CN103790394A - 预应力碳纤维布铺设装置 - Google Patents

Abstract

一种预应力碳纤维布铺设装置，所述预应力碳纤维布铺设装置由两套杠杆张拉机构、一根滚轴和两块垫板组成；基于杠杆原理，预应力碳纤维布铺设装置通过杠杆张拉机构向碳纤维布施加应力从而完成张拉操作；本发明的有益技术效果是：结构简单，装置自重小，安装架设时对结构体的损伤小，不需要动力设备，可由人力完成碳纤维布的张拉作业，便于拆除，施工效率高，尤其适合圆柱形混凝土柱的预应力碳纤维布铺设。

Description

预应力碳纤维布铺设装置

技术领域

    本发明涉及一种混凝土柱加固技术，尤其涉及一种预应力碳纤维布铺设装置。

背景技术

现有技术在对混凝土柱进行加固时，其中一种手段是在混凝土柱表面铺设施加有预应力的碳纤维布，通过碳纤维布的作用力对混凝土柱起到加固作用，抑制混凝土柱上裂缝的产生和发展，提高混凝土柱的承载能力和使用寿命。

在前述的加固处治方案中，需要用到碳纤维布张拉装置，现有的碳纤维布张拉装置在使用时存在诸多问题：为了满足加固要求，需要对碳纤维布施加较大的预应力，现有的碳纤维布张拉装置一般都采用直接拉扯的方式来对碳纤维布进行张拉，因此需要借助动力设备来牵引碳纤维布，动力设备的采用又进而导致碳纤维布张拉装置结构的复杂化和重型化，前期搭设和后期拆除碳纤维布张拉装置的工作量几乎相当于一个小型工程了，特别是对于一些小型的加固项目，大大的提高了施工成本，并且由于碳纤维布张拉装置的自重较大，为了保证碳纤维布张拉装置安装时的稳定性，需要在待加固的结构体上设置许多锚固点，导致结构体损伤较大，这本身就与加固处治的目的相悖。

除了前述的问题外，现有技术在对圆柱形混凝土柱的外周面进行加固时，还存在设备安装困难，缺乏专门的铺装设备的问题。

发明内容

针对背景技术中的问题，本发明提出了一种预应力碳纤维布铺设装置，其结构为：所述预应力碳纤维布铺设装置由两套杠杆张拉机构、一根滚轴和两块垫板组成；单套杠杆张拉机构的结构为：单套杠杆张拉机构由钢板环、两根杠杆、两个螺纹套筒、两个连接套筒和一根螺杆组成；螺纹套筒的内孔中设置有与螺杆匹配的内螺纹，螺纹套筒套接在螺杆上；螺纹套筒外侧面上设置有环形凹槽，两个连接套筒一一对应地套接在两个螺纹套筒的环形凹槽内；杠杆内端与钢板环的外周面转动连接，杠杆的外端与连接套筒外壁转动连接，两个杠杆的相对位置呈X形分布，杠杆轴向与钢板环的径向平行，杠杆的转动平面与钢板环的横截面平行；杠杆上设置有沿杠杆轴向延伸的滑槽，且滑槽为通槽；滚轴的一端依次穿过第一杠杆张拉机构上的两根杠杆上的滑槽，滚轴的另一端依次穿过第二杠杆张拉机构上的两根杠杆上的滑槽；滚轴的轴向与钢板环的轴向平行；垫板两端分别与两套杠杆张拉机构上的钢板环连接，垫板轴向与钢板环的轴向平行；两块垫板邻近设置且位于同一杠杆张拉机构的两根杠杆的内端之间。

前述装置的原理是：连接在钢板环上的杠杆实际上形成了一套杠杆机构，当同一钢板环上的两根杠杆之间的张角发生变化时，滚轴就会沿钢板环的径向方向运动，当将包裹在混凝土柱表面的碳纤维布的两端系挂在滚轴上后，就能通过杠杆原理，在施加较小作用力的条件下对碳纤维布进行张拉，待张拉度满足要求后，通过垫板可以直接将碳纤维布两端锚固在混凝土柱表面；本发明的装置简单，安装、拆卸操作方便，不需要动力牵引设备，铺装效率较高，十分适合对圆柱形混凝土柱进行加固时的预应力碳纤维布铺设。

为了便于安装和拆卸钢板环，本发明还作了如下改进：所述钢板环由两块半圆形的弧形钢板通过螺栓连接而成。

一种在圆柱形混凝土柱上铺设预应力碳纤维布的方法，所涉及的装置有预应力碳纤维布铺设装置和夹具；所述预应力碳纤维布铺设装置由两套杠杆张拉机构、一根滚轴和两块垫板组成；单套杠杆张拉机构的结构为：单套杠杆张拉机构由钢板环、两根杠杆、两个螺纹套筒、两个连接套筒和一根螺杆组成；螺纹套筒的内孔中设置有与螺杆匹配的内螺纹，螺纹套筒套接在螺杆上；螺纹套筒外侧面上设置有环形凹槽，两个连接套筒一一对应地套接在两个螺纹套筒的环形凹槽内；杠杆内端与钢板环的外周面转动连接，杠杆的外端与连接套筒外壁转动连接，两个杠杆的相对位置呈X形分布，杠杆轴向与钢板环的径向平行，杠杆的转动平面与钢板环的横截面平行；杠杆上设置有沿杠杆轴向延伸的滑槽，且滑槽为通槽；

滚轴的一端依次穿过第一杠杆张拉机构上的两根杠杆上的滑槽，滚轴的另一端依次穿过第二杠杆张拉机构上的两根杠杆上的滑槽；滚轴的轴向与钢板环的轴向平行；

垫板两端分别与两套杠杆张拉机构上的钢板环连接，垫板轴向与钢板环的轴向平行；两块垫板邻近设置且位于同一杠杆张拉机构的两根杠杆的内端之间；

铺设预应力碳纤维布的步骤为：1）在混凝土柱上架设预应力碳纤维布铺设装置；调节螺纹套筒的位置，使滚轴靠近钢板环；

2）在两个钢板环之间的混凝土柱表面涂抹胶粘剂；

3）将碳纤维布包裹在两个钢板环之间的混凝土柱表面；碳纤维布两端分别从两个垫板的内侧穿过，然后碳纤维布两端又从两个垫板之间的间隙穿出，最后让碳纤维布两端裹覆在滚轴上并固定，垫板和滚轴之间的纤维布通过夹具束紧；

4）采用人力将碳纤维布张紧，然后用夹具将碳纤维布的两端固定；

5）调节螺纹套筒的位置，使滚轴远离钢板环；

6）在滚轴运动的过程中，碳纤维布被逐渐张拉，待张拉度满足要求后，采用锚固手段将两个垫板锚固在混凝土柱上；

7）待胶粘剂固化后，拆去除垫板以外的其他装置，预应力碳纤维布铺设完成。

本发明的有益技术效果是：结构简单，装置自重小，安装架设时对结构体的损伤小，不需要动力设备，可由人力完成碳纤维布的张拉作业，便于拆除，施工效率高，尤其适合圆柱形混凝土柱的预应力碳纤维布铺设。

附图说明

图1、本发明的结构示意图一；

图2、本发明的使用状态图一（初装时）；

图3、本发明的使用状态图二（张拉后）；

图4、本发明架设在混凝土柱上时的示图（图中省略了螺杆、滚轴、螺纹套筒和连接套筒）；

图中各个标记所对应的部件分别为：钢板环1、杠杆2、螺纹套筒3、连接套筒4、螺杆5、滚轴6、垫板7、碳纤维布8、夹具9、混凝土柱10。

具体实施方式

一种预应力碳纤维布铺设装置，其结构为：所述预应力碳纤维布铺设装置由两套杠杆张拉机构、一根滚轴6和两块垫板7组成；单套杠杆张拉机构的结构为：单套杠杆张拉机构由钢板环1、两根杠杆2、两个螺纹套筒3、两个连接套筒4和一根螺杆5组成；螺纹套筒3的内孔中设置有与螺杆5匹配的内螺纹，螺纹套筒3套接在螺杆5上；螺纹套筒3外侧面上设置有环形凹槽，两个连接套筒4一一对应地套接在两个螺纹套筒3的环形凹槽内；杠杆2内端与钢板环1的外周面转动连接，杠杆2的外端与连接套筒4外壁转动连接，两个杠杆2的相对位置呈X形分布，杠杆2轴向与钢板环1的径向平行，杠杆2的转动平面与钢板环1的横截面平行；杠杆2上设置有沿杠杆2轴向延伸的滑槽，且滑槽为通槽；滚轴6的一端依次穿过第一杠杆张拉机构上的两根杠杆2上的滑槽，滚轴6的另一端依次穿过第二杠杆张拉机构上的两根杠杆2上的滑槽；滚轴6的轴向与钢板环1的轴向平行；垫板7两端分别与两套杠杆张拉机构上的钢板环1连接，垫板7轴向与钢板环1的轴向平行；两块垫板7邻近设置且位于同一杠杆张拉机构的两根杠杆2的内端之间。

进一步地，所述钢板环1由两块半圆形的弧形钢板通过螺栓连接而成。

一种在圆柱形混凝土柱上铺设预应力碳纤维布的方法，所涉及的装置有预应力碳纤维布铺设装置和夹具；所述预应力碳纤维布铺设装置由两套杠杆张拉机构、一根滚轴6和两块垫板7组成；单套杠杆张拉机构的结构为：单套杠杆张拉机构由钢板环1、两根杠杆2、两个螺纹套筒3、两个连接套筒4和一根螺杆5组成；螺纹套筒3的内孔中设置有与螺杆5匹配的内螺纹，螺纹套筒3套接在螺杆5上；螺纹套筒3外侧面上设置有环形凹槽，两个连接套筒4一一对应地套接在两个螺纹套筒3的环形凹槽内；杠杆2内端与钢板环1的外周面转动连接，杠杆2的外端与连接套筒4外壁转动连接，两个杠杆2的相对位置呈X形分布，杠杆2轴向与钢板环1的径向平行，杠杆2的转动平面与钢板环1的横截面平行；杠杆2上设置有沿杠杆2轴向延伸的滑槽，且滑槽为通槽；滚轴6的一端依次穿过第一杠杆张拉机构上的两根杠杆2上的滑槽，滚轴6的另一端依次穿过第二杠杆张拉机构上的两根杠杆2上的滑槽；滚轴6的轴向与钢板环1的轴向平行；垫板7两端分别与两套杠杆张拉机构上的钢板环1连接，垫板7轴向与钢板环1的轴向平行；两块垫板7邻近设置且位于同一杠杆张拉机构的两根杠杆2的内端之间；

铺设预应力碳纤维布的步骤为：1）在混凝土柱上架设预应力碳纤维布铺设装置；调节螺纹套筒3的位置，使滚轴6靠近钢板环1；

2）在两个钢板环1之间的混凝土柱表面涂抹胶粘剂；

3）将碳纤维布8包裹在两个钢板环1之间的混凝土柱表面；碳纤维布8两端分别从两个垫板7的内侧穿过，然后碳纤维布8两端又从两个垫板7之间的间隙穿出，最后让碳纤维布8两端裹覆在滚轴6上并固定，垫板7和滚轴6之间的纤维布8通过夹具束紧；

4）采用人力将碳纤维布8张紧，然后用夹具将碳纤维布8的两端固定；

5）调节螺纹套筒3的位置，使滚轴6远离钢板环1；

6）在滚轴6运动的过程中，碳纤维布8被逐渐张拉，待张拉度满足要求后，采用锚固手段将两个垫板7锚固在混凝土柱上；

7）待胶粘剂固化后，拆去除垫板7以外的其他装置，预应力碳纤维布铺设完成。

Claims (3)

1.一种预应力碳纤维布铺设装置，其特征在于：所述预应力碳纤维布铺设装置由两套杠杆张拉机构、一根滚轴（6）和两块垫板（7）组成；

单套杠杆张拉机构的结构为：单套杠杆张拉机构由钢板环（1）、两根杠杆（2）、两个螺纹套筒（3）、两个连接套筒（4）和一根螺杆（5）组成；螺纹套筒（3）的内孔中设置有与螺杆（5）匹配的内螺纹，螺纹套筒（3）套接在螺杆（5）上；螺纹套筒（3）外侧面上设置有环形凹槽，两个连接套筒（4）一一对应地套接在两个螺纹套筒（3）的环形凹槽内；杠杆（2）内端与钢板环（1）的外周面转动连接，杠杆（2）的外端与连接套筒（4）外壁转动连接，两个杠杆（2）的相对位置呈X形分布，杠杆（2）轴向与钢板环（1）的径向平行，杠杆（2）的转动平面与钢板环（1）的横截面平行；杠杆（2）上设置有沿杠杆（2）轴向延伸的滑槽，且滑槽为通槽；

滚轴（6）的一端依次穿过第一杠杆张拉机构上的两根杠杆（2）上的滑槽，滚轴（6）的另一端依次穿过第二杠杆张拉机构上的两根杠杆（2）上的滑槽；滚轴（6）的轴向与钢板环（1）的轴向平行；

垫板（7）两端分别与两套杠杆张拉机构上的钢板环（1）连接，垫板（7）轴向与钢板环（1）的轴向平行；两块垫板（7）邻近设置且位于同一杠杆张拉机构的两根杠杆（2）的内端之间。

2.根据权利要求1所述的预应力碳纤维布铺设装置，其特征在于：所述钢板环（1）由两块半圆形的弧形钢板通过螺栓连接而成。

3.一种在圆柱形混凝土柱上铺设预应力碳纤维布的方法，其特征在于：所涉及的装置有预应力碳纤维布铺设装置和夹具；所述预应力碳纤维布铺设装置由两套杠杆张拉机构、一根滚轴（6）和两块垫板（7）组成；

单套杠杆张拉机构的结构为：单套杠杆张拉机构由钢板环（1）、两根杠杆（2）、两个螺纹套筒（3）、两个连接套筒（4）和一根螺杆（5）组成；螺纹套筒（3）的内孔中设置有与螺杆（5）匹配的内螺纹，螺纹套筒（3）套接在螺杆（5）上；螺纹套筒（3）外侧面上设置有环形凹槽，两个连接套筒（4）一一对应地套接在两个螺纹套筒（3）的环形凹槽内；杠杆（2）内端与钢板环（1）的外周面转动连接，杠杆（2）的外端与连接套筒（4）外壁转动连接，两个杠杆（2）的相对位置呈X形分布，杠杆（2）轴向与钢板环（1）的径向平行，杠杆（2）的转动平面与钢板环（1）的横截面平行；杠杆（2）上设置有沿杠杆（2）轴向延伸的滑槽，且滑槽为通槽；

滚轴（6）的一端依次穿过第一杠杆张拉机构上的两根杠杆（2）上的滑槽，滚轴（6）的另一端依次穿过第二杠杆张拉机构上的两根杠杆（2）上的滑槽；滚轴（6）的轴向与钢板环（1）的轴向平行；

垫板（7）两端分别与两套杠杆张拉机构上的钢板环（1）连接，垫板（7）轴向与钢板环（1）的轴向平行；两块垫板（7）邻近设置且位于同一杠杆张拉机构的两根杠杆（2）的内端之间；

铺设预应力碳纤维布的步骤为：1）在混凝土柱上架设预应力碳纤维布铺设装置；调节螺纹套筒（3）的位置，使滚轴（6）靠近钢板环（1）；

2）在两个钢板环（1）之间的混凝土柱表面涂抹胶粘剂；

3）将碳纤维布（8）包裹在两个钢板环（1）之间的混凝土柱表面；碳纤维布（8）两端分别从两个垫板（7）的内侧穿过，然后碳纤维布（8）两端又从两个垫板（7）之间的间隙穿出，最后让碳纤维布（8）两端裹覆在滚轴（6）上并固定，垫板（7）和滚轴（6）之间的纤维布（8）通过夹具束紧；

4）采用人力将碳纤维布（8）张紧，然后用夹具将碳纤维布（8）的两端固定；

5）调节螺纹套筒（3）的位置，使滚轴（6）远离钢板环（1）；

6）在滚轴（6）运动的过程中，碳纤维布（8）被逐渐张拉，待张拉度满足要求后，采用锚固手段将两个垫板（7）锚固在混凝土柱上；

7）待胶粘剂固化后，拆去除垫板（7）以外的其他装置，预应力碳纤维布铺设完成。

Images