一種預(yù)應(yīng)力纖維板加固梁板的自動(dòng)化張拉系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種預(yù)應(yīng)力纖維板加固梁板的自動(dòng)化張拉系統(tǒng)，包括張拉端錨具、固定端錨具、與張拉端錨具連接的張拉支架；張拉支架中部設(shè)置穿心式千斤頂，螺紋桿穿過(guò)張拉支架后與穿心式千斤頂連接，螺紋桿上張拉支架的兩側(cè)分別設(shè)置上帶齒螺母和下帶齒螺母，上帶齒螺母和下帶齒螺母分別通過(guò)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)；還包括二分夾片式夾具，夾片式夾具上表面設(shè)有圓柱，嵌套于圓柱外的套筒與螺紋桿連接；夾片式夾具內(nèi)夾持纖維板的一端，纖維板另一端錨固于固定端錨具。通過(guò)電機(jī)的控制，實(shí)現(xiàn)千斤頂頂壓和卸載過(guò)程中，對(duì)纖維板預(yù)應(yīng)力的維持和持續(xù)張拉。施工過(guò)程中不需要大量的擰緊螺母的過(guò)程，節(jié)約了大量的人工成本，并且可以加速整個(gè)施工過(guò)程縮短工期。
【專利說(shuō)明】
一種預(yù)應(yīng)力纖維板加固梁板的自動(dòng)化張拉系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及土建交通技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種預(yù)應(yīng)力纖維板加固梁板的自動(dòng)化張拉系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]由于材料老化、施工質(zhì)量、自然或人為等因素的影響，現(xiàn)有的很多橋梁工程、房屋急待修復(fù)和加固，世界各國(guó)每年都要為此耗費(fèi)巨資。纖維板具有輕質(zhì)、高強(qiáng)、耐腐蝕，將纖維板粘貼在構(gòu)件表面受拉，可以增強(qiáng)和改善構(gòu)件的受力性能。采用剛度大的纖維板并對(duì)其施加預(yù)應(yīng)力是解決上述工程問(wèn)題的有效方法。通過(guò)對(duì)纖維板施加預(yù)應(yīng)力，并通過(guò)專用的錨具錨固在混凝土構(gòu)件兩端，能夠提高纖維板的強(qiáng)度利用率，能較好地改善被加固結(jié)構(gòu)的使用階段的性能，有效控制裂縫的發(fā)展，減少結(jié)構(gòu)的構(gòu)件的撓度。將預(yù)應(yīng)力技術(shù)引進(jìn)纖維板外貼加固技術(shù)有著非常重要的意義和作用。但現(xiàn)有一種預(yù)應(yīng)力纖維板加固梁板的自動(dòng)化張拉系統(tǒng)由于錨具與固定裝置分離，導(dǎo)致張拉系統(tǒng)過(guò)于笨重且傳力不直接，施工不方便，浪費(fèi)材料;且在現(xiàn)有一種預(yù)應(yīng)力纖維板加固梁板的自動(dòng)化張拉系統(tǒng)對(duì)于大跨度橋梁結(jié)構(gòu)的加固過(guò)程中，由于液壓千斤頂行程有限，達(dá)不到纖維板較大的張拉伸長(zhǎng)值的要求，因此需要反復(fù)對(duì)千斤頂頂壓和卸載，伴隨的是大量的人工操作，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]發(fā)明目的:為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種預(yù)應(yīng)力纖維板加固梁板的自動(dòng)化張拉系統(tǒng)及方法。
[0004]技術(shù)方案:為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的一種預(yù)應(yīng)力纖維板加固梁板的自動(dòng)化張拉系統(tǒng)，包括張拉端錨具、固定端錨具、與張拉端錨具連接的張拉支架;張拉支架中部設(shè)置穿心式千斤頂，螺紋桿穿過(guò)張拉支架后與穿心式千斤頂連接，螺紋桿上張拉支架的兩側(cè)分別設(shè)置上帶齒螺母和下帶齒螺母，上帶齒螺母和下帶齒螺母分別通過(guò)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng);還包括二分夾片式夾具，夾片式夾具上表面設(shè)有圓柱，嵌套于圓柱外的套筒與螺紋桿連接;夾片式夾具內(nèi)夾持纖維板的一端，纖維板另一端錨固于固定端錨具。
[0005]其中，張拉端錨具由錨杯、夾片組成，且錨杯上開(kāi)有兩組螺紋孔，一組孔用于植筋錨固于梁上，另一組孔用于螺桿連接張拉端錨具和張拉支架。
[0006]其中，在穿心式千斤頂兩側(cè)分別安裝有左電機(jī)和右電機(jī)，左電機(jī)通過(guò)設(shè)于電機(jī)軸上的左齒輪驅(qū)動(dòng)下帶齒螺母，右電機(jī)通過(guò)設(shè)于電機(jī)軸上的右齒輪驅(qū)動(dòng)上帶齒螺母。
[0007]其中，二分夾片式夾具由上下分開(kāi)的錨杯和夾片組成，上下錨杯通過(guò)高強(qiáng)螺栓連接。
[0008]其中，套筒的直徑大于圓柱的直徑，套筒的高度與圓柱相同，套筒能夠在圓柱和柱帽的約束下轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0009]其中，纖維板為碳纖維板、玄武巖纖維板、玻璃纖維板、芳綸纖維板中的一種，或者碳纖維板、玄武巖纖維板、玻璃纖維板、芳綸纖維板與鋼纖維復(fù)合板。
[0010]其中，固定端錨具由錨杯、夾片組成，且錨杯上開(kāi)有一組螺紋孔，通過(guò)植筋錨固于梁上。
[0011]其中，穿心式千斤頂與下帶齒螺母相對(duì)的面上設(shè)有下接觸傳感器，張拉支架與上帶齒螺母相對(duì)的面上設(shè)有上接觸傳感器。
[0012]一種預(yù)應(yīng)力纖維板加固梁板的方法，包括以下步驟:
[0013](I)在梁或板上植筋，固定張拉端錨具和固定端錨具；
[0014](2)纖維板穿過(guò)張拉端錨具的錨杯，兩端通過(guò)夾片分別錨固于二分夾片式夾具和固定端錨具；
[0015](3)通過(guò)高強(qiáng)螺栓，將張拉支架錨固于張拉端錨具上；
[0016](4)將螺紋桿穿過(guò)帶齒螺母和穿心式千斤頂并與圓柱相連，并將帶齒螺母旋轉(zhuǎn)貼緊于穿心式千斤頂?shù)那懊婧蛷埨Ъ芮皳醢澹?br>[0017](5)控制穿心式千斤頂運(yùn)動(dòng)，通過(guò)下帶齒螺母帶動(dòng)螺紋桿上移，對(duì)纖維板施加預(yù)應(yīng)力，同時(shí)帶動(dòng)上帶齒螺母向上移動(dòng)脫離與張拉支架前擋板的接觸；
[0018](6)待穿心式千斤頂達(dá)到最大行程后，控制右電機(jī)工作，通過(guò)右齒輪帶動(dòng)上帶齒螺母向下旋轉(zhuǎn)貼緊于張拉支架前擋板，待上接觸傳感器發(fā)出警報(bào)后，右電機(jī)停止工作；
[0019](7)對(duì)穿心式千斤頂進(jìn)行卸油操作，此時(shí)纖維板的張拉力通過(guò)螺紋桿和上帶齒螺母?jìng)鬟f給張拉支架；
[0020](8)控制左電機(jī)工作，通過(guò)左齒輪帶動(dòng)下帶齒螺母向下旋轉(zhuǎn)貼緊于穿心式千斤頂?shù)那懊?，待下接觸傳感器發(fā)出警報(bào)后，左電機(jī)停止工作；
[0021](9)重復(fù)步驟(5)-(8)，直至纖維板的張拉力達(dá)到設(shè)計(jì)值；
[0022](10)將夾片楔緊入張拉端錨具的錨杯中固定纖維板；
[0023](11)卸下二分夾片式夾具，達(dá)到預(yù)應(yīng)力放張的目的，并拆除二分夾片式夾具和張拉支架。
[0024]其中，纖維板為碳纖維板、玄武巖纖維板、玻璃纖維板、芳綸纖維板中的一種，或者碳纖維板、玄武巖纖維板、玻璃纖維板、芳綸纖維板與鋼纖維復(fù)合板。
[0025]有益效果:本發(fā)明的一種預(yù)應(yīng)力纖維板加固梁板的自動(dòng)化張拉系統(tǒng)，具有以下有益效果:
[0026]1、通過(guò)電機(jī)的控制，可以自動(dòng)對(duì)上下帶齒螺母進(jìn)行位移控制，從而實(shí)現(xiàn)千斤頂頂壓和卸載過(guò)程中，對(duì)纖維板預(yù)應(yīng)力的維持和持續(xù)張拉。
[0027]2、通過(guò)接觸傳感器的作用，可以實(shí)時(shí)確定帶齒螺母的工作狀態(tài)，從而保證千斤頂頂壓和卸載過(guò)程的安全性。
[0028]3、施工過(guò)程中不需要大量的擰緊螺母的過(guò)程，節(jié)約了大量的人工成本，并且可以加速整個(gè)施工過(guò)程縮短工期。
[0029]4、本發(fā)明使得用纖維板加固大跨度橋梁成為可能，并且大大降低了對(duì)于千斤頂行程的要求。
【附圖說(shuō)明】
[0030]圖1為本發(fā)明立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖2為本發(fā)明一種預(yù)應(yīng)力纖維板加固梁板的自動(dòng)化張拉系統(tǒng)的俯視圖；
[0032]圖3為本發(fā)明一種預(yù)應(yīng)力纖維板加固梁板的自動(dòng)化張拉系統(tǒng)的主視圖；
[0033]圖中:1_張拉端錨具，2-高強(qiáng)螺栓，3-張拉支架，4-二分夾片式夾具，5-柱帽，6-圓柱，7-套筒，8-螺紋桿，9-纖維板，10_固定端銷具，11-右電機(jī)，12-右齒輪，13-上帶齒螺母，14-上接觸傳感器，15-電源，16-穿心式千斤頂，17-左電機(jī)，18-左齒輪，19-下帶齒螺母，20-下接觸傳感器，21-混凝土梁或板。
【具體實(shí)施方式】
[0034]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作更進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0035]如圖1至圖3所示，一種預(yù)應(yīng)力纖維板加固梁板的自動(dòng)化張拉系統(tǒng)，包括張拉端錨具1、固定端錨具10、與張拉端錨具I連接的張拉支架3;張拉支架3中部設(shè)置穿心式千斤頂16，螺紋桿8穿過(guò)張拉支架3后與穿心式千斤頂16連接，螺紋桿8上張拉支架3的兩側(cè)分別設(shè)置上帶齒螺母13和下帶齒螺母19，上帶齒螺母13和下帶齒螺母19分別通過(guò)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)；還包括二分夾片式夾具4，夾片式夾具4上表面固定設(shè)置圓柱6，嵌套于圓柱6外的套筒7與螺紋桿8連接;夾片式夾具4內(nèi)夾持纖維板9的一端，纖維板9另一端錨固于固定端錨具10。張拉端錨具I由錨杯、夾片組成，且錨杯上開(kāi)有兩組螺紋孔，一組孔用于植筋錨固于梁上，另一組孔用于螺桿連接張拉端錨具I和張拉支架3。在穿心式千斤頂16兩側(cè)分別安裝有左電機(jī)17和右電機(jī)11，左電機(jī)通過(guò)設(shè)置在電機(jī)軸上的左齒輪驅(qū)動(dòng)下帶齒螺母，右電機(jī)通過(guò)設(shè)置在其電機(jī)軸上的右齒輪12驅(qū)動(dòng)上帶齒螺母13。二分夾片式夾具4由上下分開(kāi)的錨杯和夾片組成，上下錨杯通過(guò)高強(qiáng)螺栓2連接。套筒7的直徑大于圓柱6的直徑，套筒7的高度與圓柱6相同，套筒7能夠在圓柱6和柱帽5的約束下轉(zhuǎn)動(dòng)，但不能上下移動(dòng)。纖維板9為碳纖維板、玄武巖纖維板、玻璃纖維板、芳綸纖維板中的一種，或者碳纖維板、玄武巖纖維板、玻璃纖維板、芳綸纖維板與鋼纖維復(fù)合板。固定端錨具10由錨杯、夾片組成，且錨杯上開(kāi)有一組螺紋孔，通過(guò)植筋錨固于梁上。穿心式千斤頂16與下帶齒螺母19相對(duì)的面上設(shè)置有下接觸傳感器20，張拉支架3與上帶齒螺母13相對(duì)的面上設(shè)置有上接觸傳感器14。
[0036]本發(fā)明還提供一種預(yù)應(yīng)力纖維板加固梁板的方法，包括以下步驟:
[0037](I)在梁或板上植筋，固定張拉端錨具I和固定端錨具1;
[0038](2)纖維板9穿過(guò)張拉端錨具I的錨杯，兩端通過(guò)夾片分別錨固于二分夾片式夾具4和固定端銷具10;
[0039](3)通過(guò)高強(qiáng)螺栓2，將張拉支架3錨固于張拉端錨具I上；
[0040](4)將螺紋桿8穿過(guò)帶齒螺母13和穿心式千斤頂16并與圓柱6相連，并將帶齒螺母13旋轉(zhuǎn)貼緊于穿心式千斤頂16的前面和張拉支架3前擋板；
[0041](5)控制穿心式千斤頂16運(yùn)動(dòng)，通過(guò)下帶齒螺母19帶動(dòng)螺紋桿8上移，對(duì)纖維板9施加預(yù)應(yīng)力，同時(shí)帶動(dòng)上帶齒螺母13向上移動(dòng)脫離與張拉支架3前擋板的接觸；
[0042](6)待穿心式千斤頂16達(dá)到最大行程后，控制右電機(jī)11工作，通過(guò)右齒輪12帶動(dòng)上帶齒螺母13向下旋轉(zhuǎn)貼緊于張拉支架3前擋板，待上接觸傳感器14發(fā)出警報(bào)后，右電機(jī)11停止工作；
[0043](7)對(duì)穿心式千斤頂16進(jìn)行卸油操作，此時(shí)纖維板9的張拉力通過(guò)螺紋桿8和上帶齒螺母13傳遞給張拉支架3;
[0044](8)控制左電機(jī)17工作，通過(guò)左齒輪18帶動(dòng)下帶齒螺母19向下旋轉(zhuǎn)貼緊于穿心式千斤頂16的前面，待下接觸傳感器20發(fā)出警報(bào)后，左電機(jī)18停止工作；
[0045](9)重復(fù)步驟(5)-(8)，直至纖維板9的張拉力達(dá)到設(shè)計(jì)值；
[0046](10)將夾片楔緊入張拉端錨具I的錨杯中固定纖維板9;
[0047](11)卸下二分夾片式夾具4，達(dá)到預(yù)應(yīng)力放張的目的，并拆除二分夾片式夾具4和張拉支架3。
[0048]纖維板9為碳纖維板、玄武巖纖維板、玻璃纖維板、芳綸纖維板中的一種，或者碳纖維板、玄武巖纖維板、玻璃纖維板、芳綸纖維板與鋼纖維復(fù)合板。
[0049]本發(fā)明的一種預(yù)應(yīng)力纖維板加固梁板的自動(dòng)化張拉系統(tǒng)及預(yù)應(yīng)力纖維板加固梁板的方法，通過(guò)電機(jī)的控制，可以自動(dòng)對(duì)上下帶齒螺母進(jìn)行位移控制，從而實(shí)現(xiàn)千斤頂頂壓和卸載過(guò)程中，對(duì)纖維板預(yù)應(yīng)力的維持和持續(xù)張拉。通過(guò)接觸傳感器的作用，可以實(shí)時(shí)確定帶齒螺母的工作狀態(tài)，從而保證千斤頂頂壓和卸載過(guò)程的安全性。施工過(guò)程中不需要大量的擰緊螺母的過(guò)程，節(jié)約了大量的人工成本，并且可以加速整個(gè)施工過(guò)程縮短工期。本發(fā)明使得用纖維板加固大跨度橋梁成為可能，并且大大降低了對(duì)于千斤頂行程的要求。
[0050]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出:對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種預(yù)應(yīng)力纖維板加固梁板的自動(dòng)化張拉系統(tǒng)，其特征在于:包括張拉端錨具(I)、固定端錨具(10)、與張拉端錨具(I)連接的張拉支架(3);張拉支架(3)中部設(shè)置穿心式千斤頂(16)，螺紋桿(8)穿過(guò)張拉支架(3)后與穿心式千斤頂(16)連接，螺紋桿(8)上張拉支架(3)的兩側(cè)分別設(shè)置上帶齒螺母(13)和下帶齒螺母(19)，上帶齒螺母(13)和下帶齒螺母(19)分別通過(guò)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng);還包括二分夾片式夾具(4)，夾片式夾具(4)上表面設(shè)有圓柱(6)，嵌套于圓柱(6)外的套筒(7)與螺紋桿(8)連接;夾片式夾具(4)內(nèi)夾持纖維板(9)的一端，纖維板(9)另一端錨固于固定端錨具(10)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種預(yù)應(yīng)力纖維板加固梁板的自動(dòng)化張拉系統(tǒng)，其特征在于:其中，張拉端錨具(I)由錨杯、夾片組成，且錨杯上開(kāi)有兩組螺紋孔，一組孔用于植筋錨固于梁上，另一組孔用于螺桿連接張拉端錨具(I)和張拉支架(3)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種預(yù)應(yīng)力纖維板加固梁板的自動(dòng)化張拉系統(tǒng)，其特征在于:其中，在穿心式千斤頂(16)兩側(cè)分別安裝有左電機(jī)(17)和右電機(jī)(11)，左電機(jī)通過(guò)設(shè)于電機(jī)軸上的左齒輪驅(qū)動(dòng)下帶齒螺母，右電機(jī)通過(guò)設(shè)于電機(jī)軸上的右齒輪(12)驅(qū)動(dòng)上帶齒螺母(13)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種預(yù)應(yīng)力纖維板加固梁板的自動(dòng)化張拉系統(tǒng)，其特征在于:其中，二分夾片式夾具(4)由上下分開(kāi)的錨杯和夾片組成，上下錨杯通過(guò)高強(qiáng)螺栓(2)連接。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種預(yù)應(yīng)力纖維板加固梁板自動(dòng)化張拉系統(tǒng)，其特征在于:其中，套筒(7)的直徑大于圓柱(6)的直徑，套筒(7)的高度與圓柱(6)相同，套筒(7)能夠在圓柱(6)和柱帽(5)的約束下轉(zhuǎn)動(dòng)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種預(yù)應(yīng)力纖維板加固梁板自動(dòng)化張拉系統(tǒng)，其特征在于:其中，纖維板(9)為碳纖維板、玄武巖纖維板、玻璃纖維板、芳綸纖維板中的一種，或者碳纖維板、玄武巖纖維板、玻璃纖維板、芳綸纖維板與鋼纖維復(fù)合板。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種預(yù)應(yīng)力纖維板加固梁板自動(dòng)化張拉系統(tǒng)，其特征在于:其中，固定端錨具(10)由錨杯、夾片組成，且錨杯上開(kāi)有一組螺紋孔，通過(guò)植筋錨固于梁上。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種預(yù)應(yīng)力纖維板加固梁板自動(dòng)化張拉系統(tǒng)，其特征在于:其中，穿心式千斤頂(16)與下帶齒螺母(19)相對(duì)的面上設(shè)有下接觸傳感器(20)，張拉支架(3)與上帶齒螺母(13)相對(duì)的面上設(shè)有上接觸傳感器(14)。9.一種預(yù)應(yīng)力纖維板加固梁板的方法，其特征在于:包括以下步驟: (1)在梁或板上植筋，固定張拉端錨具(I)和固定端錨具(10); (2)纖維板(9)穿過(guò)張拉端錨具(I)的錨杯，兩端通過(guò)夾片分別錨固于二分夾片式夾具(4)和固定端錨具(10); (3)通過(guò)高強(qiáng)螺栓(2)，將張拉支架(3)錨固于張拉端錨具(I)上； (4)將螺紋桿(8)穿過(guò)帶齒螺母(13)和穿心式千斤頂(16)并與圓柱(6)相連，并將帶齒螺母(13)旋轉(zhuǎn)貼緊于穿心式千斤頂(16)的前面和張拉支架(3)前擋板； (5)控制穿心式千斤頂(16)運(yùn)動(dòng)，通過(guò)下帶齒螺母(19)帶動(dòng)螺紋桿(8)上移，對(duì)纖維板(9)施加預(yù)應(yīng)力，同時(shí)帶動(dòng)上帶齒螺母(13)向上移動(dòng)脫離與張拉支架(3)前擋板的接觸； (6)待穿心式千斤頂(16)達(dá)到最大行程后，控制右電機(jī)(11)工作，通過(guò)右齒輪(12)帶動(dòng)上帶齒螺母(13)向下旋轉(zhuǎn)貼緊于張拉支架(3)前擋板，待上接觸傳感器(14)發(fā)出警報(bào)后，右電機(jī)(I I)停止工作； (7)對(duì)穿心式千斤頂(16)進(jìn)行卸油操作，此時(shí)纖維板(9)的張拉力通過(guò)螺紋桿(8)和上帶齒螺母(13)傳遞給張拉支架(3); (8)控制左電機(jī)(17)工作，通過(guò)左齒輪(18)帶動(dòng)下帶齒螺母(19)向下旋轉(zhuǎn)貼緊于穿心式千斤頂(16)的前面，待下接觸傳感器(20)發(fā)出警報(bào)后，左電機(jī)(18)停止工作； (9)重復(fù)步驟(5)-(8)，直至纖維板(9)的張拉力達(dá)到設(shè)計(jì)值； (10)將夾片楔緊入張拉端錨具(I)的錨杯中固定纖維板(9); (11)卸下二分夾片式夾具(4)，達(dá)到預(yù)應(yīng)力放張的目的，并拆除二分夾片式夾具(4)和張拉支架(3)。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種預(yù)應(yīng)力纖維板加固梁板的方法，其特征在于:其中，纖維板(9)為碳纖維板、玄武巖纖維板、玻璃纖維板、芳綸纖維板中的一種，或者碳纖維板、玄武巖纖維板、玻璃纖維板、芳綸纖維板與鋼纖維復(fù)合板。
【文檔編號(hào)】E01D22/00GK105862608SQ201610341179
【公開(kāi)日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年5月20日
【發(fā)明人】吳剛, 李興華
【申請(qǐng)人】東南大學(xué)