一种适用于大跨度钢结构悬臂梁的起拱加固装置及其施工方法与流程

本发明属于大跨度钢结构悬臂梁起拱加固，特别涉及一种适用于大跨度钢结构悬臂梁的起拱加固装置及其施工方法。

背景技术：

1、悬臂梁为梁的一端为不产生轴向、垂直位移和转动的固定支座，另一端为自由端，在工程力学受力分析中，比较典型的简化模型。在实际工程分析中，大部分实际工程受力部件都可以简化为悬臂梁。

2、20世纪90年代以来，随着钢铁产量激增与技术革新，钢结构逐渐成为主流建筑形式之一，为了实现建筑形式与功能的多样化，大跨度钢结构悬挑构件被广泛使用。

3、规范规定，当跨度等于及大于4m时，当设计无具体要求时，起拱高度宜为全跨长度的1/1000-3/1000。现有技术中为了能够达到所需要的起拱高度常规做法为悬臂梁自由端设置支撑或利用拉杆固定，采用此种方式虽然能够达到所需要的起拱高度，但是容易改变悬挂钢结构本身的传力路径，且大量的支撑措施容易导致在施工过程中搭接混乱，组织协调难度大，严重降低了施工效率。

4、另外，采用上述加固方式在卸载时，约束释放后会对悬臂梁受拉区产生较大负载，悬臂梁下降挠度会不断累积，使得悬挂钢结构中的部分结构发生较大的变形，甚至出现质量问题，因此现有的加固方式已无法满足悬臂梁加固的需求。

技术实现思路

1、为了能够有效的提高大跨度钢结构悬臂梁的加固效果，本发明提供一种适用于大跨度钢结构悬臂梁的起拱加固装置及其施工方法。

2、本发明的一种适用于大跨度钢结构悬臂梁的起拱加固装置的技术方案如下：

3、一种适用于大跨度钢结构悬臂梁的起拱加固装置，其特征在于，包括

4、一用于能够有效的提高工字型悬臂梁的起拱强度的体外预应力锚固结构，所述体外预应力锚固结构固定设置在工字型悬臂梁的对接处；

5、一对钢绞线固定结构，所述钢绞线固定结构对称设置在体外预应力锚固结构的两侧；

6、一用于将工字型悬臂梁拉至到施工者所需要的起拱高度的钢绞线，所述钢绞线的一端固定设置在体外预应力锚固结构一侧的钢绞线固定结构上，其另一端穿过设置在悬臂梁一端处的吊孔后固定设置在体外预应力锚固结构另一侧的钢绞线固定结构上。

7、进一步的，所述体外预应力锚固结构包括一对称设置在工字型悬臂梁上翼缘两侧的预应力锚固件，所述预应力锚固件固定设置在工字型悬臂梁的对接处。

8、进一步的，所述预应力锚固件包括用于卡接在工字型悬臂梁上翼缘上且横截面整体呈u形的固定件，在所述固定件上固定板的两侧开设有多个固定孔，在所述固定件上固定板的自由端处沿其长度方向设有一凸耳，在所述凸耳上设有多个连接孔。

9、进一步的，所述钢绞线固定结构包括固定底座、锚板、垫板和夹片结构，所述固定底座设置在固定件上固定板的中心位置，在所述锚板设置在固定底座上，在所述锚板的前侧设有前凹槽，在所述锚板的后侧设有后凹槽，在所述锚板的中心位置沿其轴线方向开设有锚板穿孔，所述锚板的后凹槽卡接在固定底座上；

10、所述垫板设置在锚板的前凹槽内部，在所述垫板的中心位置沿其轴线方向开设有垫板穿孔，所述垫板穿孔与锚板穿孔同轴，所述垫板穿孔的直径大于与锚板穿孔的直径；

11、所述夹片结构夹持在钢绞线的外周面上，且通过其固定设置在垫板的垫板穿孔上。

12、进一步的，所述夹片结构包括两块对称设置在夹片单体和用于其将卡箍在一起的卡环，所述卡环将两块夹片单体卡箍在钢绞线上，两块夹片单体组成整体呈圆锥形的夹片结构，且内径小于钢绞线的外径，整体呈圆锥形的夹片结构的大径大于垫板穿孔的内径，且小径小于锚板穿孔的内径。

13、进一步的，所述钢绞线的公称直径为6.8-12mm，抗拉强度为1570-1960mpa，承重范围为3-19吨。

14、本发明还提供了一种适用于大跨度钢结构悬臂梁的起拱加固装置的施工方法，其特征在于，该施工方法包括如下步骤：

15、第一步骤：吊装工字型悬臂梁时，首先将钢绞线穿过设置在工字型悬臂梁上的吊孔；

16、第二步骤：随后将工字型悬臂梁吊装至钢柱安装有工字梁的位置，通过腹板连接板将工字型悬臂梁的一端安装在工字梁的自由端上；

17、第三步骤：完成第二步骤后，在工字梁与工字型悬臂梁的对接处安装体外预应力锚固结构，使用高强螺栓进行机械拼接，完成悬臂梁整体拼装；

18、第四步骤：随后将钢绞线的一端固定设置在体外预应力锚固结构一侧的钢绞线固定结构上，另一端通过前卡式千斤顶进行张拉起拱，达到起拱高度后将其固定设置在体外预应力锚固结构另一侧的钢绞线固定结构上。

19、本发明的一种适用于大跨度钢结构悬臂梁的起拱加固装置及其施工方法，该起拱加固装置整体设计合理、结构简单、施工方便，采用该起拱加固装置解决了大跨度钢结构悬臂梁因下沉挠度过大引起安装及观感等质量问题，通过控制钢绞线长度起拱高度，有效的提高了施工效果以及施工进度，并且还有效的提高了施工精度，另外，预应力锚固件能够对悬臂梁受拉拼接区进行有效的加固，有效缓解悬臂梁拼接处变形、应力集中以及腐蚀等问题。

技术特征：

1.一种适用于大跨度钢结构悬臂梁的起拱加固装置，其特征在于，包括

2.如权利要求1所述的适用于大跨度钢结构悬臂梁的起拱加固装置，其特征在于，所述体外预应力锚固结构(100)包括一对称设置在工字型悬臂梁上翼缘两侧的预应力锚固件(110)，所述预应力锚固件(110)固定设置在工字型悬臂梁的对接处。

3.如权利要求2所述的适用于大跨度钢结构悬臂梁的起拱加固装置，其特征在于，所述预应力锚固件(110)包括用于卡接在工字型悬臂梁上翼缘上且横截面整体呈u形的固定件(111)，在所述固定件(111)上固定板的两侧开设有多个固定孔(112)，在所述固定件(111)上固定板的自由端处沿其长度方向设有一凸耳(113)，在所述凸耳(113)上设有多个连接孔(114)。

4.如权利要求3所述的适用于大跨度钢结构悬臂梁的起拱加固装置，其特征在于，所述钢绞线固定结构(200)包括固定底座(210)、锚板(220)、垫板(230)和夹片结构(240)，所述固定底座(210)设置在固定件(111)上固定板的中心位置，在所述锚板(220)设置在固定底座(210)上，在所述锚板(220)的前侧设有前凹槽(221)，在所述锚板(220)的后侧设有后凹槽(222)，在所述锚板(220)的中心位置沿其轴线方向开设有锚板穿孔，所述锚板(220)的后凹槽(222)卡接在固定底座(210)上；

5.如权利要求4所述的适用于大跨度钢结构悬臂梁的起拱加固装置，其特征在于，所述夹片结构(240)包括两块对称设置在夹片单体(241)和用于其将卡箍在一起的卡环(242)，所述卡环(242)将两块夹片单体(241)卡箍在钢绞线(300)上，两块夹片单体(241)组成整体呈圆锥形的夹片结构，且内径小于钢绞线的外径，整体呈圆锥形的夹片结构的大径大于垫板穿孔的内径，且小径小于锚板穿孔的内径。

6.如权利要求1所述的适用于大跨度钢结构悬臂梁的起拱加固装置，其特征在于，所述钢绞线(300)的公称直径为6.8-12mm，抗拉强度为1570-1960mpa，承重范围为3-19吨。

7.该使用方法基于权利要求1-6任意一项所述的适用于大跨度钢结构悬臂梁的起拱加固装置来完成的，其特征在于，该施工方法包括如下步骤：

技术总结为了解决现有大跨度钢结构悬臂梁的加固效果差的问题，本发明提供一种适用于大跨度钢结构悬臂梁的起拱加固装置，包括体外预应力锚固结构、一对钢绞线固定结构和钢绞线，所述钢绞线的一端固定设置在体外预应力锚固结构一侧的钢绞线固定结构上，其另一端穿过设置在悬臂梁一端处的吊孔后固定设置在体外预应力锚固结构另一侧的钢绞线固定结构上。本发明整体设计合理、结构简单、施工方便，采用该起拱加固装置解决了大跨度钢结构悬臂梁因下沉挠度过大引起安装及观感等质量问题。技术研发人员：祝涛,张士伦,郑立伟受保护的技术使用者：上海建工集团股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/13