一种环境作用下HB-FRP加固梁锚固监测装置及二次加固方法与流程

本发明涉及混凝土梁加固领域，尤其涉及一种环境作用下hb-frp加固梁锚固监测装置及二次加固方法。

背景技术：

1、hb-frp(hybrid bonding frp)加固是有效的锚固法方案，其结合了frp外贴法和机械锚固法，通过机械锚固件施加稳定的正压力，能够有效抑制frp与混凝土粘结界面的剥离，提高frp的使用效率，增强结构的承载能力。尽管hb-frp加固技术具备良好的加固功效，但其在环境侵蚀下加速了锚固作用的衰减，长期耐久性不足，不能发挥既定的加固效果。

2、锚固作用是hb-frp加固发挥的关键，但是目前研究和工程人员仅关注了其对加固效果的提升，忽视了其存在的锚固劣化问题，对于其环境侵蚀下存在的锚固作用衰减问题重视不够，对于锚固作用衰减尚无有效的模型，无法量化其衰减后剩余量的大小；也没有有效的监测装置，无法对环境侵蚀下锚固作用的衰减实施有效监测，不能对后续加固工程进行指导；不仅如此，对于粘贴frp加固梁存在的失效问题，仅能采用清除原加固、进行新加固的方式，无法对原有加固措施进行二次利用，造成了材料的浪费和重复加固引起的交通限制等间接损失。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种环境作用下hb-frp加固梁锚固监测装置及二次加固方法，构建了锚压衰减模型，该模型考虑了氯盐侵蚀、环境温度、湿度、时间松弛等对锚固作用的影响，实现了对环境作用影响锚固作用衰减的监测，并能够预测二次加固时机。

2、为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

3、第一方面，本发明的实施例提供了一种环境作用下hb-frp加固梁锚固监测装置，包括：

4、数据监测模块，用于获取环境参数和锚固压力数据；

5、数据分析模块，用于基于环境参数结合环境参数的时间效应和时间松弛效应的影响，建立锚压衰减模型，并对锚压衰减模型实时修正，以预测二次加固时机。

6、作为进一步的实现方式，所述环境参数包括氯盐浓度、环境温度、环境湿度。

7、作为进一步的实现方式，所述锚压衰减模型表示为：

8、fl＝f(αt,αs,αt,αh)f0；

9、其中，fl为损失后的锚固压力，f0为初始状态的锚固压力，f(αt,αs,αt,αh)为考虑环境参数的时间效应和锚压时间松弛效应的锚压衰减函数，其中αt,αs,αt,αh依次为环境影响参数氯盐侵蚀、环境温度、湿度和时间松弛。

10、作为进一步的实现方式，对各影响参数的权重进行量化，得到考虑多参数权重的总结评价模型：

11、fl＝f(k1αt,k2αs,k3αt,k4αh)f0；

12、其中，k1～k4表示权重。

13、作为进一步的实现方式，根据预先设定的锚压衰减阈值，并基于总结评价模型对二次加固时机进行预测。

14、作为进一步的实现方式，所述数据监测模块包括锚压传感器、环境监测传感器，锚压传感器、环境监测传感器分别连接数据采集仪。

15、作为进一步的实现方式，还包括数据接收模块、数据存储模块，所述数据接收模块用于接收数据监测模块获取的数据，并将数据传输至数据存储模块进行存储。

16、第二方面，本发明的实施例还提供了一种环境作用下hb-frp加固梁二次加固方法，利用所述的监测装置，包括：

17、将数据监测模块安装于hb-frp加固位置，通过数据监测模块采集环境参数和锚固压力变化，并通过数据分析模块对监测数据进行实时处理，得到锚压衰减模型；

18、通过对锚压衰减模型中各个影响参数的权重进行量化，得到综合评价模型；根据设定的锚压衰减阈值和综合评价模型预测二次加固时机；

19、基于锚压衰减模型和锚固压力实时监测结果，对达到锚压衰减阈值的情况进行报警和上报，并通过可视化平台显示。

20、作为进一步的实现方式，首先将frp复合材料粘贴于待加固混凝土结构表面，在锚固位置预埋锚栓。

21、作为进一步的实现方式，将锚压传感器设置于锚固螺母和钢板之间，钢板位于frp复合材料上侧；环境监测传感器设于钢板上侧。

22、本发明的有益效果如下：

23、(1)本发明构建了锚压衰减模型，该模型考虑了氯盐侵蚀、环境温度、湿度、时间松弛等对锚固作用的影响，实现了对环境作用影响锚固作用衰减的监测；在已有锚固结构上安装监测装置即可，操作方便。

24、(2)本发明通过对锚压衰减模型中各个影响参数的权重进行量化，得到考虑多参数权重的总结评价模型，通过总结评价模型以及设定的锚压衰减阈值，能够对二次加固时机进行预测，提高加固梁的安全性能，保证对混凝土结构的长期、稳定加固。

技术特征：

1.一种环境作用下hb-frp加固梁锚固监测装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种环境作用下hb-frp加固梁锚固监测装置，其特征在于，所述环境参数包括氯盐浓度、环境温度、环境湿度。

3.根据权利要求1所述的一种环境作用下hb-frp加固梁锚固监测装置，其特征在于，所述锚压衰减模型表示为：

4.根据权利要求3所述的一种环境作用下hb-frp加固梁锚固监测装置，其特征在于，对各影响参数的权重进行量化，得到考虑多参数权重的总结评价模型：

5.根据权利要求4所述的一种环境作用下hb-frp加固梁锚固监测装置，其特征在于，根据预先设定的锚压衰减阈值，并基于总结评价模型对二次加固时机进行预测。

6.根据权利要求1所述的一种环境作用下hb-frp加固梁锚固监测装置，其特征在于，所述数据监测模块包括锚压传感器、环境监测传感器，锚压传感器、环境监测传感器分别连接数据采集仪。

7.根据权利要求1所述的一种环境作用下hb-frp加固梁锚固监测装置，其特征在于，还包括数据接收模块、数据存储模块，所述数据接收模块用于接收数据监测模块获取的数据，并将数据传输至数据存储模块进行存储。

8.一种环境作用下hb-frp加固梁二次加固方法，其特征在于，利用如权利要求1-7任一所述的监测装置，包括：

9.根据权利要求8所述的一种环境作用下hb-frp加固梁二次加固方法，其特征在于，首先将frp复合材料粘贴于待加固混凝土结构表面，在锚固位置预埋锚栓。

10.根据权利要求9所述的一种环境作用下hb-frp加固梁二次加固方法，其特征在于，将锚压传感器设置于锚固螺母和钢板之间，钢板位于frp复合材料上侧；环境监测传感器设于钢板上侧。

技术总结
本发明公开了一种环境作用下HB‑FRP加固梁锚固监测装置及二次加固方法，涉及混凝土梁加固领域，包括：数据监测模块、数据分析模块，数据监测模块用于获取环境参数和锚固压力数据；数据分析模块用于基于环境参数结合环境参数的时间效应和时间松弛效应的影响，建立锚压衰减模型，并对锚压衰减模型实时修正，以预测二次加固时机。本发明构建了锚压衰减模型，该模型考虑了氯盐侵蚀、环境温度、湿度、时间松弛等对锚固作用的影响，实现了对环境作用影响锚固作用衰减的监测，并能够预测二次加固时机。

技术研发人员：徐庆超,高磊,杜洋,辛公锋,黄飞衡,张峰
受保护的技术使用者：山东高速建设管理集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15