1.本发明涉及用于土木工程中结构构件的环向增强或加固技术，具体是一种环向预应力张拉增强或加固装置，同时涉及构件的环向预应力张拉增强或加固方法。
背景技术：2.桥梁工程结构由于车辆超载、环境侵蚀、材料老化等原因致使其可以承受的载荷发生变化，自然灾害及突发事件更是导致承载力不足、开裂等使桥梁存在着安全隐患，因此要对承重结构进行加固修复，特别是对桥梁的索塔、以及墩柱、盖梁和桥台等大型建筑构件的环向加固，是消除构件开裂及变形等安全隐患或进行抗震加固的措施。此外，对于大型筒仓及管道等空腔柱形构件，内压过大也是造成构件变形的安全隐患，也需要进行环向加固以达到部分或全部消除荷载内压产生的环向拉应力。
3.现有技术中对构件的环向加固方法以加固受力形式分为被动加固和主动加固，其中碳纤维布粘贴加固技术属于被动加固范畴。在主动加固中，cn108843038a专利公开的“一种预应力纤维布加固装置及施工方法”，该专利是对纤维布进行预应力张拉，但是纤维布的张拉容易出现受力不均匀导致的断丝、脱丝等现象，且张拉力和伸长量没有线性相关性以致于张拉效果难于控制，所以在实际工程中纤维布不适宜用于主动加固(即预应力张拉)，常见于被动加固(即普通粘贴加固)。此外，该方法在纤维布张拉完成之后进行树脂浸渍，在纤维布绷紧状态下浸渍效果很难控制；且张拉后的纤维布与加固构件表面紧密接触，浸渍胶很难浸入两者之间，难于形成粘贴状态。
4.事实上，碳纤维板更适合用于主动加固，其原因在于碳纤维板是利用拉挤成型的工艺工厂化制作而成，材料的均匀性、强度、耐久性等性能远远高于在施工现场浸渍成型的纤维布，所以在工程中，预应力碳纤维板加固技术比较普遍，而预应力纤维布仅停留在实验室阶段，很少用于工程实际。
技术实现要素：5.为了克服现有技术存在的上述不足，特别是纤维布不适合预应力张拉且浸渍困难的痛点，本发明的目的在于提供一种采用碳纤维板的环向预应力张拉增强或加固装置。
6.本发明的另一目的是提供一种对构件进行环向预应力张拉增强或加固的方法。
7.为实现上述目的一而采用的技术方案：即一种环向预应力张拉增强或加固装置，包括碳纤维板或碳纤维板组，其特征在于：在碳纤维板两端或碳纤维板组两端安装锚具，由至少一个碳纤维板或碳纤维板组通过预应力张拉保持架连接构成环向结构ⅰ；或由两相邻带连接机构的锚具通过连接机构的连接构成环向结构ⅱ；所述碳纤维板组由至少两个碳纤维板层叠后构成。
8.进一步地，所述的一种环向预应力张拉增强或加固装置，其特征在于：由两个碳纤维板或碳纤维板组通过相邻锚具之间的预应力张拉保持架连接构成环向结构ⅰ；或由两相邻带连接机构的锚具通过连接机构的连接构成环向结构ⅱ。
9.更进一步地，所述环向结构ⅰ还包括可拆装的预应力张拉辅助机构和空心框，其中预应力张拉辅助机构为穿心式千斤顶及穿心式压力传感器；预应力张拉时，预应力张拉保持架上下张拉螺杆的预应力张拉端穿过空心框使锁紧螺母位于其内，再穿过穿心式千斤顶及穿心式压力传感器，由张拉端螺母定位；预应力张拉完毕，锁紧螺母定位后，拆除预应力张拉辅助机构和空心框。
10.所述环向结构ⅱ还包括可拆装的预应力张拉保持架及预应力张拉辅助机构；预应力张拉辅助机构为穿心式千斤顶及穿心式压力传感器；预应力张拉时，预应力张拉保持架上、下张拉螺杆的预应力张拉端穿过穿心式千斤顶及穿心式压力传感器由张拉端螺母定位；预应力张拉完毕，相邻锚具通过连接机构的连接后，拆除预应力张拉保持架及预应力张拉辅助机构。
11.为实现上述目的二而采用的技术方案：即一种环向预应力张拉增强或加固的方法，其特征在于，包括以下步骤：
12.s1：根据设计张拉值p要求，按照单层碳纤维板截面计算公式，选取碳纤维板规格，包括得出碳纤维板截面尺寸b
×
h，其中b—碳纤维板截面宽度，h—碳纤维板截面厚度；
13.s2：按单条碳纤维板下料长度计算公式选取碳纤维板下料长度l，然后用锚具夹持碳纤维板两端；
14.s3：将环向结构安装在构件外表面；
15.s4：严格按照张拉设计值p顶升千斤顶，完成碳纤维板预应力张拉；
16.s5：在张拉后用锁紧螺母或销轴实现锚固；
17.s6；拆除预应力张拉辅助机构或预应力张拉保持架。
18.进一步地，所述被增强或加固构件为柱、筒或管状体，包括桥墩、盖梁、墩柱、索塔、大型筒仓及管道。
19.与现有技术方案相比，本发明产生的积极效果是非常显著的：
20.1、碳纤维板均匀性更好，强度更高，在主动加固技术中远远优于纤维布，更能发挥碳纤维的优异性能；
21.2、和常规直线预应力碳纤维板加固技术相比，无需在构件上钻孔植筋，安装锚固座，大幅节省施工材料，并极大缩短了施工时间；
22.3、装置尺寸小巧，不占用空间，可实现多层或多个环向预应力张拉增强或加固；
23.4、环向增强或加固施工方便，无需大型机械设备协助；
24.5、具有可更换性，可在原有位置重复性增强或加固；
25.6、无需预留孔道，解决了预应力钢绞线在注浆施工时的施工质量问题；
26.7、适用面广，桥梁承重构件中的墩柱、盖梁、索塔等以及建筑结构中的柱式承重构件均可采用该环向预应力张拉结构进行碳纤维板增强或加固；
27.8、可对碳纤维板施加预加力，进而使碳纤维板在张紧状态下张拉，应力转换效率高，可在张拉前进行涂胶使碳纤维板与被加固构件形成一体，最大程度的减少预应力损失。改善了外贴碳纤维布材料强度不能充分发挥的问题，解决了其它碳纤维材料的环向张拉加固装置预张拉力值偏低的问题。
附图说明
28.图1为本发明为本发明环向结构ⅰ的结构示意图；
29.图2a、图2b为本发明环向结构ⅰ连接部位的局部示意图；
30.图3为本发明环向结构ⅰ的张拉状态示意图；
31.图4为本发明环向结构ⅰ张拉状态连接部位的局部示意图；
32.图5为本发明环向结构
ⅱ‑
a的结构示意图；
33.图6a、图6b为本发明环向结构
ⅱ‑
a连接部位的局部示意图；
34.图7为本发明环向结构
ⅱ‑
a的张拉状态示意图；
35.图8为本发明环向结构
ⅱ‑
a张拉状态连接部位的局部示意图；
36.图9为本发明环向结构
ⅱ‑
b的结构示意图；
37.图10a、图10b为本发明环向结构
ⅱ‑
b的局部示意图；
38.图11为本发明环向结构
ⅱ‑
b的张拉状态示意图；
39.图12为本发明环向结构
ⅱ‑
b连接部位的局部示意图；
40.图13为本发明环向结构ⅰ中的空心框的结构示意图；
41.图14为本发明环向结构ⅰ、ⅱ中月牙板的结构示意图；
42.图15为采用本发明环向结构ⅰ增强索塔的整体示意图；
43.图16为采用本发明环向结构ⅰ增强索塔的局部示意图；
44.图17为采用本发明环向结构
ⅱ‑
a加固花瓶墩的整体示意图；
45.图18为采用本发明环向结构
ⅱ‑
a加固花瓶墩的局部示意图；
46.图19为加固花瓶墩的所用的转向装置示意图；
47.图20为加固花瓶墩的俯视示意图；
48.图21为花瓶墩受压的有限元计算应力云图。
49.附图中：1—锚具，2—月牙板，3—空心框，4—张拉螺杆，5—穿心式千斤顶，6—穿心式压力传感器，7—碳纤维板，8—销轴，9—连接钢板，10—花瓶墩，11—销轴孔，12—转向装置，13—锁紧螺母，14—张拉端螺母，15—固定端螺母，16—索塔。
具体实施方式
50.本发明的技术方案可以通过附图给出的非限定性的实施例进一步说明。
51.本发明提供的环向预应力张拉增强或加固装置包括碳纤维板或碳纤维板组，在碳纤维板两端或碳纤维板组两端安装锚具，由至少一个碳纤维板或碳纤维板组通过预应力张拉保持架连接构成环向结构ⅰ；或由两相邻带连接机构的锚具通过连接机构的连接构成环向结构ⅱ；所述碳纤维板组由至少两个碳纤维板层叠后构成。
52.参见附图1-附图4中的环向预应力张拉增强或加固装置由两个碳纤维板7或碳纤维板组通过相邻锚具1之间的预应力张拉保持架连接构成环向结构ⅰ；附图5-附图12中的环向预应力张拉增强或加固装置由两相邻带连接机构的锚具通过连接机构的连接构成环向结构ⅱ。
53.进一步地，附图1-附图4所示的环向结构ⅰ中、所述锚具1不带耳板及其它连接机构。所述环向结构ⅰ的相邻锚具之间通过预应力张拉保持架连接。
54.进一步地，所述环向结构ⅰ的预应力张拉保持架包括设置在两相邻锚具前端的月
牙板2，上、下张拉螺杆4；其中上下张拉螺杆分别穿过两月牙板上下水平设置的通孔，一端通过固定端螺母15定位，另一端为预应力张拉端，在预应力张拉完成后通过锁紧螺母13定位。
55.更进一步地，所述环向结构ⅰ还包括可拆装的预应力张拉辅助机构和空心框3，其中预应力张拉辅助机构为穿心式千斤顶5及穿心式压力传感器6；预应力张拉时，预应力张拉保持架上下张拉螺杆4的预应力张拉端穿过空心框3使锁紧螺母13位于其内，再穿过穿心式千斤顶5及穿心式压力传感器6，由张拉端螺母14定位；预应力张拉完毕，锁紧螺母13定位后，拆除预应力张拉辅助机构和空心框。显然，在对环向结构ⅰ施加力时，穿心式千斤顶5是顶在空心框3上的，穿心式千斤顶5加力完成后，在空心框内定位锁紧螺母13后再拆装的预应力张拉辅助机构和空心框3。
56.参见附图5-附图12：在由两相邻带连接机构的锚具通过连接机构的连接构成环向结构ⅱ中，所述带连接机构的锚具为带耳板的锚具。由于耳板连接有两种结构形式，所述环向结构ⅱ的两种形式为环向结构
ⅱ‑
a和环向结构
ⅱ‑
b。
57.参见附图5-附图8，在环向结构
ⅱ‑
a中，锚具所带的连接机构包括两相邻锚具的后端设置的耳板，其中一锚具的后端具有带销轴孔11的双耳板，另一锚具的后端具有带销轴孔的单耳板，所述单耳板插入双耳板之间且所有的销轴孔对齐后，穿入销轴进行连接。
58.参见附图9-12，锚具之间的连接机构包括两锚具的后端各具有的带销轴孔的双耳板，由双孔连接钢板9插入所述双耳板之间且双孔连接钢板上的双孔与耳板上的销轴孔对齐后，穿入销轴连接构成。
59.更进一步地，所述环向结构ⅱ还包括可拆装的预应力张拉保持架及预应力张拉辅助机构；其中预应力张拉保持架包括用于设置在两相邻锚具前端的月牙板2，上、下张拉螺杆4；其中上下张拉螺杆分别穿过两月牙板上下水平设置的通孔，其一端通过固定端螺母15定位，另一端为预应力张拉端；预应力张拉辅助机构为穿心式千斤顶5及穿心式压力传感器6；预应力张拉时，预应力张拉保持架上、下张拉螺杆4的预应力张拉端穿过穿心式千斤顶5及穿心式压力传感器6由张拉端螺母14定位；预应力张拉完毕，相邻锚具通过连接机构的连接后，拆除预应力张拉保持架及预应力张拉辅助机构。与环向结构ⅰ不同的是，对环向结构ⅱ施加力时，穿心式千斤顶5是顶在月牙板2的外侧的，穿心式千斤顶5加力完成后，将相邻锚具之间的耳板连接后，再拆装预应力张拉保持架及预应力张拉辅助机构。
60.参见附图13，空心框3左右对称设置通孔，所述通孔的孔径大于锁紧螺母13的对角长度，先在张拉螺杆4上拧入锁紧螺母13，然后再穿入空心框3，使锁紧螺母13位于空心框3中。再依次插入穿心式千斤顶5及穿心式压力传感器6；预应力张拉完成后，在空心框3内旋转锁紧螺母13，使预应力张拉保持架之间的距离固定，实现预应力锁紧。
61.参见附图14，所述月牙板2为可拆卸结构：由两夹板通过螺栓螺母固定为一体，其中在月牙板的中部具有碳纤维板7或碳纤维板组穿过的条孔。
62.进一步地，参见附图2b、附图6b和附图10b，本发明锚具选自波形齿锚具、平板锚具、楔形锚具，或其它锚具。
63.更进一步地，装置还包括用于消除加固构件棱角对碳纤维板弯折影响的转向装置12，所述转向装置位于在环向结构ⅰ或环向结构ⅱ的转向部位的碳纤维板或碳纤维板组与加固构件之间。
64.参见附图19，所述转向装置12针对于带棱角构件，材料为钢材，外表面具有弧面用于弥补构件表面存在的棱角。对于不同带棱角构件，对应的倒角设置、装置尺寸均有不同。该装置的安装是通过在构件上钻孔、植入的带螺纹钢筋后，与装置上的预留螺栓孔对接。若构件截面为圆形或四角带有圆弧倒角，且圆弧半径大于等于200mm，则无需此装置；若构件四角为棱角或圆弧半径小于200mm，则需要对构件安装用于碳纤维板弯曲转向的转向装置，与其环向预应力张拉增强或加固装置配合使用。
65.本发明所述的一种环向预应力张拉增强或加固的方法，步骤如下：
66.s1：根据设计张拉值p要求，按照单层碳纤维板截面计算公式，选取碳纤维板规格，包括得出碳纤维板截面尺寸b
×
h，其中b—碳纤维板截面宽度，h—碳纤维板截面厚度；
67.s2：按单条碳纤维板下料长度计算公式选取碳纤维板下料长度l，然后用锚具夹持碳纤维板两端；
68.s3：将环向结构安装在构件外表面；对于构件来说，在环向结构安装前可进行预处理，预处理可以是固定转向装置或是打磨、清洁构件棱角及表面；
69.s4：严格按照张拉设计值p顶升千斤顶，完成碳纤维板预应力张拉；
70.s5：在张拉后用锁紧螺母或销轴实现锚固；
71.s6；拆除预应力张拉辅助机构或预应力张拉保持架。
72.参见附图15、附图16，本发明方法的一个非限定性实施例，以新建结构的索塔16为增强对象，对其进行增强，增强方案采用三圈五层碳纤维板环向增强，即每圈每一侧使用五条碳纤维板夹持在锚具上。选用厚度及宽度尺寸为3.0mm
×
50mm的碳纤维板。具体如下：
73.采用碳纤维板组通过相邻无耳板锚具之间的预应力张拉保持架连接构成环向结构ⅰ的装置，包括十二个无耳板锚具1、十二个月压板2、十二个空心框3、十二根张拉螺杆4和配套螺母(包括张拉端螺母14、锁紧螺母13和固定螺母15)、十二个穿心式千斤顶5、十二个穿心式压力传感器6和三十条碳纤维板7构成六条碳纤维板组。其中月牙板2与锚具1的接触端呈凹凸互补的弧形。附图15和附图16中锚具1为波形齿锚具，但锚具的使用可以为波形齿锚具、平板锚具、楔形锚具或其它锚具。
74.参见附图17、附图18，本发明方法的一个非限定性实施例，以既有结构的花瓶墩10为加固对象，对其进行加固，加固方案采用双圈六层碳纤维板环向加固，即每圈每一侧使用六条碳纤维板夹持在锚具上。选用厚度及宽度尺寸为2.0mm
×
50mm的碳纤维板。具体如下：
75.采用两个有耳板锚具的连接机构连接构成环向结构ⅱ的装置，包括四个单耳板锚具1、四个双耳板锚具1、八个月压板2、八根张拉螺杆4和配套螺母(包括张拉端螺母14和固定螺母15)、八个穿心式千斤顶5、八个穿心式压力传感器6和二十四条碳纤维板7构成四条碳纤维板组。其中月牙板2与锚具1的接触端呈凹凸互补的弧形。附图17和附图18中锚具1为平板锚具，但锚具的使用可以为波形齿锚具、平板锚具、楔形锚具或其它锚具。
76.索塔增强实施步骤(以环向结构ⅰ的装置为说明)：
77.索塔的四角均带有圆弧且圆弧半径大于200mm，无需安装转向装置。
78.步骤1、计算预应力需求：根据欲实施索塔16的构件的尺寸，计算预应力需求；根据预应力需求，计算出需要共计三十条碳纤维板7；
79.步骤2、计算下料长度：量取索塔16的周长尺寸，考虑预留间隙等因素，得到单条碳纤维板7的计算长度，然后根据张拉设计值算出该条碳纤维板7的预应变，将预应变乘以碳
纤维板7的计算长度得到伸长量，用该条碳纤维板7的计算长度减去伸长量即可得到最大下料长度。根据最大下料长度裁剪碳纤维板7。本实施例中需裁剪碳纤维板7长8230mm；
80.步骤3、碳纤维板组安装：每个碳纤维板组由五条碳纤维板7层叠而成，在碳纤维板组两端安装锚具1；再将月牙板2安装在锚具1前端；
81.步骤4、涂胶：将环氧树脂胶涂抹在碳纤维板组粘贴表面和构件粘贴部位；
82.步骤5、环向结构安装：将安装好的两条碳纤维板组环绕在索塔16外表面上，安装预应力张拉保持架，包括将上下张拉螺杆4平行穿插在月牙板2上，一端拧紧固定端螺母15；在另一端先将锁紧螺母13拧入，再将空心框3套入，使锁紧螺母13位于空心框3中。完成此操作后，插入穿心式千斤顶5和穿心式压力传感器6，最后拧上张拉端螺母14，形成预应力张拉保持架整体；
83.步骤6、张拉：拧紧张拉螺杆4两端螺母，实施张拉，张拉通过分流阀来控制四个穿心式千斤顶5的同步顶升，在张拉时必须保证碳纤维板7处于同一水平高度；并且月牙板2和锚具1的接触边必须充分吻合，避免出现偏扭张拉；接着开始张拉，根据穿心式压力传感器6的显示读数逐步张拉到设计值；
84.步骤7、锚固：通过拧紧空心框3中的锁紧螺母13到月牙板2外表面处，实现预应力锁紧；
85.步骤8、拆除预应力张拉辅助机构和空心框：空心框3中的锁紧螺母13拧紧卡死后，拧出张拉端螺母14，从预应力张拉端取出穿心式压力传感器6、穿心式千斤顶5和空心框3；
86.步骤9、重复上述步骤，即可完成第二道及第三道碳纤维板组环向张拉增强。
87.显然，上述方法具有如下有益效果：
88.1、该技术操作方便。
89.2、该装置具有可更换性，施工出现差错后，可重新在原有位置增强。
90.3、该技术增强效果好，极大的抵消或平衡了索塔受斜拉索传来的斜拉力引起的过大拉应力。
91.花瓶墩加固实施步骤(以环向结构ⅱ的装置为说明)
92.花瓶墩的四角均为棱角，需安装转向装置。
93.步骤1、安装转向装置：在花瓶墩10所需加固水平面处，对花瓶墩10进行钻孔、植筋。并将转向装置12通过螺栓连接安装在花瓶墩10外表面；
94.步骤2、计算预应力需求：根据欲实施花瓶墩10的构件的尺寸，计算预应力需求；根据预应力需求，计算出需要共计二十四条碳纤维板7；
95.步骤3、计算下料长度：量取花瓶墩10的周长尺寸，考虑预留间隙等因素，得到单条碳纤维板7的计算长度，然后根据张拉设计值算出该条碳纤维板7的预应变，将预应变乘以碳纤维板7的计算长度得到伸长量，用该条碳纤维板7的计算长度减去伸长量即可得到最大下料长度。根据最大下料长度裁剪碳纤维板7。本实施例中需裁剪碳纤维板长1935mm；
96.步骤4、碳纤维板组安装：每个碳纤维板组由六条碳纤维板7层叠而成，在碳纤维板组两端安装锚具1；再将月牙板2安装在锚具1前端；
97.步骤5、涂胶：将环氧树脂涂抹在碳纤维板组粘贴表面、花瓶墩及转向装置的粘贴部位；
98.步骤6、环向结构安装：将安装好的两条碳纤维板组环绕在转向装置12和花瓶墩10
上，安装预应力张拉保持架，包括将上下张拉螺杆4平行穿插在月牙板2上，一端拧紧固定端螺母15；在另一端插入穿心式千斤顶5和穿心式压力传感器6，最后拧上张拉端螺母14，形成预应力张拉保持架整体；
99.步骤7、张拉：拧紧张拉螺杆4两端螺母，实施张拉，张拉通过分流阀来控制四个穿心式千斤顶5的同步顶升，在张拉时必须保证碳纤维板7处于同一水平高度；并且月牙板2和锚具1的接触边必须充分吻合，避免出现偏扭张拉；接着开始张拉，根据穿心式压力传感器6的显示读数逐步张拉到设计值；
100.步骤8、锚固：通过两有耳板锚具1的连接机构连接两耳板锚具1而实现预应力的锁住，即单耳插入双耳之间且所有的销轴孔11对齐后，穿入销轴8进行连接。
101.步骤9、拆除预应力张拉辅助机构：拧出张拉端螺母14，从预应力张拉端取出穿心式压力传感器6、穿心式千斤顶5；
102.步骤10、拆除预应力张拉保持架：在预应力张拉辅助机构取出后，然后拧出固定端螺母15，取出张拉螺杆4，最后拧出月牙板2上的螺栓，拆除月牙板2；
103.步骤11、重复上述步骤，即可完成第二道碳纤维板组环向张拉。
104.显然，上述方法具有如下有益效果：
105.1、该技术使用的工具可循环反复使用，性价比高。
106.2、该装置具有可更换性，施工出现差错后，可重新在原有位置加固。
107.3、该技术加固效果好，极大的抑制了花瓶墩墩顶竖向裂缝的开展。
108.碳纤维板截面及长度理论计算方法
109.单层碳纤维板截面计算公式：
110.单条碳纤维板下料长度计算公式：l≤l3‑△
，
111.式中p—张拉设计值，k—安全系数，b—碳纤维板截面宽度，h—碳纤维板截面厚度，σ
max
—碳纤维板抗拉强度，n—锚具夹持碳纤维板层数，q—碳纤维板加固圈数，l—碳纤维板下料长度，l1—构件表面周长，
△
—碳纤维板伸长量，l2—两相邻锚具预留的距离，l3—碳纤维板计算长度，n—张拉端数量，e—碳纤维板弹性模量。
112.具体实施例中计算如下：
113.1.根据已知条件，由有限元软件计算出该花瓶墩受压下的最大拉应力为3.0mpa超过c40混凝土抗拉强度标准值2.40mpa，并由有限元计算出需要达到消压的张拉设计值p＝104.57t；
114.2.初步拟定层数n选取六层、圈数q为两圈的加固方案，碳纤维板的抗拉强度σ
max
按2400mpa考虑，安全系数取0.5，则由张拉设计值p与碳纤维板截面的计算公式得：
[0115][0116]
那么碳纤维板选取50mm
×
2.0mm＝100mm2＞72.62mm2的规格，每圈碳纤维板组能够提供60t横向约束力，双圈六层碳纤维板组产生的横向合力为120t＞104.57t，满足加固要求。
[0117]
3.量出花瓶墩的外表面周长l1为，张拉方式采用两端张拉，即n＝2。两锚具的预留距离l2为100mm，根据单条碳纤维板下料长度计算公式，得
[0118][0119][0120]
l≤l3‑△
＝1956-20.66＝1935.34mm，则单条碳纤维板的下料长度选取为1935mm。
[0121]
上述的实施方案是为了帮助理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。
技术特征：1.一种环向预应力张拉增强或加固装置，包括碳纤维板或碳纤维板组，其特征在于：在碳纤维板两端或碳纤维板组两端安装锚具，由至少一个碳纤维板或碳纤维板组通过预应力张拉保持架连接构成环向结构ⅰ；或由两相邻带连接机构的锚具通过连接机构的连接构成环向结构ⅱ；所述碳纤维板组由至少两个碳纤维板层叠后构成。2.根据权利要求1所述的一种环向预应力张拉增强或加固装置，其特征在于：由两个碳纤维板或碳纤维板组通过相邻锚具之间的预应力张拉保持架连接构成环向结构ⅰ；或由两相邻带连接机构的锚具通过连接机构的连接构成环向结构ⅱ。3.根据权利要求1或2所述的一种环向预应力张拉增强或加固装置，其特征在于：所述环向结构ⅰ的预应力张拉保持架包括设置在两相邻锚具前端的月牙板(2)，上、下张拉螺杆(4)；其中上下张拉螺杆分别穿过两月牙板上下水平设置的通孔，一端通过固定端螺母(15)定位，另一端为预应力张拉端，在预应力张拉完成后通过锁紧螺母(13)定位。4.根据权利要求1或2所述的一种环向预应力张拉增强或加固装置，其特征在于：由两相邻带连接机构的锚具通过连接机构的连接构成环向结构ⅱ的连接机构包括两相邻锚具的后端设置的耳板，其中一锚具的后端具有带销轴孔的双耳板，另一锚具的后端具有带销轴孔的单耳板，所述单耳板插入双耳板之间且所有的销轴孔对齐后，穿入销轴进行连接；或锚具之间的连接机构包括两锚具的后端各具有的带销轴孔的双耳板，由双孔连接钢板(9)插入所述双耳板之间且双孔连接钢板上的双孔与耳板上的销轴孔对齐后，穿入销轴连接构成。5.根据权利要求3所述的一种环向预应力张拉增强或加固装置，其特征在于：所述环向结构ⅰ还包括可拆装的预应力张拉辅助机构和空心框，其中预应力张拉辅助机构为穿心式千斤顶及穿心式压力传感器；预应力张拉时，预应力张拉保持架上下张拉螺杆(4)的预应力张拉端穿过空心框(3)使锁紧螺母(13)位于其内，再穿过穿心式千斤顶(5)及穿心式压力传感器(6)，由张拉端螺母(14)定位；预应力张拉完毕，锁紧螺母(13)定位后，拆除预应力张拉辅助机构和空心框。6.根据权利要求1或2所述的一种环向预应力张拉增强或加固装置，其特征在于：所述环向结构ⅱ还包括可拆装的预应力张拉保持架及预应力张拉辅助机构；其中预应力张拉保持架包括用于设置在两相邻锚具前端的月牙板(2)，上、下张拉螺杆(4)；其中上下张拉螺杆分别穿过两月牙板上下水平设置的通孔，其一端通过固定端螺母(15)定位，另一端为预应力张拉端；预应力张拉辅助机构为穿心式千斤顶(5)及穿心式压力传感器(6)；预应力张拉时，预应力张拉保持架上、下张拉螺杆(4)的预应力张拉端穿过穿心式千斤顶(5)及穿心式压力传感器(6)由张拉端螺母(14)定位；预应力张拉完毕，相邻锚具通过连接机构的连接后，拆除预应力张拉保持架及预应力张拉辅助机构。7.根据权利要求1或2所述的一种环向预应力张拉增强或加固装置，其特征在于：所述锚具为波形齿锚具、平板锚具或楔形锚具。8.根据权利要求1或2所述的一种环向预应力张拉增强或加固装置，其特征在于：还包括用于消除构件棱角对碳纤维板弯折影响的转向装置，所述转向装置位于在环向结构ⅰ或环向结构ⅱ的转向部位的碳纤维板或碳纤维板组与构件之间。9.一种环向预应力张拉增强或加固的方法，其特征在于，包括以下步骤：s1：根据设计张拉值p要求，按照单层碳纤维板截面计算公式，选取碳纤维板规格，包括
得出碳纤维板截面尺寸b
×
h，其中b—碳纤维板截面宽度，h—碳纤维板截面厚度；s2：按单条碳纤维板下料长度计算公式选取碳纤维板下料长度l，然后用锚具夹持碳纤维板两端；s3：将环向结构安装在构件外表面；s4：严格按照张拉设计值p顶升千斤顶，完成碳纤维板预应力张拉；s5：在张拉后用锁紧螺母或销轴实现锚固；s6；拆除预应力张拉辅助机构或预应力张拉保持架。10.根据权利要求9所述的一种环向预应力张拉增强或加固的方法，其特征是：所述增强或加固构件为柱、筒或管状体，包括桥墩、盖梁、墩柱、索塔、大型筒仓及管道。
技术总结本发明涉及一种环向预应力张拉增强或加固装置，增强或加固对象为柱、筒或管状体，包括桥墩、盖梁、墩柱、索塔、大型筒仓及管道。它采用预应力碳纤维板体外环绕构件对其施加预压应力，能够部分或全部消除荷载产生的拉应力。装置包括碳纤维板或碳纤维板组，其特征在于：在碳纤维板两端或碳纤维板组两端安装锚具，由至少一个碳纤维板或碳纤维板组通过预应力张拉保持架连接构成环向结构Ⅰ；或由两相邻带连接机构的锚具连接构成环向结构Ⅱ。还包括可拆装式的预应力张拉辅助机构用于施加预应力。本发明同时涉及对加固构件的环向预应力张拉增强或加固方法。本发明加固效果好，构造简单，方法操作方便。预应力张拉辅助机构在张拉完成后可拆除并重复使用。拆除并重复使用。拆除并重复使用。
技术研发人员：罗德康 杨港 卓静 陈小英 刘晓东 毕文彬 朱宇航 闫亚坤 邓吉禄
受保护的技术使用者：重庆固桥智能科技研究院有限公司
技术研发日：2022.07.20
技术公布日：2022/11/1
