CN115538339B - 一种基于玄武岩纤维网格的桥梁梁体加固装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及桥梁结构加固技术领域，具体涉及一种基于玄武岩纤维网格的桥梁梁体加固装置。具体技术方案为：一种基于玄武岩纤维网格的桥梁梁体加固装置，在桥梁梁体需要加固位置的两端分别设置有自锁式轨道机构和固定机构，所述轨道机构沿着所述梁体长度方向设置，所述轨道机构上设置有夹紧机构，所述夹紧机构沿着所述轨道机构行走，所述夹紧机构和固定机构对应设置，所述夹紧机构上依次可拆卸设置有筋体和玄武岩纤维网格，所述筋体和玄武岩纤维网格的另一端固定在所述固定机构上。本发明解决了现有技术中施工复杂、工期长而且对筋体施加预应力后容易卸力的问题。

Description

一种基于玄武岩纤维网格的桥梁梁体加固装置

技术领域

本发明涉及桥梁结构加固技术领域，具体涉及一种基于玄武岩纤维网格的桥梁梁体加固装置。

背景技术

随着城市化进程的加快，桥梁的数量越累越多，随着使用时间的增长，湿热、酸雨、氯离子侵蚀以及车辆重载等作用，耐久性降低、结构性能劣化，经统计目前危桥数量超过10万座，另外加固桥梁的费用仅为新建桥梁的10～30％，因此亟需研发一种新的桥梁加固技术。

目前，传统加固方法为外贴FRP片材(环氧树脂)，但是FRP片材，对温度敏感(玻璃化温度45～80℃)，强紫外线下易老化，透水性差、水分容易在界面滞留，劣化粘结性能。还有直接在桥梁需要修复的地方用筋体进行固定修复，对筋体施加预应力，其两端用锚具锚固在桥梁结构上，但是，在安装的过程中需要考虑到锚具和筋体之间的安装和相互作用，具体表现为在锚固时，施加预应力的筋体容易卸力，无法进行很好的加固。而且，锚具一般采用混凝土现场浇筑，施工繁琐，施工工期长，也不能满足快速施工的要求。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于玄武岩纤维网格的桥梁梁体加固装置，解决了现有技术中施工复杂、工期长而且对筋体施加预应力后容易卸力的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

本发明公开了一种基于玄武岩纤维网格的桥梁梁体加固装置，在桥梁梁体需要加固位置的两端分别设置有自锁式轨道机构和固定机构，所述轨道机构沿着所述梁体长度方向设置，所述轨道机构上设置有夹紧机构，所述夹紧机构沿着所述轨道机构行走，所述夹紧机构和固定机构对应设置，所述夹紧机构上依次可拆卸设置有筋体和玄武岩纤维网格，所述筋体和玄武岩纤维网格的另一端固定在所述固定机构上。

优选的，所述固定机构包括呈L形的固定板，所述固定板的横部上可拆卸设置有压板，所述玄武岩纤维网格固定在所述固定板和压板之间，所述筋体的一端贯穿所述固定板的横部并固定。

优选的，所述夹紧机构包括呈L形的夹板，所述夹板的横部上设置有定位板，所述玄武岩纤维网格的另一端固定在所述夹板和定位板之间，所述筋体的另一端贯穿所述夹板的横部并固定。

优选的，所述夹板的底部设置有与轨道机构适配的限位机构，所述限位机构包括相互平行的限位板，所述限位板沿着所述夹板的宽度方向设置，其中一个所述限位板的内侧设置限位齿，另一个所述限位板的内侧设置有第一导向块。

优选的，所述轨道机构包括内部中空的滑轨，所述滑轨的一侧开设有与其内部相通的条形孔，所述条形孔内活动设置有与限位齿适配的限位件，所述滑轨的另一侧开设有与第一导向块适配的第一导向槽。

优选的，所述限位件包括活动板，所述活动板的一侧设置有与限位齿啮合的活动齿，所述活动齿伸出所述条形孔外，所述活动板位于所述滑轨内的顶面设置有数个截面呈T形的导向柱，所述滑轨的内壁上、位于所述活动板的上方设置有导向板，所述导向板上开设有供导向柱的竖直部穿过的活动孔，所述活动孔沿着导向板的宽度方向设置，所述活动孔内设置有与导向柱的竖直部相抵的弹性件。

优选的，所述活动板的另一侧设置有定位槽，所述滑轨的内壁上设置有伸进所述定位槽内的定位柱，使所述活动板沿着所述定位柱往复运动。

优选的，所述活动板上沿其长度方向开设有数个第一螺纹孔，所述滑轨的顶部开设有数个与第一螺纹孔对应的第二螺纹孔，所述夹板的底部沿其宽度方向滑动设置有连接板，所述连接板上设置有与第二螺纹孔对应的第三螺纹孔；所述滑轨的内底部、位于所述活动板的下方设置有与第一螺纹孔对应的固定螺套，所述固定螺套顶部开口。

优选的，所述滑轨的两侧分别设置有L形的稳定板，所述稳定板的横部与滑轨的底侧固定，所述稳定板与滑轨之间形成对限位板进行限制的限位槽，所述稳定板与滑轨相对应的侧壁上分别设置有第二导向槽，两个所述限位板的外侧分别设置有与第二导向槽适配的第二导向块。

优选的，所述夹板的一侧可拆卸设置有锚索，所述锚索的另一端可拆卸设置有锚固件，所述锚固件包括固定桩，所述固定桩上沿其轴心处贯穿设置有通道，所述固定桩的一端固定设置有环形板，所述固定桩靠近环形板的端面上设置有两端开口并与通道连通的连接筒，所述连接筒的径向上设置有贯穿其轴心的通孔，所述锚索的一端穿过所述通孔并固定。

本发明具备以下有益效果：

1.本发明通过在梁体上设置轨道机构，在轨道机构上设置夹紧机构，夹紧机构上依次设置有筋体和玄武岩纤维网格，筋体和玄武岩纤维网格的另一端通过固定机构固定，通过千斤顶对夹紧机构施加预应力，进而对筋体和玄武岩纤维网格施加预应力，进而对破损的梁体进行加固，借助玄武岩纤维的高强度、耐腐蚀性能、耐紫外线强、耐酸碱盐性能好以及使用寿命长等优点，对梁体进行加固，进而增加加固后的梁体的使用寿命。

2.本发明所公开的轨道机构主要包括内部中空的滑轨，滑轨内设置有限位件，限位件上设置有活动齿，并通过滑轨上的条形孔伸出，而夹紧机构上则设置有限位板，限位板上设置有与活动齿啮合的限位齿，限位板沿着滑轨移动时，限位件在外力的作用下，伸进滑轨内，当限位板停止移动时，限位件在滑轨内弹性件的作用下，活动齿弹出并与限位齿卡合，从而实现对夹紧机构的锁定，使筋体和玄武岩纤维网格上的应力不会损失，整个施工过程简单方便，而且工期短。

附图说明

图1为本发明结构示意图(未展示玄武岩纤维网格)；

图2为图1中A-A向视图；

图3为图2中A局部放大图；

图4为滑轨和稳定板连接后的剖视图；

图5为限位件的结构示意图；

图6为夹紧机构结构示意图；

图7为玄武岩纤维网格结构示意图；

图8为锚固件结构示意图；

图9为图8中B-B向视图；

图10为锚索和固定盘的连接结构示意图；

图11为轨道机构和夹紧机构与固定机构之间设置筋体和玄武岩纤维网格的状态图；

图中：筋体1、玄武岩纤维网格2、压板3、夹板4、定位板5、限位板6、限位齿7、第一导向块8、滑轨9、条形孔10、第一导向槽11、活动板12、活动齿13、导向柱14、导向板15、活动孔16、弹性件17、定位柱18、第一螺纹孔19、第二螺纹孔20、连接板21、第三螺纹孔22、固定螺套23、稳定板24、第二导向槽25、第二导向块26、锚索27、固定桩28、通道29、环形板30、连接筒31、缺口32、固定板33、密封杆34、夹片35、连接盘36、连接柱37、拉块38、固定盘39。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

若未特别指明，实施举例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。

参考图1-图11，本发明公开了一种基于玄武岩纤维网格的桥梁梁体加固装置，在桥梁梁体需要加固位置的两端分别设置有自锁式轨道机构和固定机构，轨道机构沿着梁体长度方向设置，可根据需要设置多个，轨道机构上设置有夹紧机构，夹紧机构沿着轨道机构行走，夹紧机构和固定机构对应设置，夹紧机构上依次可拆卸设置有筋体1和玄武岩纤维网格2，筋体1和玄武岩纤维网格2的另一端固定在固定机构上。需要说明的是：固定机构固定筋体和玄武岩纤维网格的一端，另一端通过夹紧机构固定，并通过千斤顶对夹紧机构施加作用力，使夹紧机构在轨道机构上朝向远离固定机构的方向运动，从而实现对筋体和玄武岩纤维网格同时施加相同的预应力，再结合轨道机构和夹紧机构的配合，在施力完成后夹紧机构即固定在轨道机构上，从而避免松开千斤顶后筋体出现卸力的情况。而桥梁梁体上出现破损的地方则位于夹紧机构和固定机构之间，并通过筋体和玄武岩纤维网格进行覆盖。

进一步的，固定机构直接固定在梁体上，如通过螺栓或膨胀螺丝等固定，固定机构包括呈L形的固定板33，固定板33的横部上通过螺栓可拆卸设置有压板3，玄武岩纤维网格2固定在固定板和压板3之间，筋体1的一端贯穿固定板的横部并固定。需要说明的是：固定板上可设置有沉孔，螺栓或膨胀螺丝通过沉孔使固定板固定在梁体上，而玄武岩纤维网格则通过螺栓和压板将其固定在固定板上，而螺栓穿过玄武岩纤维网格，避免其脱落。

进一步的，夹紧机构包括呈L形的夹板4，夹板4的横部上设置有定位板5，玄武岩纤维网格2的另一端固定在夹板4和定位板5之间，筋体1的另一端贯穿夹板4的横部并固定。夹板4和固定板33的形状相同，同样是通过螺栓将定位板固定在夹板上，而玄武岩下纤维网格通过螺栓固定在夹板和定位板之间。需要注意的是：玄武岩纤维网格的四周均设置成板状，而不是网格状，参考图7所示。玄武岩纤维网格的两端的板面上均设置有供螺栓穿过的孔，使固定机构和夹紧机构对玄武岩纤维网格的固定效果更好。筋体1从夹板和固定板横部沿其宽度方向穿过，筋体的两端均设置有外螺纹，筋体穿过夹板和固定板后通过螺母使筋体的两端分别固定在夹板和固定板上。

进一步的，夹板4的底部设置有与轨道机构适配的限位机构，限位机构包括相互平行的限位板6，限位板6沿着夹板4的宽度方向设置，其中一个限位板6的内侧设置限位齿7，另一个限位板6的内侧设置有第一导向块8。轨道机构包括内部中空的滑轨9，滑轨9的一侧开设有与其内部相通的条形孔10，条形孔10内活动设置有与限位齿7适配的限位件，滑轨9的另一侧开设有与第一导向块8适配的第一导向槽11。需要说明的是：轨道机构和限位机构的数量相同，且一一对应。第一导向滑块辅助夹板通过限位机构沿着轨道机构行走，使夹板在进行滑动时更加稳定。

具体的：限位件包括活动板12，活动板12的一侧设置有与限位齿7啮合的活动齿13，限位齿和活动齿优选为呈三棱柱形，活动齿13伸出条形孔10外，活动板12位于滑轨9内的顶面设置有数个截面呈T形的导向柱14，滑轨9的内壁上、位于活动板12的上方设置有导向板15，导向板15上开设有供导向柱14的竖直部穿过的活动孔16，活动孔16沿着导向板15的宽度方向设置，活动孔16内设置有与导向柱14的竖直部相抵的弹性件17。需要说明的是：在夹板沿着滑轨行走时，限位件被压缩进轨道内，当夹板到达合适位置后，在弹性件的作用下，活动齿伸出条形孔外，并与限位齿啮合，从而实现夹板固定在滑轨上的目的。弹性件包括但不限于弹簧、簧片等。活动孔16为条形，活性齿在被压缩时，整个限位件被压缩进滑轨内，此时，弹性件被压缩，从而实现夹板在滑轨上的行走。导向柱可以是独立的多个，也可以设置成一个整体，活动孔随之适应性改变即可。

进一步的，为了避免活动板在滑轨内发生倾斜的情况，在活动板12的另一侧设置有定位槽，定位槽与活动齿对应设置，滑轨9的内壁上设置有伸进定位槽内的定位柱18，在活动板通过条形孔往复运动时，使活动板12沿着定位柱18始终在水平方向上往复运动。

进一步的，为了加强夹板在滑轨上的稳定性，在活动板12上沿其长度方向开设有数个第一螺纹孔19，滑轨9的顶部开设有数个与第一螺纹孔19对应的第二螺纹孔20，夹板4的底部沿其宽度方向滑动设置有连接板21，连接板21上设置有与第二螺纹孔20对应的第三螺纹孔22；滑轨9的内底部、位于活动板12的下方设置有与第一螺纹孔19对应的固定螺套23，固定螺套23顶部开口。需要说明的是：在自然状态下，第一螺纹孔、第二螺纹孔和固定螺套上下对应设置，且内径相同，均能与同一螺栓螺纹连接，而连接板则手动调节至第三螺纹孔22与第二螺纹孔对应即可，最终通过螺栓穿过连接板、滑轨、活动板和固定螺套进行固定，避免在外力作用较大的情况下，活动齿和限位齿分离或损坏。

进一步的，夹板4的底部设置有与连接板21适配的缺口32，连接板能够沿着缺口移动，从而使第三螺纹孔22与第二螺纹孔对应。

更进一步的，轨道机构嵌入设置在梁体内，其顶部与梁体表面齐平，即在梁体上开设有容纳轨道机构的槽道，夹板和固定板均与梁体的表面接触，从而使筋体和玄武岩纤维网格更接近梁体破损位置。

更进一步的，为了增强夹板在滑轨上运动时的稳定性，滑轨9的两侧分别设置有L形的稳定板24，稳定板24的横部与滑轨9的底侧固定，稳定板24与滑轨9之间形成对限位板6进行限制的限位槽，稳定板24与滑轨9相对应的侧壁上分别设置有第二导向槽25，两个限位板6的外侧分别设置有与第二导向槽25适配的第二导向块26，参考图3所示，在夹板运动时，导向块始终沿着导向槽内运动，也有效的降低了夹板与滑轨脱离或松动的可能性。稳定板的横部通过数个螺栓与梁体固定，进而增加稳定板的牢固性。

进一步的，为了增加本发明的使用寿命，在夹紧机构和固定机构上均设置有拉索机构，或者只在夹紧机构上设置拉索机构，具体根据实际情况设置即可，具体包括：在夹板4的一侧可拆卸设置的锚索27，锚索27的另一端可拆卸设置有锚固件，其中锚固件包括固定桩28，固定桩28上沿其轴心处贯穿设置有通道29，固定桩的一端为尖端，其通道的出口从其尖端的侧面贯穿，固定桩28的另一端固定设置有环形板30，固定桩28靠近环形板30的端面上设置有两端开口并与通道29连通的连接筒31，连接筒31的径向上设置有贯穿其轴心的通孔，锚索27的一端设置有外螺纹、穿过通孔后通过螺母固定，通道29内设置有密封杆34，密封杆与通道之间可通过螺纹连接，也可过盈配合。在施工时，在梁体上开设凹槽，固定桩至于凹槽内，并用螺栓或膨胀螺丝将环形板固定，然后用管子伸进通道内，并通入混凝土，直至固定桩与凹槽之间的空腔填满混凝土，取下管子，用密封杆将通道堵住，密封杆的一端与通孔相通位置齐平或低于该位置，以至于不影响筋体穿过通孔固定。

进一步的，为了增强固定桩的稳定性，在固定桩的外壁上沿其长度方向设置有多个朝向同一方向弯曲的夹片35，以增加固定桩的稳定性和使用寿命。

更进一步的，在夹板的竖直部的外侧设置有连接件，连接件包括连接盘36和固定在其中心处的连接柱37，连接柱的另一端固定在夹板的外侧上。连接盘上沿其圆心设置有多个孔，可便于安装和拆卸千斤顶以及安装锚索27。具体的：锚索的另一端设置有拉块38，拉块包括但不限于圆台形，而连接盘上则设置有与拉块适配的槽。锚索上套设有固定盘39，固定盘上设置有固定孔40，优选为螺孔，并与连接盘上的孔一一对应。在安装时，直接将固定盘对准连接盘，拉块置于槽内，再通过螺栓固定即可。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (5)

1.一种基于玄武岩纤维网格的桥梁梁体加固装置，其特征在于：在桥梁梁体需要加固位置的两端分别设置有自锁式轨道机构和固定机构，所述固定机构包括呈L形的固定板(33)，所述固定板(33)的横部上可拆卸设置有压板(3)，所述自锁式轨道机构沿着所述梁体长度方向设置，所述自锁式轨道机构上设置有夹紧机构，所述夹紧机构沿着所述自锁式轨道机构行走，所述夹紧机构和固定机构对应设置，所述夹紧机构上依次可拆卸设置有筋体(1)和玄武岩纤维网格(2)，所述玄武岩纤维网格(2)固定在所述固定板(33)和压板(3)之间，所述筋体(1)的一端贯穿所述固定板(33)的横部并固定，所述夹紧机构包括呈L形的夹板(4)，所述夹板(4)的横部上设置有定位板(5)，所述玄武岩纤维网格(2)的另一端固定在所述夹板(4)和定位板(5)之间，所述筋体(1)的另一端贯穿所述夹板(4)的横部并固定，所述夹板(4)的底部设置有与自锁式轨道机构适配的限位机构，所述限位机构包括相互平行的限位板(6)，所述限位板(6)沿着所述夹板(4)的宽度方向设置，其中一个所述限位板(6)的内侧设置限位齿(7)，另一个所述限位板(6)的内侧设置有第一导向块(8)，所述自锁式轨道机构包括内部中空的滑轨(9)，所述滑轨(9)的一侧开设有与其内部相通的条形孔(10)，所述条形孔(10)内活动设置有与限位齿(7)适配的限位件，所述滑轨(9)的另一侧开设有与第一导向块(8)适配的第一导向槽(11)；

所述限位件包括活动板(12)，所述活动板(12)的一侧设置有与限位齿(7)啮合的活动齿(13)，所述活动齿(13)伸出所述条形孔(10)外，所述活动板(12)位于所述滑轨(9)内的顶面设置有数个截面呈T形的导向柱(14)，所述滑轨(9)的内壁上、位于所述活动板(12)的上方设置有导向板(15)，所述导向板(15)上开设有供导向柱(14)的竖直部穿过的活动孔(16)，所述活动孔(16)沿着导向板(15)的宽度方向设置，所述活动孔(16)内设置有与导向柱(14)的竖直部相抵的弹性件(17)。

2.根据权利要求1所述的一种基于玄武岩纤维网格的桥梁梁体加固装置，其特征在于：所述活动板(12)的另一侧设置有定位槽，所述滑轨(9)的内壁上设置有伸进所述定位槽内的定位柱(18)，使所述活动板(12)沿着所述定位柱(18)往复运动。

3.根据权利要求1所述的一种基于玄武岩纤维网格的桥梁梁体加固装置，其特征在于：所述活动板(12)上沿其长度方向开设有数个第一螺纹孔(19)，所述滑轨(9)的顶部开设有数个与第一螺纹孔(19)对应的第二螺纹孔(20)，所述夹板(4)的底部沿其宽度方向滑动设置有连接板(21)，所述连接板(21)上设置有与第二螺纹孔(20)对应的第三螺纹孔(22)；所述滑轨(9)的内底部、位于所述活动板(12)的下方设置有与第一螺纹孔(19)对应的固定螺套(23)，所述固定螺套(23)顶部开口。

4.根据权利要求1所述的一种基于玄武岩纤维网格的桥梁梁体加固装置，其特征在于：所述滑轨(9)的两侧分别设置有L形的稳定板(24)，所述稳定板(24)的横部与滑轨(9)的底侧固定，所述稳定板(24)与滑轨(9)之间形成对限位板(6)进行限制的限位槽，所述稳定板(24)与滑轨(9)相对应的侧壁上分别设置有第二导向槽(25)，两个所述限位板(6)的外侧分别设置有与第二导向槽(25)适配的第二导向块(26)。

5.根据权利要求1～4任一项所述的一种基于玄武岩纤维网格的桥梁梁体加固装置，其特征在于：所述夹板(4)的一侧可拆卸设置有锚索(27)，所述锚索(27)的另一端可拆卸设置有锚固件，所述锚固件包括固定桩(28)，所述固定桩(28)上沿其轴心处贯穿设置有通道(29)，所述固定桩(28)的一端固定设置有环形板(30)，所述固定桩(28)靠近环形板(30)的端面上设置有两端开口并与通道(29)连通的连接筒(31)，所述连接筒(31)的径向上设置有贯穿其轴心的通孔，所述锚索(27)的一端穿过所述通孔并固定。