的受拉力学性能，系统的发明开创了管内预应力的方法，装置的发明实现了方法的运用，各配件的组合增加了适用范围，提高了经济性、技术性及高效性。

技术领域

本发明涉及一种管内环向预应力修补加固系统，属于环向预应力技术领域，如普通混凝 土管管内加固、PCCP管管内加固、钢管管内加固、玻璃钢管管内加固、室内为环形的建筑、 环形水池内壁等，目前在PCCP管管内加固，更能发挥高强材料、高强结构胶的性能，并解 决非开挖式管内加固。

背景技术

PCCP是预应力钢筒混凝土管( PrestressedConcrete Cylinder Pipe)的简称，它是指由两端带承插口钢圈的钢筒和钢筒内、外两侧混凝土层组成管芯，并在管芯外壁缠绕预应力高强钢丝，再辊射水泥砂浆保护层而制成的一种复合型管材。

输水工程是城市生活的大动脉，在国民经济发展中发挥着重要作用，PCCP输水管道一旦 发生爆管事故，往往经济损失严重、社会影响恶劣。我国正式将PCCP管应用于工程中始于上 世纪90年代，2005年12月南水北调输水工程北京段拉开了大直径PCCP在我国应用的序幕， PCCP管道因其优良的特性而在国内大型输水工程中应用越来越广泛，然而随着PCCP的逐步 推广，许多PCCP管道已开始接近或达到破坏年限。近年检测也表明，国内大量PCCP管道已 经出现钢丝断裂，且出现断丝数量逐年增长的趋势。断丝现象的发生对正常使用极限状态影 响较大，发生爆裂停水事故的概率大大上升，尤其当断丝范围较大时，在预应力、管体自重、 土压力及流体自重等综合作用下，失去承载能力无法继续承担设计内水压力，在内水压力作 用下极易发生爆管事故。因此，如何对PCCP管道进行切实有效的修补加固，是当下面临的一 个非常重要且极为紧迫的课题。

现有的修复方法主要有管外加固法、换管法、管内常规加固方法等。

管外加固法的缺点是需要开挖大量的土方，虽然在管外粘贴碳纤维布可以有效地提供环 向约束并且精准地针对断丝的位置进行加固，但是造价较高而且工程量较大，不适宜在工程 实践中大规模推广。

换管法是通过探伤找到损坏管道所在的位置，然后先挖去上部土层，再将损坏的管道移 去，换上新的PCCP管。这种方法造成的影响较大，需要在停止输水的时候才能进行施工，管 道的移除也有较大的施工难度。接缝处的处理也是一个亟待解决的施工难题。故此方法不能 成为一个普遍适用的方法。

管内加固方法通常采用非预应力加固的方法，这种方法通常是采用直接粘贴碳纤维布的 方法进行加固，由于碳纤维材料弹模与钢筋相似，抗拉强度约为钢材的7～10倍，高强度的发 挥需要较大变形，内贴难以充分利用碳纤维材料的高强度特性。这种方法属于非主动受力， 即只有在外界荷载的情况下才能发挥作用，并不能主动发挥碳纤维材料的作用，在一定程度 上造成了碳纤维材料性能的浪费。

发明内容

本发明要解决技术问题是：克服现有技术的缺点，提供一种能够在管内主动加载预应力 的修补加固系统。