梁体外预应力加固装置的制作方法

本实用新型涉及钢筋混凝土加固技术领域，具体而言，涉及一种梁体外预应力加固装置。

背景技术：

在混凝土框架结构中，柱、梁、板是最重要的构件，它们的质量对结构的安全使用起着关键性的作用。近年来，随着混凝土框架结构(下文以梁体为例)的运营时间的增长，梁体损伤程度不断积累，承载力大幅下降，以及现有交通运输的飞速发展使桥梁原设计承载力不能满足日益增长的运输需要，因此，在不影响交通的前提下，对梁体采取措施进行快速加固修复是非常迫切的，旨在可以保障人们生命和财产安全。

目前，常用的加固装置主要采用如下加固方式：粘钢加固法、增大截面加固法、外包钢加固法、预应力加固法、增设支点加固法以及碳纤维布加固法。这些加固装置虽然都在实际的工程中得到了广泛应用，但也存在着一些不足之处，例如现有的加固装置存在施工过程繁琐导致施工难度高、加固效果不佳等缺陷。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种梁体外预应力加固装置，其能够解决现有技术中预应力加固装置施工难度高等技术问题。

本实用新型的实施例是这样实现的：

本实用新型提供一种梁体外预应力加固装置，该梁体外预应力加固装置包括第一锚固板、第二锚固板、热变形合金钢板以及加热元件，所述第一锚固板和所述第二锚固板用于分别设置在梁体的相对两端，所述热变形合金钢板的一端通过第一锚固板与所述梁体锚固，所述加热元件用于加热所述热变形合金钢板，所述热变形合金钢板远离所述第一锚固板的一端在所述热变形合金钢板变形伸长至所述第二锚固板处时可通过所述第二锚固板与所述梁体锚固。该梁体外预应力加固装置能够解决现有技术中预应力加固装置施工难度高等技术问题。

可选地，所述热变形合金钢板为铬合金钢板。

可选地，所述加热元件为电热丝，所述电热丝盘绕设置于所述热变形合金钢板远离所述梁体的一面。

可选地，所述加热元件可拆卸连接于所述热变形合金钢板远离所述梁体的一面。

可选地，所述梁体外预应力加固装置还包括隔热层，所述隔热层设于所述热变形合金钢板远离所述梁体的一面，且位于所述第一锚固板和所述第二锚固板之间。

可选地，所述隔热层涂覆于所述热变形合金钢板远离所述梁体的一面。

可选地，所述隔热层采用导热硅胶片，所述导热硅胶片粘贴于所述热变形合金钢板远离所述梁体的一面。

可选地，所述热变形合金钢板和所述梁体之间还设有环氧树脂层。

可选地，所述第一锚固板和所述第二锚固板均为u形锚固板，所述u形锚固板的相对的两个侧板上分别设有第一安装孔，且所述u形锚固板的底板上设有第二安装孔。

可选地，所述第一安装孔包括三个，三个所述第一安装孔的中心的连线呈三角形设置。

本实用新型的有益效果包括：

本申请的梁体外预应力加固装置，包括第一锚固板、第二锚固板、热变形合金钢板以及加热元件，第一锚固板和第二锚固板用于分别设置在梁体的相对两端，热变形合金钢板的一端通过第一锚固板与梁体锚固，加热元件用于加热热变形合金钢板，热变形合金钢板远离第一锚固板的一端在热变形合金钢板变形伸长至第二锚固板处时通过第二锚固板与梁体锚固。这样一来，在梁体的下端固定的热变形合金钢板，通过加热元件的加热之后，热变形合金钢板会发生变形伸长，在热变形合金钢板变形伸长之后，其相对两端部分别通过第一锚固板和第二锚固板与梁体锚固，使得热变形合金钢板和梁体成为一体，如此，在热变形合金钢板温度慢慢回落之后，热变形合金钢板会发生回缩，其内部产生的变形量转化为高强的拉力，进而产生抵抗梁体的弯矩和拉应力，使得本申请的梁体外预应力加固装置作用于梁体上会产生较佳的加固效果。另外，本申请的梁体外预应力加固装置其不仅可以产生较佳的加固效果，而且其结构简单，省去了繁琐的施工过程，解决了现有技术中加固装置施工难度高的问题，既节省了工期又保障了工程质量。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型实施例提供的梁体外预应力加固装置的结构示意图之一；

图2为本实用新型实施例提供的梁体外预应力加固装置的结构示意图之二；

图3为本实用新型实施例提供的梁体外预应力加固装置的辅助定位板的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的梁体外预应力加固方法的流程示意图。

图标：10-第一锚固板；11-侧板；111-第一安装孔；20-第二锚固板；30-热变形合金钢板；40-加热元件；50-梁体；60-隔热层；70-环氧树脂层；80-辅助定位板。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本申请主要依托于混凝土梁碳纤维加固及体外预应力加固的方式，在满足梁底净空影响最小以及提供足够的预应力的要求下，改造而成的利用金属温度升高后回缩会产出足够的高强度预应力，为梁底附加拉力，从而达到加固的效果。本申请主要在于加附的热变形合金钢板在梁体上组合应用，使得本申请提供的梁体外预应力加固装置不仅能够获得较佳的加固效果，且能够解决现有技术中预应力加固装置施工难度高等问题。

具体地，请结合参照图1和图2，本实施例提供一种梁体外预应力加固装置，该梁体外预应力加固装置包括第一锚固板10、第二锚固板20、热变形合金钢板30以及加热元件40，第一锚固板10和第二锚固板20用于分别设置在梁体50的相对两端，热变形合金钢板30的一端通过第一锚固板10与梁体50锚固，加热元件40用于加热热变形合金钢板30，以使热变形合金钢板30的端部变形伸长，热变形合金钢板30远离第一锚固板10的一端在热变形合金钢板30变形伸长至第二锚固板20处时通过第二锚固板20与梁体50锚固。

需要说明的是，第一，第一锚固板10和第二锚固板20分别设于梁体50的相对两端，且热变形合金钢板30的其中一端通过第一锚固板10与梁体50锚固，另一端在热变形合金钢板30变形伸长后通过第二锚固板20与梁体50锚固。如此使得，本申请第一锚固板10和第二锚固板20可以分别将变形后的热变形合金钢板30的相对两端锚固于梁体50上。

应理解，本申请的梁体外预应力加固装置，其可以是将热变形合金钢板30先通过加热元件40加热之后再进行两端与梁体50的锚固，也可以是先将其中一端使用第一锚固板10与梁体50锚固连接预固定，再通过加热元件40加热热变形合金钢板30，然后再通过第二锚固板20锚固热变形合金钢板30的另一端。具体锚固的先后顺序不作具体限制，只要保证第一锚固板10和第二锚固板20最终锚固的是加热变形伸长之后的热变形合金钢板30即可，这样，在热变形合金钢板30的温度缓慢回落之后，热变形合金钢板30回缩才会产生高强的拉力，达到良好的加固效果。

第二，本申请的加热元件40用于加热热变形合金钢板30，使得热变形合金钢板30发生变形伸长，具体地，在本实施例中，加热元件40加热的形式不作具体限制，例如可以是电阻加热、感应加热、电弧加热或者电子束加热等。

具体地，在本实施例中，上述加热元件40采用电热丝，电热丝盘绕设置于热变形合金钢板30远离梁体50的一面。当然，电热丝只是本申请的一种示例而已，在其他的实施例中，本领域技术人员可以选用任意一种适宜的加热元件40，只要能便于加热热变形合金钢板30，使其发生热变形端部伸长即可。

另外，加热元件40与热变形合金钢板30的固定方式也不做限制，可以是嵌设于热变形合金钢板30内，也可以是固定于热变形合金钢板30的外表面。具体地，为了便于在热变形合金钢板30加热变形之后，且固定好热变形合金钢板30的两端后，在热变形合金钢板30降温回缩加固好之后，防止误处理继续给热变形合金钢板30加热，在本实施例中，加热元件40可拆卸地连接于热变形合金钢板30远离梁体50的一面。例如，可以将热变形合金钢板30粘贴于热变形合金钢板30远离梁体50的一面。当然，除此之外，本领域技术人员可以选用任意一种适用于本申请的加热元件40的可拆卸连接方式，在此不做限制。

第三，本申请的热变形合金钢板30是在发生热变形之后，其端部发生伸长之后，再通过第一锚固板10和第二锚固板20分别将热变形合金钢板30的相对两端与梁体50锚固的。这样一来，在热变形合金钢板30降温之后，热变形合金钢板30会发生回缩，从而将热变形合金钢板30内产生的变形量转化为高强的拉力，有效抵抗梁体50的弯矩及拉应力，从而达到加固的效果。

第四，为便于第一锚固板10和第二锚固板20锚固变形伸长后的热变形合金钢板30，可以预先计算好热变形合金钢板30的两端在梁体50上的锚固位置。如此，可以使得热变形合金钢板30在梁体50的延伸方向上产生的变形在经过理论验算后，可以确定热变形合金钢板30在梁体50上的固定位置，并在该对应位置预埋螺纹孔。这样一来，当热变形合金钢板30加热变形之后，其两端变形伸长之后正好可以吻合至预埋螺纹孔位置，此时采用高强螺栓及时予以固定便可实现热变形合金钢板30的两端锚固。

综上所述，本申请的梁体外预应力加固装置，包括第一锚固板10、第二锚固板20、热变形合金钢板30以及加热元件40，第一锚固板10和第二锚固板20用于分别设置在梁体50的相对两端，热变形合金钢板30的一端通过第一锚固板10与梁体50锚固，加热元件40用于加热热变形合金钢板30，以使热变形合金钢板30的端部变形伸长，热变形合金钢板30远离第一锚固板10的一端在热变形合金钢板30变形伸长至第二锚固板20处时通过第二锚固板20与梁体50锚固。这样一来，在梁体50的下端固定的热变形合金钢板30，通过加热元件40的加热之后，热变形合金钢板30会发生变形伸长，在热变形合金钢板30变形伸长之后，其相对两端部分别通过第一锚固板10和第二锚固板20与梁体50锚固，使得热变形合金钢板30和梁体50成为一体，如此，在热变形合金钢板30温度慢慢回落之后，热变形合金钢板30会发生回缩，其内部产生的变形量转化为高强的拉力，进而产生抵抗梁体50的弯矩和拉应力，使得本申请的梁体外预应力加固装置作用于梁体50上会产生较佳的加固效果。另外，本申请的梁体外预应力加固装置其不仅可以产生较佳的加固效果，而且其结构简单，省去了繁琐的施工过程，解决了现有技术中加固装置施工难度高的问题，既节省了工期又保障了工程质量。

优选地，在本实施例中，上述的热变形合金钢板30采用铬合金钢板。铬合金钢板中主要材料构成为铁fe，其余元素含量为铬gr：7.5-8.5；碳c：1.05-1.25；锰mn：0.25-0.40；硅si：0.15-0.35；s硫≤0.025；p磷≤0.025；cu铜≤0.25。铬合金钢板经精轧后具有优良的性能，热硬性好。表面受热450℃时硬度不下降，具有良好的抗回火性，高铬钢的回火温度为400℃-500℃。高温回火，为了活化奥氏体随后冷却中转变为二次马氏体。为了最有效地消除残余奥氏体可进行几次回火。回火中并有二次硬化效应的作用。铬合金钢板的残余奥氏体含量为3％至4％，而锻钢轧辊则为7％至10％，铬合金钢板热膨胀稳定，受高温并降温后可以保持良好的弹性，不易出现塑性变形量。因此，本申请的热变形合金钢板30采用铬合金钢板，在铬合金钢板经加热元件40加热后，其长度伸长，在梁体50方向产生的变形在经理论验算后，可以吻合到预埋的螺栓孔位置，此时采用高强螺栓及时予以固定，在其温度缓慢回落后，铬合金钢板内产生的变形量转化为高强的拉力，可以有效抵抗梁底的弯矩及拉应力。

进一步地，在本实施例中，本申请的梁体外预应力加固装置还包括隔热层60，隔热层60设于热变形合金钢板30远离梁体50的一面，且位于第一锚固板10和第二锚固板20之间。

需要说明的是，第一，隔热层60的设置是为了防止热变形合金钢板30过高的温度引起热变形合金钢板30端部翘曲或不利于施工操作，能将热变形合金钢板30两端部的温度保持在一个合理范围内。

具体地，在本实施中，热变形合金钢板30在加热前，可以先在热变形合金钢板30的其中一端先设置隔热层60，从而使得热变形合金钢板30朝向其另一端变形延伸。应理解，这种情况下，热变形合金钢板30应该是预先将其一端和第一锚固板10预固定的(例如将热变形合金钢板30的一端的螺纹孔挂接于连接于第一锚固板10上的螺栓上，参见图1所示)，加热热变形合金钢板30之后，由于隔热层60是设置在热变形合金钢板30靠近第一锚固板10的一端的，因此热变形合金钢板30在隔热层60的作用下朝远离第一锚固板10的一端变形伸长，这样，便于热变形合金钢板30的与梁体50的锚固。

另外，为了便于第一锚固板10的预先固定，在本实施例中，还设有辅助定位板80，可参考图3所示。辅助定位板80包括本体和设于本体上安装孔，其中，该安装孔的位置对应匹配热变形合金钢板30加热之后需与梁体50固定的位置。其在预先固定第一锚固板10时，先通过辅助定位板80辅助快速与梁体50定位，然后通过螺栓将辅助定位板80和梁体50连接，进而使得梁体50侧面的孔位和第一锚固板10两侧板11上的孔位(即第一安装孔111)对位，然后将梁体50和第一锚固板10连接，再拆除固定于梁体50下部的辅助定位板80。然后，在后续需要固定热变形合金钢板30时，只需要先将第一锚固板10的底板上安装有连接件，再将热变形合金钢板30的其中一端挂接在该连接件处即可快速定位。由于辅助定位板80的存在，本申请的第一锚固板10和梁体50之间的安装可以更加精准，有利于后续热变形合金钢板30的快速准确定位。

第二，隔热层60设置于热变形合金钢板30远离梁体50的一面，在本实施例中，隔热层60和热变形合金钢板30的具体连接固定方式不做限制，只要能达到上述隔热的作用即可，本领域技术人员可自行选择合适的连接方式。

示例地，在本实施例中，隔热层60可以涂覆于热变形合金钢板30远离梁体50的一面；或者，隔热层60也可以粘贴于热变形合金钢板30远离梁体50的一面。当隔热层60粘贴于热变形合金钢板30远离梁体50的一面时，隔热层60可采用导热硅胶片。

第三，具体地，在本实施例中，隔热层60设于热变形合金钢板30远离梁体50的一面，且位于第一锚固板10和第二锚固板20之间。

进一步地，为了加强热变形合金钢板30和梁体50之间的结合力，在本实施例中，热变形合金钢板30和梁体50之间还设有环氧树脂层70。如此，在热变形合金钢板30降温后，采用环氧树脂将热变形合金钢板30与梁体50之间的缝隙进行注浆填堵，确保热变形合金钢板30与梁体50形成一个整体，优化其综合受力。

可选地，第一锚固板10和第二锚固板20分别为u形锚固板，u形锚固板的相对的两个侧板11上分别设有第一安装孔111，且u形锚固板的底板上设有第二安装孔。

需要说明的是，第一锚固板10和第二锚固板20分别为u形锚固板。即，第一锚固板10和第二锚固板20分别呈三面包裹梁体50，其两个侧面穿孔和梁体50锚固，底面通过螺栓将热变形合金钢板30通过u形锚固板的底部和梁体50锚固。其第一安装孔111开设在u形锚固板的侧板11上，可参见图1所示，其第二安装孔开设于u形锚固板的底板上。对应地，热变形合金钢板30也应该对应第二安装孔开设有相匹配的安装孔，可参见图2所示热变形合金钢板30左右两侧的安装孔。

具体地，在本实施例中，第一安装孔111包括三个，三个第一安装孔111的中心的连线呈三角形设置。如此，可加强u形锚固板与梁体50的连接稳固性。

本实施例还提供一种梁体外预应力加固方法，请结合参照图4所示，该梁体外预应力加固方法包括如下步骤：

s100：将第一锚固板10的侧板11和第二锚固板20的侧板11分别与梁体50的一端锚固，其中，第一锚固板10和第二锚固板20均包括两侧板11和底板，两侧板11和底板围合形成u形锚固板。

需要说明的是，将第一锚固板10的侧板11和梁体50锚固，为了便于第一锚固板10的预先固定，在本实施例中，可以通过辅助定位板80辅助定位，第二锚固板20同理锚固。辅助定位板80的具体结构及其辅助定位的方式已在前文做了详细阐述与说明，故在此不做赘述。通过辅助定位板80，本申请的第一锚固板10和第二锚固板20分别和梁体50之间的安装可以更加精准，有利于后续热变形合金钢板30的快速准确定位。

s200：将热变形合金钢板30的一端通过连接件和第一锚固板10的底板锚固。

即将连接件的一端固定于第一锚固板10的底板上，并使得连接件的另一端露出于第一锚固板10的底板之外。

s300：通过加热元件40对热变形合金钢板30远离梁体50的一面加热，以使热变形合金钢板30远离第一锚固板10的一端变形伸长，以延伸至第二锚固板20处。

加热元件40的主要目的是为了使得热变形合金钢板30发生热变形从而其长度伸长，具体加热的方式不做限制，只要能实现热变形合金钢板30发生热变形从而使其达到长度伸长的效果即可。

s400：将热变形合金钢板30远离第一锚固板10的一端通过第二锚固板20与梁体50锚固。即在加热之后，当热变形合金钢板30的长度伸长之后，再对热变形合金钢板30远离第一锚固板10的一端通过第二锚固板20与梁体50锚固。

本申请提供的梁体外预应力加固方法，其一端通过第一锚固板10和梁体50锚固，通过加热元件40的加热之后，热变形合金钢板30会发生变形伸长，在热变形合金钢板30变形伸长之后，其另一端再通过第二锚固板20与梁体50锚固，如此，在热变形合金钢板30温度慢慢回落之后，热变形合金钢板30会发生回缩，其内部产生的变形量转化为高强的拉力，进而产生抵抗梁体50的弯矩和拉应力，如此一来，采用本申请的梁体外预应力加固方法便会产生较佳的加固效果。另外，本申请的梁体外预应力加固方法其不仅可以产生较佳的加固效果，而且其加固方式简单，省去了繁琐的施工过程，解决了现有技术中加固装置施工难度高的问题，既节省了工期又保障了工程质量。

进一步地，本申请的梁体外预应力加固方法，还包括：

在热变形合金钢板30降温之后，在热变形合金钢板30和梁体50之间进行注浆填堵，以使热变形合金钢板30和梁体50成为一体。

应理解，本申请实施例提供的上述步骤，应该是在将热变形合金钢板30远离第一锚固板10的一端通过第二锚固板20与梁体50锚固之后，且热变形合金钢板30的温度回落之后进行的。

具体地，在本实施例中，可采用环氧树脂将热变形合金钢板30与梁体50之间的缝隙进行注浆填堵，以确保热变形合金钢板30与梁体50形成一个整体，优化其综合受力。

进一步地，本申请的梁体外预应力加固方法，在将热变形合金钢板30的一端通过连接件和第一锚固板10的底板锚固之后，在通过加热元件40对热变形合金钢板30远离梁体50的一面加热，以使热变形合金钢板30远离第一锚固板10的一端变形伸长，以延伸至第二锚固板20处之前，还包括：

在热变形合金钢板30远离梁体50的一面，且靠近第一锚固板10的一端加设隔热层60。这样，热变形合金钢板30在加热前，在热变形合金钢板30的其中一端先设置隔热层60，可以使得热变形合金钢板30朝向其另一端变形延伸。

以上所述仅为本实用新型的可选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

起点商标作为专业知识产权交易平台，可以帮助大家解决很多问题，如果大家想要了解更多知产交易信息请点击 【在线咨询】或添加微信 【19522093243】与客服一对一沟通，为大家解决相关问题。

此文章来源于网络,如有侵权,请联系删除