專利名稱：通用型碳纖維筋?yuàn)A片式錨具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉土木工程錨具，尤其是中碳纖維聚合材料筋(CFRP)錨固設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
相對(duì)于鋼絞線，CFRP筋具有抗拉強(qiáng)度高、耐腐蝕及低松弛等突出優(yōu)點(diǎn)，可廣泛地應(yīng)用于土木工程特別是橋梁工程。但CFRP筋抗剪能力差，傳統(tǒng)的鋼絞線夾片式錨具將會(huì)使CFRP筋在錨固區(qū)受到過(guò)大的剪力作用而過(guò)早地被剪斷，其抗拉強(qiáng)度不能得到充分的發(fā)揮，因此，它不能直接用于錨固CFRP筋；另外，CFRP筋按表面形式分，有螺紋狀、微壓紋狀及光圓表面形式的CFRP筋，因此，急需一種可靠的，可錨固各種表面形式的通用的CFRP筋?yuàn)A片式錨具。而現(xiàn)有的CFRP筋?yuàn)A片式錨具在傳統(tǒng)的鋼絞線夾片式錨具的基礎(chǔ)上對(duì)夾片進(jìn)行了改造，并引入軟金屬套管，在一定程度上減少了錨固區(qū)CFRP筋的受剪作用，但它們存在錨環(huán)小孔端剪力過(guò)大，可靠性差，只能適用于錨固表面粗糙度較高(對(duì)表面形狀有特殊要求的)CFRP筋等缺點(diǎn)。
發(fā)明內(nèi)容鑒于現(xiàn)有技術(shù)的以上缺點(diǎn)，本實(shí)用新型的目的是設(shè)計(jì)一種新型的通用型碳纖維筋?yuàn)A片式錨具，使之能克服現(xiàn)有技術(shù)的以上缺點(diǎn)。本實(shí)用新型的目的是通過(guò)如下的手段實(shí)現(xiàn)的。通用型碳纖維筋?yuàn)A片式錨具，由夾片、與夾片相套合的錨環(huán)、旋接錨環(huán)外表面的限位固件等組成。夾片為一帶內(nèi)孔的圓錐體剖成2 4片相同大小的單元體構(gòu)成，其外表面加工成錐面，其錐角稍大于錨環(huán)的內(nèi)孔錐角，并與錨環(huán)內(nèi)孔匹配；在夾片內(nèi)設(shè)置有軟金屬套管，所述套管的內(nèi)表面敷設(shè)有由60 140目硬質(zhì)顆粒構(gòu)成的增摩層。本實(shí)用新型能為CFRP筋提供一種夾片式錨具，它能適用于錨固包括光圓CFRP筋在內(nèi)的各種表面形式的CFRP筋，可避免CFRP筋在錨環(huán)小孔端過(guò)早進(jìn)入受剪破壞，可靠性強(qiáng)，錨固效率系數(shù)超過(guò)95%。

圖1是本實(shí)用新型的單孔夾片式錨具的剖視圖；圖2是圖1中的A-A剖視圖；圖3是套管結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是套管橫截面示意圖；圖5是兩種夾片的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6橡膠圈示意圖；圖7是本實(shí)用新型的群錨結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本實(shí)用新型包括錨環(huán)4、夾片3、套管2、橡膠圈7、限位固件5及墊板 6。錨環(huán)4由高強(qiáng)鋼棒加工而得，中間孔道加工成錐形孔，其外表面加工有與限位固件5匹配的螺紋 ’夾片3的材料選用高強(qiáng)鋼棒，先將其外表面加工成錐面，其錐角稍大于錨環(huán)4內(nèi)孔錐角，并與錨環(huán)4內(nèi)孔匹配，接著通過(guò)機(jī)械加工設(shè)置圓柱體內(nèi)孔，對(duì)其小孔端端部?jī)?nèi)外表面作圓角處理，夾片內(nèi)壁表面設(shè)置有環(huán)繞內(nèi)孔縱軸并具有相同間距的齒痕，其齒痕的間距為8 12mm(疏齒)，或間距為0 8 (密齒)，齒痕的深度呈隨間距的增加而加深的規(guī)律，疏齒對(duì)應(yīng)的齒深較密齒的深，齒痕能為夾片3—套管2界面提供較大的咬合力，防止此界面發(fā)生滑移，之后將帶內(nèi)孔的圓錐體剖成2 4片相同大小的單元體，最后對(duì)單元體進(jìn)行熱處理，至此，夾片3a (疏齒)和夾片北(密齒)即可按此方法加工而得；錨環(huán)4的內(nèi)孔壁和夾片3外表面的粗糙度相同，均較光滑。加工套管2時(shí)，選擇較小硬度對(duì)應(yīng)牌號(hào)的鋁管或銅管，其長(zhǎng)度稍大于夾片3的長(zhǎng)度，將其沿軸向分成兩半，中間設(shè)有一定寬度的切縫8(如圖3和圖4)，套管的內(nèi)表面敷設(shè)有由60 140目硬質(zhì)顆粒構(gòu)成的增摩層，一般可在其內(nèi)表面涂刷環(huán)氧樹(shù)脂膠，膠體薄而均勻， 接著將60目至140目的石英砂(或其他材料)撒在膠體表面，并去除未被粘住的多余的石英砂，石英砂能為CFRPl筋一套管2界面提供較大的摩擦力，防止此界面發(fā)生較大的滑移， 待膠體干后，涂砂套管2即可制成。橡膠圈7 (圖6)可按設(shè)計(jì)要求直接從市場(chǎng)上購(gòu)得；限位固件5為普通的螺母，需與錨環(huán)4匹配；墊板6由普通鋼板按設(shè)計(jì)尺寸加工而成。如圖1所示，將CFRP筋1的端部穿過(guò)錨環(huán)4的錐形孔，將套管2套在CFRP筋1的錨固區(qū)，接著將夾片3塞入錨環(huán)4錨孔，將橡膠圈7套在夾片3端部凹槽內(nèi)，沿CFRP筋1軸向調(diào)節(jié)夾片3與套管2的相對(duì)位置，將夾片3置于套管2中部，之后將CFRP筋1、套管2及夾片3整體結(jié)構(gòu)與錨環(huán)4塞緊，接著用千斤頂對(duì)夾片3的頂部(橫截面最大處)施加預(yù)緊力至設(shè)計(jì)噸位，使CFRP筋1、套管2、夾片3及錨環(huán)4之間相互緊貼，并形成一個(gè)整體結(jié)構(gòu)， 將限位固件5旋至錨環(huán)4中部，并將限位固件5抵靠在墊板6上，待CFRP筋另一端按相同的方法組裝完并在其軸向施加至設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力時(shí)，旋轉(zhuǎn)CFRP筋另一端的限位固件5并緊貼在墊板6上，至此，即可完成本實(shí)用新型錨具裝置應(yīng)用。上述CFRP筋1可為各種表面形式的 CFRP 筋。圖7為多孔夾片式群錨，每個(gè)孔對(duì)應(yīng)的組件同上述單孔夾片式錨具，其組裝方法同上述施工工藝，此錨具可適用于需錨固多跟CFRP筋1的結(jié)構(gòu)。采用本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)，CFRP筋的端部穿過(guò)錨環(huán)的錐形孔，錨環(huán)大孔端緊挨CFRP 筋端部，CFRP筋與錨環(huán)間有2 4片外表面為錐形的夾片，夾片橫截面最小的端部緊挨錨環(huán)小孔端，夾片外表面的錐角大于錨環(huán)內(nèi)孔錐角，CFRP筋與夾片間設(shè)置軟金屬套管(銅套管或鋁套管)，軟金屬套管內(nèi)表面(與CFRP筋接觸的面)涂有石英砂(或其他材料)，石英砂目數(shù)為60目至140目，錨環(huán)的外側(cè)設(shè)有限位固件(螺母)，若將CFRP筋作為預(yù)應(yīng)力筋使用時(shí)，施加完預(yù)應(yīng)力后，調(diào)節(jié)限位固件至相應(yīng)的位置，并將限位固件置于支撐座上，從而保持預(yù)加力。與現(xiàn)有現(xiàn)有技術(shù)比，本實(shí)用新型錨具具有如下優(yōu)點(diǎn)
4[0022]1.由于夾片外表和錨環(huán)內(nèi)表面存在傾角差(不同的傾角)，夾片式錨具受力時(shí)， 其錨固端CFRP筋表面所受的縱向剪力從錨環(huán)小孔端至大孔端逐漸變大，減少錨環(huán)小孔端 CFRP筋表面的應(yīng)力集中現(xiàn)象，從而避免CFRP筋在錨環(huán)小孔端過(guò)早進(jìn)入受剪破壞；2.本錨具能錨固包括光圓CFRP筋在內(nèi)的各種表面形式的CFRP筋，這是由于軟金屬套管內(nèi)表面涂有石英砂(或其他材料)，而相近的夾片式錨具要求CFRP筋的表面需具有較高的粗糙度，不能很好地錨固光圓表面形式的CFRP筋，本夾片式錨具CFRP筋一套管界面具備很高的抗滑移能力，避免CFRP筋滑脫，本錨具受極限力時(shí)其抗滑移安全系數(shù)達(dá)到2 3，可使CFRP筋得到可靠地錨固，較高目數(shù)的石英砂幾乎不對(duì)CFRP筋表層造成損害，從而使得本錨具備很高錨固效率系數(shù)，經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證，各種表面形式的CFRP筋對(duì)應(yīng)的本錨具錨固效率系數(shù)均超過(guò)95%，且性能穩(wěn)定；3.經(jīng)疲勞試驗(yàn)驗(yàn)證，本夾片式錨具的疲勞性能優(yōu)異，能完全滿足動(dòng)載作用下的受力要求；4.本夾片式錨具具有組裝簡(jiǎn)單方便，張力或加載工藝簡(jiǎn)單，易于施工，輕巧及組裝完成后即可投入使用等優(yōu)點(diǎn)。
權(quán)利要求1. 一種通用型碳纖維筋?yuàn)A片式錨具，由夾片、與夾片相套合的錨環(huán)、旋接錨環(huán)外表面的限位固件等組成，其特征在于，夾片為一帶內(nèi)孔的圓錐體剖成2 4片相同大小的單元體構(gòu)成，其外表面加工成錐面，其錐角稍大于錨環(huán)的內(nèi)孔錐角，并與錨環(huán)內(nèi)孔匹配；在夾片內(nèi)設(shè)置有軟金屬套管，所述套管的內(nèi)表面敷設(shè)有由60 140目硬質(zhì)顆粒構(gòu)成的增摩層。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種通用型碳纖維筋?yuàn)A片式錨具，由夾片、夾片內(nèi)側(cè)的增摩套管、與夾片相套合的錨環(huán)、旋接錨環(huán)外表面的限位固件等組成。夾片為一帶內(nèi)孔的圓錐體剖成2～4片相同大小的單元體構(gòu)成，其外表面加工成錐面，其錐角稍大于錨環(huán)的內(nèi)孔錐角，并與錨環(huán)內(nèi)孔匹配；在夾片內(nèi)設(shè)置有軟金屬套管，所述套管的內(nèi)表面敷設(shè)有由60～140目硬質(zhì)顆粒構(gòu)成的增摩層。本實(shí)用新型夾片式錨具具備很高的抗滑移能力，避免CFRP筋滑脫，而錨固時(shí)對(duì)CFRP筋的損傷又極小，受極限力時(shí)其抗滑移安全系數(shù)達(dá)到2～3，可使各種表面形式的CFRP筋得到可靠地錨固。
文檔編號(hào)E04C5/12GK201943260SQ20102057892
公開(kāi)日2011年8月24日 申請(qǐng)日期2010年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月27日
發(fā)明者任偉平, 侯蘇偉, 劉明虎, 葉華文, 強(qiáng)士中, 徐勛, 徐國(guó)平, 李永樂(lè), 李翠娟, 肖林, 諸葛萍 申請(qǐng)人:西南交通大學(xué)