專利名稱：一種加固鋼梁的方法
技術領域：
本發明涉及一種加固鋼梁的方法，尤其是利用預應力碳纖維增強塑料對鋼梁進行加固的方法。
背景技術：
在役的工程結構中存在著大量的鋼結構，由于生產、制造、施工、使用及環境等因素的影響，在這些鋼結構中不可避免地存在各種各樣的缺陷和損傷，尤其是在長期服役的鋼結構中更為突出。為了延長損傷鋼結構的使用壽命并確保結構安全工作，就必須對損傷結構構件進行更換或加固，更換這些構件將浪費大量的人力、財力和物力，而且會影響結構的正常使用，而對鋼結構進行加固修復則是一個經濟高效的辦法。
較常用的一些加固方法存在比較多的缺陷，如增加結構的尺寸、造成結構重量的增加或施工難度大、加固工期長、加固效果受限制或對生產影響較大等。因此，不斷探索更有效、更合理、更經濟的加固方法和加固材料成為當今土木工程領域一個研究的熱點。碳纖維增強塑料(Carbon Fiber Reinforced Plastic，簡稱CFRP)用于結構加固是近年來新興的一種加固方法。由于CFRP具有很高的強度重量比、極好的耐腐蝕性能及耐久性、施工便捷等優點，使得這種加固方法迅速得到了廣泛的應用。但是，隨著CFRP在加固領域發揮重要作用的同時，工程師和研究人員發現現有的CFRP加固鋼結構的技術存在著不足首先，利用CFRP加固鋼結構受彎構件時，CFRP高強度的特點僅在鋼梁屈服后才得以充分發揮，而在鋼梁屈服前，CFRP所起的作用有限。因此，它對提高被加固構件的屈服荷載的作用不是十分明顯，對受彎構件在正常使用階段的性能的改善也有限；其次，結構加固往往不僅要求提高承載力，還需要提高剛度，而CFRP的材性決定了普通的工藝無法進行經濟效益較好的剛度加固。
上述缺陷在相當程度上限制了碳纖維增強塑料在加固領域中的進一步應用。
發明內容
為了解決目前現有技術中存在的問題，本發明提供了一種新的用碳纖維增強塑料對鋼梁進行加固的方法，該方法既可有效利用CFRP、又可明顯提高鋼梁承載力和剛度。
本發明提供的技術方案是一種加固鋼梁的方法，主要采用固定端錨具、張拉端錨具、碳纖維增強塑料，按如下步驟對鋼梁進行加固首先將鋼梁受拉面打磨平整并清洗，然后在受拉面涂上纖維粘結劑，同時將碳纖維增強塑料通過固定端錨具固定在鋼梁的一端，再通過張拉工具在鋼梁的另一端均勻張拉碳纖維增強塑料，最后用張拉端錨具固定張拉端的碳纖維增強塑料，并用已經涂好的纖維粘結劑將碳纖維增強塑料粘貼在鋼梁的受拉面。上述固定端錨具以及張拉端錨具均采用焊接固定在鋼梁的兩端。
上述被張拉的碳纖維增強塑料通過錨具固定以及纖維粘結劑粘貼與鋼梁形成一體，共同工作。纖維粘結劑主要選自于漫漬樹脂。
其中固定端錨具以及張拉端錨具均采用焊接方式固定在鋼梁的兩端。
由上述技術方案可知，本發明對CFRP施加了預應力，鋼梁在承受荷載之前CFRP就已經發揮了相當的強度，因此既能有效地利用CFRP的高強度，又能使鋼梁的承載力和剛度有明顯提高，而且，對CFRP的利用程度也要遠遠超過普通CFRP。
圖1為本發明的平面示意圖；圖2為圖1的I-I剖面圖。
具體實施例方式
如圖1、圖2所示，本發明主要采用了固定端錨具1、張拉端錨具2和碳纖維增強塑料4對鋼梁3進行加固，加固施工步驟為首先將鋼梁3受拉面打磨平整并清洗，然后在受拉面涂上纖維粘結劑5，同時將碳纖維增強塑料4通過固定端錨具1固定在鋼梁3的一端，再通過張拉工具在鋼梁3的另一端均勻張拉碳纖維增強塑料4，最后用張拉端錨具2固定張拉端的碳纖維增強塑料4，并用已經涂好的纖維粘結劑5將碳纖維增強塑料4粘貼在鋼梁3的受拉面；這樣被張拉的碳纖維增強塑料4便通過錨具固定以及纖維粘結劑粘貼與鋼梁3形成一體，共同工作，達到加固鋼梁3的目的。固定端錨具1以及張拉端錨具2均可采用焊接方式固定在鋼梁3的兩端；纖維粘結劑5可主要選自于漫漬樹脂(SaturatingResin)。
權利要求
1.一種加固鋼梁的方法，其特征是主要采用固定端錨具、張拉端錨具、碳纖維增強塑料，按如下步驟對鋼梁進行加固首先將鋼梁受拉面打磨平整并清洗，然后在受拉面涂上纖維粘結劑，同時將碳纖維增強塑料通過固定端錨具固定在鋼梁的一端，再通過張拉工具在鋼梁的另一端均勻張拉碳纖維增強塑料，最后用張拉端錨具固定張拉端的碳纖維增強塑料，并用已經涂好的纖維粘結劑將碳纖維增強塑料粘貼在鋼梁的受拉面。
2.根據權利要求1所述的加固鋼梁的方法，其特征是被張拉的碳纖維增強塑料通過錨具固定以及纖維粘結劑粘貼與鋼梁形成一體，共同工作。
3.根據權利要求1或2所述的加固鋼梁的方法，其特征是固定端錨具以及張拉端錨具均采用焊接方式固定在鋼梁的兩端。
4.根據權利要求1所述的加固鋼梁的方法，其特征是所用的纖維粘結劑主要選自于漫漬樹脂(Saturating Resin)。
全文摘要
本發明提供了一種加固鋼梁的方法，該方法主要采用固定端錨具、張拉端錨具、碳纖維增強塑料，按如下步驟對鋼梁進行加固首先將鋼梁受拉面打磨平整并清洗，然后在受拉面涂上纖維粘結劑，同時將碳纖維增強塑料通過固定端錨具固定在鋼梁的一端，再通過張拉工具在鋼梁的另一端均勻張拉碳纖維增強塑料，最后用張拉端錨具固定張拉端的碳纖維增強塑料，并用已經涂好的纖維粘結劑將碳纖維增強塑料粘貼在鋼梁的受拉面。這種方法對碳纖維增強塑料施加了預應力，既可有效利用CFRP、又可明顯提高鋼梁承載力和剛度。
文檔編號E04G21/12GK1743626SQ20051001918
公開日2006年3月8日 申請日期2005年7月29日 優先權日2005年7月29日
發明者盧亦焱, 吳濤, 張號軍, 劉素麗, 黃銀燊, 劉蘭 申請人:武漢大學