專利名稱：碳纖維索股內(nèi)套管錐形粘結(jié)型錨具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉土木工程錨具，尤其是碳纖維聚合材料筋(CFRP)錨固設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
相對于鋼絞線，CFRP筋具有抗拉強度高、耐腐蝕及低松弛等突出優(yōu)點，可廣泛地應(yīng) 用于土木工程特別是橋梁纜索。CFRP纜索股的錨具一般為粘結(jié)型錨具，由于粘結(jié)型錨具所 錨固的CFRP絲眾多，錨具內(nèi)部CFRP絲受力不均勻，主要表現(xiàn)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(fā)揮所有CFRP 絲的極限強度；縱向上，索股受到的徑向擠壓應(yīng)力不均勻，應(yīng)力集中現(xiàn)象嚴重，導致索股在 高擠壓應(yīng)力區(qū)被剪壞。以上不利因素導致現(xiàn)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(gòu)造復雜，給制作及組裝帶來諸多不便，因此，急需一種高效率的、便 于制作和組裝的新型粘結(jié)型錨具。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于現(xiàn)有技術(shù)的以上缺點，本發(fā)明的目的是設(shè)計一種碳纖維聚合材料筋(CFRP)錨 固設(shè)備，使之能克服現(xiàn)有技術(shù)的以上缺點。本發(fā)明的目的是通過如下的手段實現(xiàn)的。碳纖維索股內(nèi)套管錐形粘結(jié)型錨具，由具有內(nèi)錐形孔的錨環(huán)1、置于錨環(huán)內(nèi)用于包 裹住CFRP索股的套管3等組成，錨環(huán)1的外螺紋7上套接限位固件螺母5。在套管外側(cè)設(shè) 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(huán)錐 形孔的小孔端。所述加勁螺紋鋼筋8的一端呈楔形結(jié)構(gòu)，錨環(huán)1上設(shè)置有排氣孔9和灌膠 孔6。錨環(huán)錐形孔的大孔端及小孔端分別設(shè)置有用于固定CFRP索股的索股定位端堵10及 13。采用本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，為解決工程問題帶來了明顯的便利安裝施工時，在內(nèi)錐形錨 環(huán)內(nèi)部置入具有軸向楔形鏤空槽(多條縱向切縫的鋼制套管，切縫沿縱向?qū)挾炔坏?，切縫寬 度以錨環(huán)小孔端為最小，向內(nèi)逐漸增大)的套管，套管包裹住錨具內(nèi)部的CFRP索股，套管外 靠近大孔端設(shè)置的縱向加勁螺紋鋼筋與套管端部平齊，灌注粘結(jié)劑后，對錨具進行預緊處 理，預緊后錨環(huán)對CFRP索股產(chǎn)生徑向擠壓應(yīng)力，增大粘結(jié)力。套管等增大了粘結(jié)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。制造時，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(nèi)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(yīng)力的集中程度，避免索股被剪壞，索股受到的擠壓應(yīng)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(xiàn)有相近技術(shù)比，本發(fā)明有益效果是
1.由于內(nèi)錐形錨杯內(nèi)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 后，粘結(jié)劑對CFRP索股產(chǎn)生徑向壓力，從而使錨具未承載之前對索股提供較大粘結(jié)力；
2.錨具預緊，粘結(jié)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(fā)揮極限 承載能力，提高錨固效率。經(jīng)靜載試驗驗證本錨具對CFRP索股的錨固效率系數(shù)可達100%， 且性能穩(wěn)定；經(jīng)疲勞試驗驗證，本錨具的疲勞性能優(yōu)異，能完全滿足動載作用下的受力要 求；
4.本碳纖維索股內(nèi)套管錐形粘結(jié)型錨具具有造價低廉，組裝簡單方便，張力或加載工 藝簡單，易于施工，組裝完成后即可投入使用等優(yōu)點。


圖1是本發(fā)明碳纖維索股內(nèi)套管錐形粘結(jié)型錨具縱斷面圖； 圖2是圖1中的A-A剖面圖3是圖1中的B-B剖面圖； 圖4是套管側(cè)視圖； 圖5是圖4中的C-C剖面圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。如圖1所示，碳纖維索股內(nèi)套管錐形粘結(jié)型錨具，由具有內(nèi)錐形孔的錨環(huán)1、置于 錨環(huán)內(nèi)用于包裹住CFRP索股4的套管3等組成，錨環(huán)的外螺紋7上套接限位固件螺母5，在 套管3外側(cè)設(shè)置有加勁螺紋鋼筋8 ；錨環(huán)上設(shè)置有排氣孔9和灌膠孔6。錨環(huán)錐形孔的大孔 端及小孔端設(shè)置有用于固定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(huán)錐形孔的小孔端；所述加勁螺紋鋼筋8的一端呈楔形結(jié)構(gòu)。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(shè)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(相當于套管的一端被剖開，鏤空槽的一端為通縫)，也可與所述端部保持一 定距離(相當于套管的兩個端部都保持連接)。楔形鏤空槽還可設(shè)置為使其最寬處在套管中心部，在中心部至錨環(huán)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(shè)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，之后等寬度切割直到 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(nèi)表面和外表面均設(shè)置有旨在增 加接觸摩擦力的粗糙構(gòu)造。在本實施例中采用環(huán)形槽。制作時，先在其內(nèi)外表面每隔5 12mm刻一道環(huán)形槽15，再沿縱向?qū)⑻坠芮懈畛扇舾傻确?。安裝使用時，套管外表面沿縱向綁扎若干加勁螺紋鋼筋8，加勁螺紋鋼筋對稱設(shè)置 二個或二個以上，在本實施例中設(shè)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(gòu)成楔形結(jié)構(gòu)。將綁扎(或采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(huán)1內(nèi)，切縫起始端與錨環(huán)小孔端對齊，另一端與錨環(huán)大孔端對齊；用套管 定位墊塊11及12將套管位置調(diào)整至錨環(huán)的中心位置，套管定位墊塊可為長方形塊，材質(zhì)應(yīng) 和粘結(jié)劑材質(zhì)相同為環(huán)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(jīng)由套管內(nèi)部再從小孔端穿出，之后再穿進 另一端的錨具中，索股所有CFRP絲布置完畢后，用玻璃膠將端堵密封，玻璃膠凝固后，將調(diào) 配好的粘結(jié)劑2從灌膠孔6注入錨具錐形孔內(nèi)，粘結(jié)劑材料為環(huán)氧樹脂膠，常溫下放置7、 天，粘結(jié)劑凝固后，將大孔端索股定位端堵10取下，并將超出大孔端面的CFRP絲鋸斷并打 磨使大孔端面平順，最后對錨具預緊，至此，即可完成本發(fā)明錨具構(gòu)件的現(xiàn)場安裝。
權(quán)利要求
1.碳纖維索股內(nèi)套管錐形粘結(jié)型錨具，由具有內(nèi)錐形孔的錨環(huán)(1)、置于錨環(huán)內(nèi)用于 包裹住CFRP索股的套管(3)等組成，錨環(huán)⑴的外螺紋(7)上套接限位固件螺母(5)，其特 征在于，在套管外側(cè)設(shè)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(huán)錐形孔的小孔端；所述加勁螺紋鋼筋(8)的一端呈楔形結(jié)構(gòu)，錨 環(huán)⑴上設(shè)置有排氣孔(9)和灌膠孔(6)；錨環(huán)錐形孔的大孔端及小孔端設(shè)置有用于固定 CFRP束股的索股定位端堵(11)及(12)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述之碳纖維索股內(nèi)套管錐形粘結(jié)型錨具，其特征在于，所述套管 上的軸向楔形鏤空槽(14)設(shè)置有三條或三條以上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述之根據(jù)權(quán)利要求1所述之碳纖維索股內(nèi)套管錐形粘結(jié)型錨具， 其特征在于，所述加勁螺紋鋼筋(8)對稱設(shè)置有二個或二個以上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述之碳纖維索股內(nèi)套管錐形粘結(jié)型錨具，其特征在于，所述套管 的內(nèi)表面和外表面均設(shè)置有旨在增加接觸摩擦力的粗糙構(gòu)造。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述之碳纖維索股內(nèi)套管錐形粘結(jié)型錨具，其特征在于，所述楔 形鏤空槽(14)的楔尖延伸至套管的端部。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或5所述之碳纖維索股內(nèi)套管錐形粘結(jié)型錨具，其特征在于，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(huán)錐形孔的大孔端方向的槽段 為等寬。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述之碳纖維索股內(nèi)套管錐形粘結(jié)型錨具，其特征在于，所述粗糙 構(gòu)造為環(huán)形槽。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種碳纖維索股內(nèi)套管錐形粘結(jié)型錨具，在套管外側(cè)設(shè)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(huán)錐形孔的小孔端。采用本發(fā)明錨具可改善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(fā)揮極限承載能力，提高錨固效率，錨固效率系數(shù)可達100%，具有優(yōu)異的靜力和動力性能，且造價低廉，組裝簡單方便易于施工。
文檔編號E04C5/12GK102002911SQ20101053856
公開日2011年4月6日 申請日期2010年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月10日
發(fā)明者任偉平, 侯蘇偉, 劉明虎, 葉華文, 強士中, 徐勛, 徐國平, 李永樂, 李翠娟, 肖林, 諸葛萍 申請人:中交公路規(guī)劃設(shè)計院有限公司, 西南交通大學