碳纖維索股內套管錐形粘結型錨具的製作方法

2023-06-07 04:18:06

專利名稱：碳纖維索股內套管錐形粘結型錨具的製作方法
技術領域：
本實用新型涉土木工程錨具，尤其是碳纖維聚合材料筋(CFRP)錨固設備技術領 域。
背景技術：
相對於鋼絞線，CFRP筋具有抗拉強度高、耐腐蝕及低鬆弛等突出優點，可廣泛地應 用於土木工程特別是橋梁纜索。CFRP纜索股的錨具一般為粘結型錨具，由於粘結型錨具所 錨固的CFRP絲眾多，錨具內部CFRP絲受力不均勻，主要表現在橫向和縱向上橫向上，以外 緣CFRP絲受力最為不利，在中心CFRP絲未達到極限強度之前提前破壞，不能發揮所有CFRP 絲的極限強度；縱向上，索股受到的徑向擠壓應力不均勻，應力集中現象嚴重，導致索股在 高擠壓應力區被剪壞。以上不利因素導致現行的一些錨具的錨固性能較差，另外一些錨具 雖然固性能較好的但構造複雜，給製作及組裝帶來諸多不便，因此，急需一種高效率的、便 於製作和組裝的新型粘結型錨具。
發明內容鑑於現有技術的以上缺點，本實用新型的目的是設計一種碳纖維聚合材料筋 (CFRP )錨固設備，使之能克服現有技術的以上缺點。本實用新型的目的是通過如下的手段實現的。碳纖維索股內套管錐形粘結型錨具，由具有內錐形孔的錨環1、置於錨環內用於包 裹住CFRP索股的套管3等組成，錨環1的外螺紋7上套接限位固件螺母5。在套管外側設 置有加勁螺紋鋼筋8。所述套管3具有軸向楔形鏤空槽13，鏤空槽的楔尖朝向所述錨環錐 形孔的小孔端。所述加勁螺紋鋼筋8的一端呈楔形結構，錨環1上設置有排氣孔9和灌膠 孔6。錨環錐形孔的大孔端及小孔端分別設置有用於固定CFRP索股的索股定位端堵10及 13。採用本實用新型的結構，為解決工程問題帶來了明顯的便利安裝施工時，在內錐 形錨環內部置入具有軸向楔形鏤空槽(多條縱向切縫的鋼製套管，切縫沿縱向寬度不等，切 縫寬度以錨環小孔端為最小，向內逐漸增大)的套管，套管包裹住錨具內部的CFRP索股，套 管外靠近大孔端設置的縱向加勁螺紋鋼筋與套管端部平齊，灌注粘結劑後，對錨具進行預 緊處理，預緊後錨環對CFRP索股產生徑向擠壓應力，增大粘結力。套管等增大了粘結劑中 心部位的剛度，橫截面的變形量減小，改善索股橫向上受力不均勻的狀況。製造時，楔形鏤 空槽的切縫寬度沿縱向漸變，套管橫向收縮能力由小孔端向內逐漸增大，小孔端套管橫向 收縮能力最小，降低了小孔端徑向擠壓應力的集中程度，避免索股被剪壞，索股受到的擠壓 應力沿縱向的不均勻程度降低，達到了提高錨固效率的目的。與現有相近技術比，本實用新型有益效果是1.由於內錐形錨杯內部置入套管及加勁鋼筋，起到勁性骨架作用，可對錨具預緊。 預緊後，粘結劑對CFRP索股產生徑向壓力，從而使錨具未承載之前對索股提供較大粘結力；2.錨具預緊，粘結劑在錨具投入使用之前被擠出，減小了索股不可知滑移量；3.改善了 CFRP索股在橫向及縱向受力不均的狀況，使所有CFRP絲均能同時發揮 極限承載能力，提高錨固效率。經靜載試驗驗證本錨具對CFRP索股的錨固效率係數可達 100%，且性能穩定；經疲勞試驗驗證，本錨具的疲勞性能優異，能完全滿足動載作用下的受 力要求；4.本碳纖維索股內套管錐形粘結型錨具具有造價低廉，組裝簡單方便，張力或加 載工藝簡單，易於施工，組裝完成後即可投入使用等優點。

圖1是本實用新型碳纖維索股內套管錐形粘結型錨具縱斷面圖；圖2是圖1中的A-A剖面圖；圖3是圖1中的B-B剖面圖；圖4是套管側視圖；圖5是圖4中的C-C剖面圖。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。如圖1所示，碳纖維索股內套管錐形粘結型錨具，由具有內錐形孔的錨環1、置於 錨環內用於包裹住CFRP索股4的套管3等組成，錨環的外螺紋7上套接限位固件螺母5，在 套管3外側設置有加勁螺紋鋼筋8 ；錨環上設置有排氣孔9和灌膠孔6。錨環錐形孔的大孔 端及小孔端設置有用於固定CFRP索股的索股定位端堵10。套管具有軸向楔形鏤空槽14， 鏤空槽的楔尖朝向所述錨環錐形孔的小孔端；所述加勁螺紋鋼筋8的一端呈楔形結構。圖 中13和12分別為小孔端的端堵和套管定位墊塊。套管上的軸向楔形鏤空槽14設置有三條或三條以上。楔形鏤空槽的楔尖可延伸 至套管的端部(相當於套管的一端被剖開，鏤空槽的一端為通縫)，也可與所述端部保持一 定距離(相當於套管的兩個端部都保持連接)。楔形鏤空槽還可設置為使其最寬處在套管中心部，在中心部至錨環錐形孔的大 孔端方向的槽段為等寬。如圖1、2、3所示，在本實施例中設置了八條楔形鏤空槽14將套管 3切割成了八等份。楔形鏤空槽切縫寬度由一端向中間部位逐漸增大，之後等寬度切割直到 套管3另一端5 20mm處，鏤空槽切縫最多只能有一條通縫，即套管在端部是連接的，套管仍 然為一個整體。如圖4、5所示，套管3是由鋼管加工而成，套管的內表面和外表面均設置有旨在增 加接觸摩擦力的粗糙構造。在本實施例中採用環形槽。製作時，先在其內外表面每隔5 12mm刻一道環形槽15，再沿縱向將套管切割成若干等份。安裝使用時，套管外表面沿縱向綁紮若干加勁螺紋鋼筋8，加勁螺紋鋼筋對稱設置 二個或二個以上，在本實施例中設置了四個，加勁螺紋鋼筋一端與套管無切縫端對齊，另一 端削尖處理構成楔形結構。將綁紮(或採用其他連接方式如焊接、插接等)了加勁螺紋鋼 筋的套管置入錨環1內，切縫起始端與錨環小孔端對齊，另一端與錨環大孔端對齊；用套管定位墊塊11及12將套管位置調整至錨環的中心位置，套管定位墊塊可為長方形塊，材質應 和粘結劑材質相同為環氧樹脂，套管定位墊塊主要作用是為套管定位，形狀和大小要求不 嚴格；將CFRP絲穿過大孔端索股定位端堵10，經由套管內部再從小孔端穿出，之後再穿進 另一端的錨具中，索股所有CFRP絲布置完畢後，用玻璃膠將端堵密封，玻璃膠凝固後，將調 配好的粘結劑2從灌膠孔6注入錨具錐形孔內，粘結劑材料為環氧樹脂膠，常溫下放置7、 天，粘結劑凝固後，將大孔端索股定位端堵10取下，並將超出大孔端面的CFRP絲鋸斷並打 磨使大孔端面平順，最後對錨具預緊，至此，即可完成本實用新型錨具構件的現場安裝。
權利要求1.碳纖維索股內套管錐形粘結型錨具，由具有內錐形孔的錨環(1)、置於錨環內用於 包裹住CFRP索股的套管(3)等組成，錨環⑴的外螺紋(7)上套接限位固件螺母(5)，其特 徵在於，在套管外側設置有加勁螺紋鋼筋(8)；所述套管(3)具有軸向楔形鏤空槽(14)，鏤 空槽的楔尖朝向所述錨環錐形孔的小孔端；所述加勁螺紋鋼筋(8)的一端呈楔形結構，錨 環⑴上設置有排氣孔(9)和灌膠孔(6)；錨環錐形孔的大孔端及小孔端設置有用於固定 CFRP束股的索股定位端堵(11)及(12)。
2.根據權利要求1所述之碳纖維索股內套管錐形粘結型錨具，其特徵在於，所述套管 上的軸向楔形鏤空槽(14)設置有三條或三條以上。
3.根據權利要求1所述之根據權利要求1所述之碳纖維索股內套管錐形粘結型錨具， 其特徵在於，所述加勁螺紋鋼筋(8)對稱設置有二個或二個以上。
4.根據權利要求1所述之碳纖維索股內套管錐形粘結型錨具，其特徵在於，所述套管 的內表面和外表面均設置有旨在增加接觸摩擦力的粗糙構造。
5.根據權利要求1或2所述之碳纖維索股內套管錐形粘結型錨具，其特徵在於，所述楔 形鏤空槽(14)的楔尖延伸至套管的端部。
6.根據權利要求1或2或5所述之碳纖維索股內套管錐形粘結型錨具，其特徵在於，所 述楔形鏤空槽(14)的最寬處在套管中心部，在中心部至錨環錐形孔的大孔端方向的槽段 為等寬。
7.根據權利要求4所述之碳纖維索股內套管錐形粘結型錨具，其特徵在於，所述粗糙 構造為環形槽。
專利摘要本實用新型公開了一種碳纖維索股內套管錐形粘結型錨具，在套管外側設置有加勁螺紋鋼筋，套管具有軸向楔形鏤空槽，鏤空槽的楔尖朝向所述錨環錐形孔的小孔端。採用本實用新型錨具可改善CFRP索股在橫向及縱向受力不均的狀況，可對錨具進行預緊，使所有CFRP絲均能同時發揮極限承載能力，提高錨固效率，錨固效率係數可達100%，具有優異的靜力和動力性能，且造價低廉，組裝簡單方便易於施工。
文檔編號E04C5/12GK201896406SQ20102060022
公開日2011年7月13日 申請日期2010年11月10日 優先權日2010年11月10日
發明者任偉平, 侯蘇偉, 劉明虎, 葉華文, 強士中, 徐勳, 徐國平, 李永樂, 李翠娟, 肖林, 諸葛萍 申請人:中交公路規劃設計院有限公司, 西南交通大學