通过滚动张拉的碳纤维加固结构及其施工方法.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201911361114.8 (22)申请日 2019.12.26 (71)申请人 中国建筑第八工程局有限公司 地址 200122 上海市浦东新区中国 （上海） 自由贸易试验区世纪大道1568号27层 (72)发明人 熊浩白洁曹强杨燕贾红学 王彬楠 (74)专利代理机构 上海唯源专利代理有限公司 31229 代理人 王红艺 (51)Int.Cl. E04G 23/02(2006.01) (54)发明名称 通过滚动张拉的碳纤维加固结构及其施工 方法 (57)摘要 本发明涉及一种通过。

2、滚动张拉的碳纤维加 固结构及其施工方法， 其中加固结构包括： 贴设 固定于梁体底面的碳纤维条； 挂设于梁体的一对 导向轮， 一对导向轮设于碳纤维条的底面且位于 梁体的相对两端， 碳纤维条绕设于对应的导向轮 后碳纤维条的相对两端均向下延伸形成张拉端； 挂设于梁体且设于对应的导向轮下方的一对收 放轮， 张拉端缠绕固定于收放轮， 通过转动一对 收放轮以张拉碳纤维条的张拉端从而施加预应 力。 通过将碳纤维条的端部绕设固定于对应的收 放轮， 使得收放轮上缠绕有多层， 即多个碳纤维 条相互贴设重叠形成的厚度， 张拉端处的厚度增 大， 增大了碳纤维条的张拉端的横截面积。 在施 加的控制应力一定的情况下， 碳。

3、纤维的张拉力较 大。 权利要求书2页 说明书5页 附图1页 CN 111101728 A 2020.05.05 CN 111101728 A 1.一种通过滚动张拉的碳纤维加固结构， 其特征在于， 包括： 贴设固定于梁体底面的碳纤维条； 挂设于所述梁体的一对导向轮， 所述一对导向轮设于所述碳纤维条的底面且位于所述 梁体的相对两端， 所述碳纤维条绕设于对应的所述导向轮后所述碳纤维条的相对两端均向 下延伸形成张拉端； 以及 挂设于所述梁体且设于对应的所述导向轮下方的一对收放轮， 所述张拉端缠绕固定于 所述收放轮， 通过转动一对所述收放轮以张拉所述碳纤维条的张拉端从而施加预应力。 2.如权利要求1所述。

4、的通过滚动张拉的碳纤维加固结构， 其特征在于， 所述梁体的相对两端套设有一对挂架， 所述挂架包括水平设于所述梁体底面的挂杆， 所述导向轮套设于所述挂杆。 3.如权利要求2所述的通过滚动张拉的碳纤维加固结构， 其特征在于， 所述挂杆的下方 平行挂设有轴杆， 所述收放轮套设于所述轴杆， 通过转动所述收放轮从而张拉绕设于所述 收放轮的张拉端。 4.如权利要求1所述的通过滚动张拉的碳纤维加固结构， 其特征在于， 还包括： 贴设于所述碳纤维条的应变片； 以及 连接于所述应变片的信息处理装置。 5.如权利要求1所述的通过滚动张拉的碳纤维加固结构， 其特征在于， 还包括： 套设于所述梁体的支架， 所述支架包。

5、括水平设于所述碳纤维条底部的连接杆； 以及 套设于所述连接杆且贴设于所述碳纤维条的压筒。 6.一种通过滚动张拉的碳纤维加固结构的施工方法， 其特征在于， 包括如下步骤： 提供碳纤维条， 将所述碳纤维条贴设固定于梁体底面； 提供一对导向轮， 将一对所述导向轮挂设于所述梁体， 并设于所述碳纤维条底面且位 于所述梁体相对两端， 将所述碳纤维条绕设于对应的所述导向轮后所述碳纤维条的相对两 端均向下延伸形成张拉端； 以及 提供一对收放轮， 将一对所述收放轮挂设于所述梁体且设于对应的所述导向轮的下 方， 将所述张拉端缠绕固定于所述收放轮； 转动一对所述收放轮以张拉所述碳纤维条的张拉端从而施加预应力。 7.。

6、如权利要求6所述的通过滚动张拉的碳纤维加固结构的施工方法， 其特征在于， 提供 一对导向轮还包括： 提供包括挂杆的一对挂架， 将一对所述挂架套设于所述梁体的相对两端， 所述挂杆水 平设于所述梁体的底面； 以及 将所述导向轮套设于所述挂杆。 8.如权利要求7所述的通过滚动张拉的碳纤维加固结构的施工方法， 其特征在于， 提供一对收放轮还包括： 提供轴杆， 将所述轴杆平行挂设于所述挂杆的下方； 以及 将所述收放轮套设于所述轴杆。 9.如权利要求6所述的通过滚动张拉的碳纤维加固结构的施工方法， 其特征在于， 还包 括： 提供应变片， 将所述应变片贴设于所述碳纤维条； 以及 权利要求书 1/2 页 2 。

7、CN 111101728 A 2 提供信息处理装置， 将所述信息处理装置连接于所述应变片。 10.如权利要求6所述的通过滚动张拉的碳纤维加固结构的施工方法， 其特征在于， 还 包括： 提供包括连接杆的支架， 将所述支架套设于所述梁体， 所述连接杆位于所述碳纤维条 的底部； 以及 提供压筒， 将所述压筒套设于所述连接杆且贴设于所述碳纤维条。 权利要求书 2/2 页 3 CN 111101728 A 3 通过滚动张拉的碳纤维加固结构及其施工方法 技术领域 0001 本发明涉及建筑施工领域， 尤指一种通过滚动张拉的碳纤维加固结构及其施工方 法。 背景技术 0002 碳纤维是一种含碳量在95以上的高强。

8、度、 高模量纤维的新型纤维材料。 碳纤维 质量比金属铝轻， 但强度却高于钢铁， 并且具有高硬度、 高强度、 重量轻、 高耐化学性、 耐高 温的特性。 0003 碳纤维加固是指采用高性能粘结剂将碳纤维布/条粘贴在建筑结构构件表面， 使 两者共同工作， 提高结构构件的承载能力， 达到对建筑物进行加固、 补强的目的。 0004 一般地， 碳纤维加固不施加预应力， 虽然能够提高构件的承载力， 但是却不能使构 件的裂缝修复、 愈合， 且碳纤维布/条的强度不能充分发挥， 造成强度浪费。 在碳纤维加固过 程中对碳纤维施加预应力后， 构件在承受荷载之前碳纤维就已经发挥了相当的强度， 既极 大提高对碳纤维高强度。

9、的利用率， 又能抑制甚至修复构件的变形和开裂。 0005 专利号为CN207568228U公开了一种用于n形混凝土构件加固碳纤维布的张拉装 置， 包括两个呈C形的张紧结构， 张紧结构包括张拉板、 调节螺杆和锚固板， 张拉板竖直位于 端梁柱外侧， 其上水平设有两个安装孔， 两个安装孔之间的内缘距离大于端梁柱的宽度， 调 节螺杆包括穿设于安装孔内的两根， 两根调节螺杆之间形成夹持端梁柱的夹持区， 调节螺 杆位于张拉板外侧的一端设有与其匹配的锁紧螺母， 调节螺杆的另一端延伸至横跨梁下 方， 锚固板水平固定于两根调节螺杆的内端之间， 两个锚固板之间固定有用于贴覆于横跨 梁下端面的碳纤维布。 即公开了将。

10、碳纤维的端部直接和锚具粘贴固定， 通过拉紧碳纤维布 产生预应力。 0006 理论上张拉力的大小和施加的控制应力以及碳纤维的横截面面积有关， 该专利公 开的碳纤维的张拉端直接和锚具粘贴固定。 但是， 通过调节锁紧螺母对碳纤维进行张拉， 张 拉力小。 发明内容 0007 本发明的目的在于克服现有技术的缺陷， 提供一种通过滚动张拉的碳纤维加固结 构及其施工方法， 解决现有技术中碳纤维的张拉端直接和锚具粘贴固定， 通过调节锁紧螺 母对碳纤维进行张拉， 张拉力小的问题。 0008 实现上述目的的技术方案是： 0009 本发明提供一种通过滚动张拉的碳纤维加固结构， 包括： 0010 贴设固定于梁体底面的碳。

11、纤维条； 0011 挂设于所述梁体的一对导向轮， 所述一对导向轮设于所述碳纤维条的底面且位于 所述梁体的相对两端， 所述碳纤维条绕设于对应的所述导向轮后所述碳纤维条的相对两端 均向下延伸形成张拉端； 以及 说明书 1/5 页 4 CN 111101728 A 4 0012 挂设于所述梁体且设于对应的所述导向轮下方的一对收放轮， 所述张拉端缠绕固 定于所述收放轮， 通过转动一对所述收放轮以张拉所述碳纤维条的张拉端从而施加预应 力。 0013 本发明通过滚动张拉的碳纤维加固结构的进一步改进在于， 所述梁体的相对两端 套设有一对挂架， 所述挂架包括水平设于所述梁体底面的挂杆， 所述导向轮套设于所述挂。

12、 杆。 0014 本发明通过滚动张拉的碳纤维加固结构的进一步改进在于， 所述挂杆的下方平行 挂设有轴杆， 所述收放轮套设于所述轴杆， 通过转动所述收放轮从而张拉绕设于所述收放 轮的张拉端。 0015 本发明通过滚动张拉的碳纤维加固结构的进一步改进在于， 还包括： 0016 贴设于所述碳纤维条的应变片； 以及 0017 连接于所述应变片的信息处理装置。 0018 本发明通过滚动张拉的碳纤维加固结构的进一步改进在于， 还包括： 0019 套设于所述梁体的支架， 所述支架包括位于所述碳纤维条底部的连接杆； 以及 0020 套设于所述连接杆且贴设于所述碳纤维条的压筒。 0021 一种通过滚动张拉的碳纤。

13、维加固结构的施工方法， 包括如下步骤： 0022 提供碳纤维条， 将所述碳纤维条贴设固定于梁体底面； 0023 提供一对导向轮， 将一对所述导向轮挂设于所述梁体， 并设于所述碳纤维条底面 且位于所述梁体相对两端， 将所述碳纤维条绕设于对应的所述导向轮后所述碳纤维条的相 对两端均向下延伸形成张拉端； 以及 0024 提供一对收放轮， 将一对所述收放轮挂设于所述梁体且设于对应的所述导向轮的 下方， 将所述张拉端缠绕固定于所述收放轮； 0025 转动一对所述收放轮以张拉所述碳纤维条的张拉端从而施加预应力。 0026 本发明通过滚动张拉的碳纤维加固结构的施工方法的进一步改进在于， 提供一对 导向轮还包。

14、括： 0027 提供包括挂杆的一对挂架， 将一对所述挂架套设于所述梁体的相对两端， 所述挂 杆水平设于所述梁体的底面； 以及 0028 将所述导向轮套设于所述挂杆。 0029 本发明通过滚动张拉的碳纤维加固结构的施工方法的进一步改进在于， 提供一对 收放轮还包括： 0030 提供轴杆， 将所述轴杆平行挂设于所述挂杆的下方； 以及 0031 将所述收放轮套设于所述轴杆。 0032 本发明通过滚动张拉的碳纤维加固结构的施工方法的进一步改进在于， 还包括： 0033 提供应变片， 将所述应变片贴设于所述碳纤维条； 以及 0034 提供信息处理装置， 将所述信息处理装置连接于所述应变片。 0035 本。

15、发明通过滚动张拉的碳纤维加固结构的施工方法的进一步改进在于， 还包括： 0036 提供包括连接杆的支架， 将所述支架套设于所述梁体， 所述连接杆位于所述碳纤 维条的底部； 以及 0037 提供压筒， 将所述压筒套设于所述连接杆且贴设于所述碳纤维条。 说明书 2/5 页 5 CN 111101728 A 5 0038 本发明通过滚动张拉的碳纤维加固结构及其施工方法的有益效果： 0039 本发明通过将碳纤维条的端部绕设固定于对应的收放轮， 使得收放轮上缠绕有多 层， 即多个碳纤维条相互贴设重叠形成的厚度， 张拉端处的厚度增大。 与将碳纤维条的端部 直接和锚固端贴设固定相比， 增大了的张拉端的横截面。

16、积， 在施加的控制应力一定的情况 下， 碳纤维的张拉力较大， 可提供较大的预应力修复梁体的缝隙。 本发明可解决现有技术中 碳纤维的张拉端直接和锚具粘贴固定， 通过调节锁紧螺母对碳纤维进行张拉， 张拉力小的 问题。 0040 本发明对既有梁体进行加固后， 能够对梁体存在的裂缝进行修复和使其愈合， 从 而解决目前碳纤维加固通常都是未施加预应力， 当加固的既有构件存在裂缝， 未施加预应 力的普通碳纤维虽然能够提高构件的承载力， 但是却不能使裂缝修复愈合， 裂缝的存在会 影响构件的耐久性和承载力的问题。 附图说明 0041 图1为本发明通过滚动张拉的碳纤维加固结构的主视图。 具体实施方式 0042 下。

17、面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。 0043 参阅图1， 显示了本发明通过滚动张拉的碳纤维加固结构的主视图。 如图1所示， 本 发明通过滚动张拉的碳纤维加固结构包括： 0044 贴设固定于梁体10底面的碳纤维条20； 0045 挂设于梁体10的一对导向轮30， 一对导向轮30设于碳纤维条20的底面且位于梁体 10的相对两端， 碳纤维条20绕设于对应的导向轮30后碳纤维条20的相对两端均向下延伸形 成张拉端； 以及 0046 挂设于梁体10且设于对应的导向轮30下方的一对收放轮40， 张拉端缠绕固定于收 放轮40， 通过转动一对收放轮40以张拉碳纤维条20的张拉端从而施加预应力。 00。

18、47 本发明通过转动收放轮张拉碳纤维条的张拉端以对碳纤维条施加预应力， 对既有 梁体进行加固后， 能够对梁体存在的裂缝进行修复和使其愈合， 从而解决目前碳纤维加固 通常都是未施加预应力， 当加固的既有构件存在裂缝， 未施加预应力的普通碳纤维虽然能 够提高构件的承载力， 但是却不能使裂缝修复愈合， 裂缝的存在会影响构件的耐久性和承 载力的问题。 0048 进一步地， 碳纤维条20的端部绕设固定于对应的收放轮， 使得收放轮上缠绕有多 层， 即多个碳纤维条20相互贴设重叠形成的厚度， 张拉端处的厚度增大。 与将碳纤维条20的 端部直接和锚固端贴设固定相比， 增大了碳纤维条20的张拉端的横截面积。 0。

19、049 根据理论上张拉力的大小和施加的控制应力以及碳纤维的横截面面积有关， 在施 加的控制应力一定的情况下， 碳纤维的张拉力较大。 0050 碳纤维条抗拉性能比较大， 即沿着轴向的力能够承受的力较大， 但其他方向能够 承受的力较小。 通过缠绕， 可减小碳纤维条受剪， 以将碳纤维条的强度发挥出来。 0051 可避免如果直接将碳纤维条的端部和张拉架粘贴固定， 需要以一定的粘贴长度。 需要很大的张拉力时， 张拉架需要做的很大很长具有一定的尺寸， 占用空间较大的问题。 说明书 3/5 页 6 CN 111101728 A 6 0052 作为本发明通过滚动张拉的碳纤维加固结构的一较佳实施方式， 梁体10。

20、的相对两 端套设有一对挂架， 挂架包括水平设于梁体底面的挂杆， 导向轮30套设于挂杆。 0053 进一步地， 导向轮30套设于挂杆且可转动， 碳纤维条20缠绕于导向轮30可减小摩 擦阻力。 0054 通过导向轮30将碳纤维条20的端部向下竖向延伸， 方便施工人员在地面上进行操 作。 0055 作为本发明通过滚动张拉的碳纤维加固结构的一较佳实施方式， 挂杆的下方平行 挂设有轴杆， 收放轮40套设于轴杆， 通过转动收放轮40从而张拉绕设于收放轮40的张拉端。 0056 在本实施例中， 在挂杆上竖向连接一对竖杆， 将轴杆水平连接于一对竖杆之间实 现挂设轴杆。 0057 进一步地， 收放轮40固定有手。

21、柄， 通过手柄转动收放轮40进行调节， 省力且方便操 作。 0058 通过将碳纤维条20的端部绕设于对应的收放轮， 使得收放轮上缠绕有多层， 即多 个碳纤维条20相互贴设重叠形成的厚度， 张拉端处的厚度增大， 增大了碳纤维条20的张拉 端的横截面积。 在施加的控制应力一定的情况下， 碳纤维的张拉力较大。 0059 作为本发明通过滚动张拉的碳纤维加固结构的一较佳实施方式， 本发明还包括： 0060 贴设于碳纤维条20的应变片60； 以及 0061 连接于应变片60的信息处理装置61。 0062 通过应变片60和信息处理装置61连接成监测装置， 随时监测碳纤维条20的预应 力， 在预应力达到设计要。

22、求时停止移动调节块。 0063 作为本发明通过滚动张拉的碳纤维加固结构的一较佳实施方式， 本发明还包括： 0064 套设于梁体10的支架70， 支架70包括位于碳纤维条20底部的连接杆； 以及 0065 套设于连接杆且贴设于碳纤维条20的压筒71。 0066 通过压筒71按压碳纤维条20， 挤压碳纤维条20和梁体10表面的气泡， 使得碳纤维 条20紧密贴设于梁体10。 0067 本发明还提供一种通过滚动张拉的碳纤维加固结构的施工方法， 包括如下步骤： 0068 提供碳纤维条20， 将碳纤维条20贴设固定于梁体10底面； 0069 提供一对导向轮30， 将一对导向轮30挂设于梁体， 并设于碳纤维。

23、条20底面且位于 梁体10相对两端， 将碳纤维条20绕设于对应的导向轮30后碳纤维条20的相对两端均向下延 伸形成张拉端； 以及 0070 提供一对收放轮40， 将一对收放轮40挂设于梁体且设于对应的导向轮30的下方， 将张拉端缠绕固定于收放轮40； 0071 转动一对收放轮40以张拉碳纤维条20的张拉端从而施加预应力。 0072 作为本发明通过滚动张拉的碳纤维加固结构的施工方法的一较佳实施方式， 提供 一对导向轮30还包括： 0073 提供包括挂杆的一对挂架， 将一对挂架套设于梁体10的相对两端， 挂杆水平设于 梁体10的底面； 以及 0074 将导向轮30套设于挂杆。 0075 作为本发明。

24、通过滚动张拉的碳纤维加固结构的施工方法的一较佳实施方式， 提供 说明书 4/5 页 7 CN 111101728 A 7 一对收放轮40还包括： 0076 提供轴杆， 将轴杆平行挂设于挂杆的下方； 以及 0077 将收放轮40套设于轴杆。 0078 作为本发明通过滚动张拉的碳纤维加固结构的施工方法的一较佳实施方式， 本发 明还包括： 0079 提供应变片60， 将应变片60贴设于碳纤维条20； 以及 0080 提供信息处理装置61， 将信息处理装置61连接于应变片60。 0081 作为本发明通过滚动张拉的碳纤维加固结构的施工方法的一较佳实施方式， 本发 明还包括： 0082 提供包括连接杆的支。

25、架70， 将支架70套设于梁体10， 连接杆位于碳纤维条20的底 部； 以及 0083 提供压筒71， 将压筒71套设于连接杆且贴设于碳纤维条20。 0084 下面对本发明通过滚动张拉的碳纤维加固结构的施工方法进行具体说明： 0085 在对梁体进行加固之前， 先将梁体的表面打磨平整， 并对缺失部分进行修补。 将用 于安装固定压筒的支架套设于梁体上。 0086 根据梁体的尺寸裁剪碳纤维条， 接着在梁体的底面涂刷结构胶， 然后迅速将碳纤 维条平整铺设在梁体表面， 并迅速将压筒安装在支架上位于碳纤维条的底部。 将应力片贴 设于碳纤维条， 且将应力片和信息处理装置连接。 将碳纤维条绕过导向轮后两端向下。

26、延伸 至缠绕固定于收放轮。 0087 转动收放轮以张拉碳纤维条， 碳纤维条受到张拉后发生应变， 信息处理装置通过 处理接收到的信号反算碳纤维条的应力。 当应力达到设定的数值后， 停止移动调节块， 等待 结构胶凝固。 0088 本发明通过滚动张拉的碳纤维加固结构及其施工方法的有益效果为： 0089 本发明通过将碳纤维条的端部绕设固定于对应的收放轮， 使得收放轮上缠绕有多 层， 即多个碳纤维条相互贴设重叠形成的厚度， 张拉端处的厚度增大。 与将碳纤维条的端部 直接和锚固端贴设固定相比， 增大了的张拉端的横截面积， 在施加的控制应力一定的情况 下， 碳纤维的张拉力较大， 可提供较大的预应力修复梁体的。

27、缝隙。 本发明可解决现有技术中 碳纤维的张拉端直接和锚具粘贴固定， 通过调节锁紧螺母对碳纤维进行张拉， 张拉力小的 问题。 0090 本发明对既有梁体进行加固后， 能够对梁体存在的裂缝进行修复和使其愈合， 从 而解决目前碳纤维加固通常都是未施加预应力， 当加固的既有构件存在裂缝， 未施加预应 力的普通碳纤维虽然能够提高构件的承载力， 但是却不能使裂缝修复愈合， 裂缝的存在会 影响构件的耐久性和承载力的问题。 0091 以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明， 本领域中普通技术人员可根据上 述说明对本发明做出种种变化例。 因而， 实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定， 本 发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。 说明书 5/5 页 8 CN 111101728 A 8 图1 说明书附图 1/1 页 9 CN 111101728 A 9 。