一种用于曲面结构的楔入式碳纤维板张拉装置

本发明属于土木工程建筑结构加固修复的，具体涉及一种用于曲面结构的楔入式碳纤维板张拉装置。

背景技术：

1、碳纤维板是将同一方向排列的碳素纤维使用树脂浸润硬化形成碳纤维板材，能有效解决多层碳纤维布施工困难和工程量大的问题，补强效果好，施工便捷。采用优质碳纤维原料与良好基本树脂，碳纤维板材具有拉伸强度高、耐腐蚀性、抗震性、抗冲击性等良好性能。

2、预应力碳纤维板加固技术，是一种先进的建筑结构加固方法，已广泛应用于多种建筑结构的加固工程。尽管预应力碳纤维板技术在处理平直面建筑结构(如梁底面和桥底面)方面表现出色，但在盾构隧道施工等特殊应用场景中，面临诸多挑战。例如，在盾构施工中，管片安装时经常遇到椭圆度超限的问题，由操作失误或地层环境变化引起。这些问题的出现突显了现有预应力碳维板张拉装置在应对弧面或不规则形状结构时的局限性。然而，由于传统的张拉装置设计主要针对平面结构，现有技术对于弧面或曲面结构的加固效果有限。

3、申请号为202311802334.6(公告号cn117449608a)的中国发明专利公开了一种用于弧面结构的自动调平碳纤维板预应力张拉装置。该张拉装置存在如下缺点：1、该装置没有考虑结构面粗糙或者安装时固定端和张拉端做不到对齐，导致碳纤维板受剪破坏，张拉失败；2、张拉端的千斤顶平行于碳纤维板方向张拉，这样就会导致夹具和底座之间产生一个非常大的弯矩，张拉很困难。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题在于提供一种使用效果好的用于曲面结构的楔入式碳纤维板张拉装置。

2、本发明这样实现的：

3、一种用于曲面结构的楔入式碳纤维板张拉装置，包括：固定端机构和张拉端机构，碳纤维板的一端与所述固定端机构连接，另一端与所述张拉端机构连接；所述固定端机构配合所述张拉端机构对弧形面进行加固；所述张拉端机构，包括：张拉端异形底座、张拉端夹具、楔形承压块、千斤顶、千斤顶垫板；所述张拉端夹具设置于所述张拉端异形底座上，所述楔形承压块设于所述张拉端夹具上方，所述千斤顶设于所述楔形承压块上方，所述千斤顶垫板设于所述千斤顶上方；

4、所述张拉端异形底座的顶部一侧端部分别具有两个楔形块，另一侧为具有螺孔的固定板；所述张拉端夹具的一侧两端分别具有与所述两个楔形块相对应的两个楔形面；所述楔形承压块的底部两端分别具有与所述两个楔形块和所述两个楔形面相匹配的斜面；

5、所述张拉端异形底座的固定板和所述张拉端夹具之间通过螺杆和螺母进行固定连接；

6、所述千斤顶垫板通过螺栓与加固混凝土构件相连接；

7、当所述楔形承压块受到所述千斤顶的压力向下移动时，其产生的横向分力向所述张拉端夹具施加向外张拉的力。

8、进一步地，所述固定端机构，包括：固定端异形底座和铰形夹具；

9、所述固定端异形底座的中间为空，其外端面具有一圆形镂空口；

10、所述铰形夹具设于所述固定端异形底座的中部，所述铰形夹具，包括：位于中心的夹具主体和设在所述夹具主体的夹具口外围的圆环形连接件；所述圆环形连接件与所述固定端异形底座的所述圆形镂空口相匹配进行抵接。所述铰形夹具的夹具主体的中部为粗糙面。

11、进一步地，所述张拉装置的材质为q355钢，所述铰形夹具的所述夹具主体的中部切割出齿状形成所述粗糙面。

12、本发明的优点在于：

13、1、千斤顶在张拉端采用从上往下的方式向楔形承压块施力，产生一横向分力作用于夹具中心方向，不仅不会产生弯矩，还不会受弧面结构空间限制；

14、2、固定端的铰型夹具和异形底座抵接，当铰型夹具夹住碳纤维板的一端，张拉端进行张拉时，会调整到固定端铰型夹具和张拉端夹具对齐，不会造成碳纤维板受剪破坏。

15、3、本发明可以可以最大程度的解决安装误差、材料变形、曲面结构不规整造成的偏心问题，防止碳纤维板剪切破坏。通过将千斤顶产生的竖向荷载通过楔形承压块水平传递给碳纤维板以此完成张拉，此方式可以应对空间不足的情况。

技术特征：

1.一种用于曲面结构的楔入式碳纤维板张拉装置，包括：固定端机构和张拉端机构，碳纤维板的一端与所述固定端机构连接，另一端与所述张拉端机构连接；所述固定端机构配合所述张拉端机构对弧形面进行加固；

2.如权利要求1所述的一种用于曲面结构的楔入式碳纤维板张拉装置，其特征在于：所述固定端机构，包括：固定端异形底座和铰形夹具；

3.如权利要求2所述的一种用于曲面结构的楔入式碳纤维板张拉装置，其特征在于：所述铰形夹具的夹具主体的中部为粗糙面。

4.如权利要求3所述的一种用于曲面结构的楔入式碳纤维板张拉装置，其特征在于：所述张拉装置的材质为q355钢，所述铰形夹具的所述夹具主体的中部切割出齿状形成所述粗糙面。

技术总结一种用于曲面结构的楔入式碳纤维板张拉装置，包括：固定端机构和张拉端机构，碳纤维板的一端与固定端机构连接，另一端与张拉端机构连接；固定端机构配合张拉端机构对弧形面进行加固；张拉端机构，包括：张拉端异形底座、张拉端夹具、楔形承压块、千斤顶、千斤顶垫板；张拉端夹具设置于张拉端异形底座上，楔形承压块设于张拉端夹具上方，千斤顶设于楔形承压块上方，千斤顶垫板设于千斤顶上方。当楔形承压块受到千斤顶的压力向下移动时，其产生的横向分力向张拉端夹具施加向外张拉的力。本发明可以可以最大程度的解决安装误差、材料变形、曲面结构不规整造成的偏心问题，防止碳纤维板剪切破坏。技术研发人员：臧万军,王冬梅,苏永钰受保护的技术使用者：福建理工大学技术研发日：技术公布日：2024/10/17