[发明专利]一种嵌入式体外预应力实施系统及其加固RC柱施工方法

权利要求书

1.一种嵌入式体外预应力实施系统，其特征在于：包括钢绞线布设槽、预应力钢绞线、端部锚固装置、预应力横张装置、牵引线提升装置和预应力施加装置；

钢绞线布设槽为开设在待加固钢筋混凝土柱表面上的一条呈m圈螺旋上升的凹槽；沿待加固钢筋混凝土柱的周向均匀开挖有n条竖直凹槽；每条竖直凹槽均竖直布设，且与钢绞线布设槽具有m个交点；

在每个交点处均布设一个所述预应力横张装置，预应力横张装置包括底座、钢绞线固定环和横向张拉组件；底座锚固在待加固钢筋混凝土柱上；钢绞线固定环能在横向张拉组件的横向伸缩带动下，实现横向伸缩；

横向张拉组件包括四块支撑板和伸缩套筒组件；其中两块支撑板通过上铰接轴相铰接形成上铰接板，另外两块支撑板通过下铰接轴相铰接形成下铰接板；上铰接板和下铰接板的一端均与底座相铰接，另一端均与钢绞线固定环相铰接；伸缩套筒组件安装在上铰接轴和下铰接轴上，且能竖向伸缩；

预应力钢绞线布设在钢绞线布设槽中，且依次从每个预应力横张装置的钢绞线固定环中穿过；端部锚固装置用于将预应力钢绞线的两端分别锚固在待加固钢筋混凝土柱上；

牵引线提升装置包括牵引线和m个牵引线卡扣；m个牵引线卡扣分别位于同一竖直凹槽内m个预应力横张装置的正上方，且通过牵引线相连接，牵引线的底端与预应力施加装置相连接；每个牵引线卡扣均包括U型环、L型支座、推进块和推进螺栓；U型环和L型支座相互插接配合，推进块横向滑动设置在L型支座内，推进块能和U型环相拼合形成牵引线过孔；推进螺栓螺接在L型支座内，用于推动推进块的横向滑动，从而控制牵引线过孔内牵引线的锁紧状态；

预应力施加装置包括张拉支架、定滑轮、固定平台、滑动板、千斤顶和两个小型定滑轮；张拉支架安装在地面、基础或待加固钢筋混凝土柱底部；固定平台固定安装在张拉支架上，定滑轮转动安装在在张拉支架上；滑动板横向滑动设置在张拉支架上，并能在千斤顶的驱动下，实现横向滑动；两个小型定滑轮分别安装在滑动板的上下部；从竖直凹槽内引入的牵拉线，先经定滑轮导向，再经两个小型定滑轮后，底部末端安装在固定平台上；当滑动板在千斤顶驱动下，横向滑动时，将使得牵引线向下张拉；

当预应力施加装置将牵引线向下牵拉时，m个牵引线卡扣将挤压m个预应力横张装置的横向张拉组件，从而使得m个横向张拉组件横向伸长，进而使得位于钢绞线固定环内的预应力钢绞线，实现横向张拉。

2.根据权利要求1所述的嵌入式体外预应力实施系统，其特征在于：伸缩套筒组件包括上套筒、下套筒、上锚固板、下锚固板和Y型卡扣；上套筒顶部嵌套在上铰接轴上，上套筒底部嵌套在上锚固板中；下套筒底部嵌套在下铰接轴上，上套筒顶部嵌套在下锚固板中；上锚固板为空心结构，能滑动套设在下锚固板外周；上锚固板和下锚固板外周均设置有锁合卡槽；牵引线依次从上套筒和下套筒中穿过，当牵引线下拉，上锚固板沿下锚固板向下滑移，直至上锚固板和下锚固板的锁合卡槽相对位配合，通过Y型卡扣实现上锚固板和下锚固板的锁定。

3.根据权利要求1所述的嵌入式体外预应力实施系统，其特征在于：预应力钢绞线横向张拉后的预应力值f_p，按如下式进行计算：

式中，n_t为预应力横张装置的总数量，E_p为预应力钢绞线的弹性模量；L为钢绞线布设槽内预应力钢绞线的总长，ΔL为在单个预应力横张装置张拉后，预应力钢绞线的伸长量。

4.根据权利要求3所述的嵌入式体外预应力实施系统，其特征在于：当待加固钢筋混凝土柱为圆柱时，伸长量ΔL采用如下公式(4)进行计算：

式中，l₁为预应力横张装置的竖直提升距离；a为待加固圆柱半径；

当待加固钢筋混凝土柱为方柱时，伸长量ΔL采用如下公式(5)进行计算：

式中，l₁为预应力横张装置的竖直提升距离；b为待加固方柱边长。