本發(fā)明涉及加固混凝土構(gòu)件的技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及預(yù)應(yīng)力纖維增強復(fù)合片材加固腐蝕混凝土結(jié)構(gòu)和加固方法。

背景技術(shù)：

橋梁是道路的主要組成部分，是保證交通順利的關(guān)鍵樞紐，對于國內(nèi)早期建筑而言，因腐蝕等因素的影響，日常交通存在很大的安全隱患，把這些舊橋一并進行拆除重建會耗費大量的人力物力，對國家的經(jīng)濟造成嚴重的負擔。因此，對腐蝕混凝土結(jié)構(gòu)的加固是今后面臨的主要任務(wù)。與傳統(tǒng)的加固技術(shù)相比，纖維材料預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)結(jié)合了纖維復(fù)合材料的高性能與預(yù)應(yīng)力技術(shù)的優(yōu)勢，提高了纖維材料的利用率，有效地改善了結(jié)構(gòu)的力學性能，延長了結(jié)構(gòu)的使用壽命。然而，在實際工程中常用的預(yù)應(yīng)力直接加固法并不能減緩待加固結(jié)構(gòu)中主筋的銹蝕速度，且加固所用的錨具亦缺少一種成熟經(jīng)濟的防腐方案，對結(jié)構(gòu)的性能以及使用壽命造成很大的影響，一定程度上限制了預(yù)應(yīng)力纖維加固技術(shù)在工程中的應(yīng)用。因此，我們需要一種應(yīng)用于腐蝕環(huán)境中預(yù)應(yīng)力纖維增強復(fù)合材料加固混凝土結(jié)構(gòu)的防腐技術(shù)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提出預(yù)應(yīng)力纖維增強復(fù)合片材加固腐蝕混凝土結(jié)構(gòu)和加固方法，其目的在于解決了腐蝕環(huán)境中預(yù)應(yīng)力纖維增強復(fù)合片材加固混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋和預(yù)應(yīng)力錨具的腐蝕問題，輔助陽極耐腐、易于置換，且對混凝土結(jié)構(gòu)起了部分補強作用，且明顯降低了結(jié)構(gòu)的修復(fù)成本。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案：預(yù)應(yīng)力纖維增強復(fù)合片材加固腐蝕混凝土結(jié)構(gòu)，包括待加固混凝土構(gòu)件(3)、預(yù)應(yīng)力纖維增強復(fù)合片材(1)、張拉端錨具錨栓(5)、張拉端錨具(7)、固定端錨具錨栓(6)、固定端錨具(8)、無預(yù)應(yīng)力纖維增強復(fù)合片材(9)和外接間歇式恒流電源(11)；所述張拉端錨具(7)和所述固定端錨具(8)分別夾持所述預(yù)應(yīng)力纖維增強復(fù)合片材(1)兩端并將所述預(yù)應(yīng)力纖維增強復(fù)合片材(1)固定于所述待加固混凝土構(gòu)件(3)上表面；所述待加固混凝土構(gòu)件(3)內(nèi)部設(shè)置有內(nèi)鋼筋籠(4)，所述張拉端錨具錨栓(5)固定所述張拉端錨具(7)并與所述內(nèi)鋼筋籠(4)連接，所述固定端錨具錨栓(6)固定所述固定端錨具(8)并與所述內(nèi)鋼筋籠(4)連接；所述無預(yù)應(yīng)力纖維增強復(fù)合片材(9)設(shè)置于所述待加固混凝土構(gòu)件(3)兩側(cè)；所述外接間歇式恒流電源(11)的負極與所述內(nèi)鋼筋籠(4)連接，所述外接間歇式恒流電源(11)的正極與所述無預(yù)應(yīng)力纖維增強復(fù)合片材(9)連接。

優(yōu)選的，所述預(yù)應(yīng)力纖維增強復(fù)合片材(1)通過環(huán)氧樹脂(2)固定于所述待加固混凝土構(gòu)件(3)上表面。

優(yōu)選的，所述預(yù)應(yīng)力纖維增強復(fù)合片材(1)表面埋設(shè)有參比電極(12)。

優(yōu)選的，所述無預(yù)應(yīng)力纖維增強復(fù)合片材(9)通過導(dǎo)電粘結(jié)膠(10)外粘于所述待加固混凝土構(gòu)件(3)兩側(cè)。

優(yōu)選的，所述無預(yù)應(yīng)力纖維增強復(fù)合片材(9)采用碳纖維布，厚度為0.2mm-1mm。

一種混凝土結(jié)構(gòu)加固方法，包括如下步驟：

S1:鑿除受腐蝕的待加固混凝土構(gòu)件(3)的保護層，使得待加固混凝土構(gòu)件(3)露出內(nèi)鋼筋籠(4)的主筋，將外接間歇式恒流電源(11)的負極接到所述待加固混凝土構(gòu)件(3)的內(nèi)鋼筋籠(4)上，并用環(huán)氧樹脂(2)保護，確保連接牢靠后，用聚合物砂漿修補好所述待加固混凝土構(gòu)件(3)；

S2:在待加固混凝土構(gòu)件(3)的受拉面兩端鑿除出預(yù)留錨栓孔；

S3:利用所述張拉端錨具(7)和所述固定端錨具(8)分別夾持所述預(yù)應(yīng)力纖維增強復(fù)合片材(1)的兩端；

S4:用所述固定端錨具錨栓(6)與所述待加固混凝土構(gòu)件(3)的內(nèi)鋼筋籠(4)連接并固定所述固定端錨具(8)；

S5:在預(yù)應(yīng)力纖維增強復(fù)合片材(1)和所述待加固混凝土構(gòu)件(3)接觸面上涂抹環(huán)氧樹脂(2)；

S6:根據(jù)加固所需的預(yù)應(yīng)力值張拉所述預(yù)應(yīng)力纖維增強復(fù)合片材(1)；

S7:將預(yù)應(yīng)力纖維增強復(fù)合片材(1)壓粘于所述待加固混凝土構(gòu)件(3)表面，并用沙包持壓；

S8:用張拉端錨具錨栓(5)與所述待加固混凝土構(gòu)件(3)內(nèi)鋼筋籠(4)連接并固定張拉端錨具(7)；

S9:在預(yù)應(yīng)力纖維增強復(fù)合片材(1)表面埋設(shè)參比電極(12)；所述無預(yù)應(yīng)力纖維增強復(fù)合片材(9)通過導(dǎo)電粘結(jié)膠(10)外粘于所述待加固混凝土構(gòu)件(3)兩側(cè)；

S10:將外接間歇式恒流電源(11)的正極接到無預(yù)應(yīng)力纖維增強復(fù)合片材(9)上。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：(1)本發(fā)明提供一種應(yīng)用于腐蝕環(huán)境中混凝土構(gòu)件的防腐加固技術(shù)，連通混凝土構(gòu)件主筋與纖維增強復(fù)合片材預(yù)應(yīng)力錨具，將外接電源負極接到混凝土構(gòu)件主筋上，將無預(yù)應(yīng)力的纖維增強復(fù)合片材，并配套導(dǎo)電粘結(jié)膠，作為外加電流輔助陽極，形成預(yù)應(yīng)力纖維增強復(fù)合片材加固腐蝕環(huán)境的混凝土構(gòu)件的陰極保護系統(tǒng)。在實施對混凝土構(gòu)件進行加固的同時，實現(xiàn)對處于腐蝕環(huán)境中混凝土構(gòu)件的主筋與預(yù)應(yīng)力纖維增強復(fù)合片材的錨具一起防腐保護，達到提高預(yù)應(yīng)力纖維增強復(fù)合片材長期加固效果的目的；(2)本發(fā)明陰極保護裝置采用外接電源保護在腐蝕環(huán)境中的張拉端錨具和固定端錨具以及待加固混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)的內(nèi)鋼筋籠，增強預(yù)應(yīng)力裝置和混凝土構(gòu)件的耐久性，提高結(jié)構(gòu)使用年限；(3)本發(fā)明在鑿除平整后混凝土構(gòu)件的受拉面兩端預(yù)留錨栓孔，用分別夾持預(yù)應(yīng)力纖維增強復(fù)合片材兩端的張拉端錨具錨栓和固定端錨具錨栓均與待加固混凝土構(gòu)件內(nèi)鋼筋籠進行電性連接；(4)本發(fā)明的纖維增強復(fù)合片材采用碳纖維布，厚度為0.2mm-1mm，具有滿足補強要求的抗拉強度以及做為輔助陽極的電化學性能；(5)本發(fā)明預(yù)應(yīng)力纖維增強復(fù)合片材表面埋設(shè)有參比電極，監(jiān)測電位以便調(diào)節(jié)外接電源電流；(6)本發(fā)明預(yù)應(yīng)力纖維增強復(fù)合片材的預(yù)應(yīng)力值大小不超過其材料抗拉強度的30％，避免纖維增強復(fù)合片材的徐變斷裂和氫脆效應(yīng)；(7)本發(fā)明用預(yù)應(yīng)力的方法加固混凝土構(gòu)件，既能夠在施加預(yù)應(yīng)力的過程中使纖維片材受力較均勻，又能進行有效錨固，保證纖維片材能獲得較高預(yù)應(yīng)力水平；(8)本發(fā)明將錨具錨栓與鋼筋籠進行電性連接，解決了預(yù)應(yīng)力裝置在工程使用中錨具與結(jié)構(gòu)主筋易受環(huán)境腐蝕的問題；(9)本發(fā)明將無預(yù)應(yīng)力纖維增強復(fù)合片材作為輔助陽極，在實施對混凝土構(gòu)件進行加固的同時，實現(xiàn)了對處于腐蝕環(huán)境混凝土構(gòu)件的主筋與預(yù)應(yīng)力纖維增強復(fù)合片材的錨具進行了防腐保護，達到提高預(yù)應(yīng)力纖維增強復(fù)合片材長期加固效果的目的，且無需外加陽極，易于更換。

附圖說明

圖1為本發(fā)明預(yù)應(yīng)力纖維增強復(fù)合片材加固腐蝕混凝土結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明預(yù)應(yīng)力纖維增強復(fù)合片材加固腐蝕混凝土結(jié)構(gòu)的俯視圖。

圖3為圖2中1-1的剖面圖。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施例進一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。

如圖1-3所示，預(yù)應(yīng)力纖維增強復(fù)合片材加固腐蝕混凝土結(jié)構(gòu)，包括待加固混凝土構(gòu)件(3)、預(yù)應(yīng)力纖維增強復(fù)合片材(1)、張拉端錨具錨栓(5)、張拉端錨具(7)、固定端錨具錨栓(6)、固定端錨具(8)、無預(yù)應(yīng)力纖維增強復(fù)合片材(9)和外接間歇式恒流電源(11)；所述張拉端錨具(7)和所述固定端錨具(8)分別夾持所述預(yù)應(yīng)力纖維增強復(fù)合片材(1)兩端并將所述預(yù)應(yīng)力纖維增強復(fù)合片材(1)固定于所述待加固混凝土構(gòu)件(3)上表面；所述待加固混凝土構(gòu)件(3)內(nèi)部設(shè)置有內(nèi)鋼筋籠(4)，所述張拉端錨具錨栓(5)固定所述張拉端錨具(7)并與所述內(nèi)鋼筋籠(4)連接，所述固定端錨具錨栓(6)固定所述固定端錨具(8)并與所述內(nèi)鋼筋籠(4)連接；所述無預(yù)應(yīng)力纖維增強復(fù)合片材(9)設(shè)置于所述待加固混凝土構(gòu)件(3)兩側(cè)；所述外接間歇式恒流電源(11)的負極與所述內(nèi)鋼筋籠(4)連接，所述外接間歇式恒流電源(11)的正極與所述無預(yù)應(yīng)力纖維增強復(fù)合片材(9)連接。

在本發(fā)明的具體技術(shù)方案中，所述預(yù)應(yīng)力纖維增強復(fù)合片材(1)通過環(huán)氧樹脂(2)固定于所述待加固混凝土構(gòu)件(3)上表面。

在本發(fā)明的具體技術(shù)方案中，所述預(yù)應(yīng)力纖維增強復(fù)合片材(1)表面埋設(shè)有參比電極(12)。

在本發(fā)明的具體技術(shù)方案中，所述無預(yù)應(yīng)力纖維增強復(fù)合片材(9)通過導(dǎo)電粘結(jié)膠(10)外粘于所述待加固混凝土構(gòu)件(3)兩側(cè)。

在本發(fā)明的具體技術(shù)方案中，所述無預(yù)應(yīng)力纖維增強復(fù)合片材(9)采用碳纖維布，厚度為0.2mm-1mm。

一種混凝土結(jié)構(gòu)加固方法，包括如下步驟：

S1:鑿除受腐蝕的待加固混凝土構(gòu)件(3)的保護層，使得待加固混凝土構(gòu)件(3)露出內(nèi)鋼筋籠(4)的主筋，將外接間歇式恒流電源(11)的負極接到所述待加固混凝土構(gòu)件(3)的內(nèi)鋼筋籠(4)上，并用環(huán)氧樹脂(2)保護，確保連接牢靠后，用聚合物砂漿修補好所述待加固混凝土構(gòu)件(3)；

S2:在待加固混凝土構(gòu)件(3)的受拉面兩端鑿除出預(yù)留錨栓孔；

S3:利用所述張拉端錨具(7)和所述固定端錨具(8)分別夾持所述預(yù)應(yīng)力纖維增強復(fù)合片材(1)的兩端；

S4:用所述固定端錨具錨栓(6)與所述待加固混凝土構(gòu)件(3)的內(nèi)鋼筋籠(4)連接并固定所述固定端錨具(8)；

S5:在預(yù)應(yīng)力纖維增強復(fù)合片材(1)和所述待加固混凝土構(gòu)件(3)接觸面上涂抹環(huán)氧樹脂(2)；

S6:根據(jù)加固所需的預(yù)應(yīng)力值張拉所述預(yù)應(yīng)力纖維增強復(fù)合片材(1)；

S7:將預(yù)應(yīng)力纖維增強復(fù)合片材(1)壓粘于所述待加固混凝土構(gòu)件(3)表面，并用沙包持壓；

S8:用張拉端錨具錨栓(5)與所述待加固混凝土構(gòu)件(3)內(nèi)鋼筋籠(4)連接并固定張拉端錨具(7)；

S9:在預(yù)應(yīng)力纖維增強復(fù)合片材(1)表面埋設(shè)參比電極(12)；所述無預(yù)應(yīng)力纖維增強復(fù)合片材(9)通過導(dǎo)電粘結(jié)膠(10)外粘于所述待加固混凝土構(gòu)件(3)兩側(cè)；

S10:將外接間歇式恒流電源(11)的正極接到無預(yù)應(yīng)力纖維增強復(fù)合片材(9)上。

在本發(fā)明的具體實施方式中，外接間歇式恒流電源(11)負極接到所述待加固混凝土構(gòu)件(3)內(nèi)鋼筋籠(4)上，將無預(yù)應(yīng)力的纖維增強復(fù)合片材(9)，并配套導(dǎo)電粘結(jié)膠(10)作為外加電流輔助陽極，形成預(yù)應(yīng)力纖維增強復(fù)合片材加固腐蝕環(huán)境混凝土結(jié)構(gòu)的陰極保護系統(tǒng)，在增強混凝土結(jié)構(gòu)抗彎強度的前提下，對待加固混凝土構(gòu)件(3)內(nèi)鋼筋籠(4)、張拉端錨具(7)以及固定端錨具(8)進行了防腐保護，延長了混凝土的使用壽命；纖維增強復(fù)合片材除了擁有良好的力學性能，其中所含的碳元素亦使得其擁有接近錨具裝置和鋼筋籠所用金屬的電極電位以及優(yōu)良的導(dǎo)電性，與導(dǎo)電粘結(jié)膠(10)一起使用完全可以滿足輔助陽極的要求，且將無預(yù)應(yīng)力纖維片材作為輔助陽極易于更換，更換期間對結(jié)構(gòu)性能影響較小；外接電源電流可以通過預(yù)應(yīng)力纖維增強復(fù)合片材(1)表面埋設(shè)的參比電極(12)進行監(jiān)測。

對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，可根據(jù)以上描述的技術(shù)方案以及構(gòu)思，做出其它各種相應(yīng)的改變以及變形，而所有的這些改變以及變形都應(yīng)該屬于本發(fā)明權(quán)利要求的保護范圍之內(nèi)。