CN101949198A - 柔性片状材料平行杆式锚固装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种柔性片状材料平行杆式锚固装置及方法。柔性片状材料平行杆式锚固装置包括并联件和至少2根杆件，杆件设置在并联件上，杆件互相平行且杆件之间有空隙，并联件或杆件上设有锚固孔或用于穿孔锚固的凸出部分。柔性片状材料平行杆式锚固方法为：采用前述的柔性片状材料平行杆式锚固装置，将柔性片状材料绕过第一杆件折回后，叠合点靠于第二杆件，形成绕结；叠合片材继续绕靠于第二杆件，最终回靠于第一杆件，形成1个带绕结的环包。该柔性片状材料平行杆式锚固装置结构简单、体量轻巧、操作方便、效果可靠、成本低廉。

Description

柔性片状材料平行杆式锚固装置及方法

技术领域

本发明涉及布、纸、膜、皮等柔性片状材料的平行杆式锚固装置及方法，特别是涉及在建筑、桥梁等土木工程结构构件上锚固及张拉各种纤维片材的锚具，其中柔性材料包括在高温等特定条件下易软化、可塑形的材料，片状材料可由多层叠合而成。

技术背景

布、纸、膜等柔性片状材料可用胶水等粘结剂粘贴在固体表面。柔性片状材料在绕过固体后若能会合，也可在相会部位(如片材端部)用粘结剂贴合在一起或用线(绳)缝合在一起，此时拉扯柔性片状材料主体，柔性片状材料将紧靠在所绕过的固体上。如果粘贴或缝合处由于某种原因(如老化脱胶、拉得很紧等)导致结合失效，柔性片状材料可能从其绕过的固体上脱落。但若无须粘贴或缝合，柔性片状材料就能在受拉时被夹持在所绕过的固体上，而且越拉越紧，这对固定柔性片状材料而言，不仅将消除上述结合失效之虞，还可为实际应用带来方便。

下面以结构加固用纤维增强片材在建筑、桥梁等土木工程结构构件上的锚固为例进一步说明有关背景技术。

由于种种原因，大量房屋、桥梁等土木工程结构需要加固和修复。采用简便高效的结构加固技术当然具有巨大的经济价值和社会效益。因此，有关探索长期为国际土木工程界所重视。

作为继钢材和混凝土后的第三代现代结构材料，以高性能碳纤维布为代表的片状纤维增强复合材料(简称纤维片材)具有质量轻、强度高、耐腐蚀、易操作等特点，且用于结构加固补强时，基本不增加结构的重量和尺寸，因而成为一种较为理想的加固材料，纤维片材加固技术也迅速成为国际土木工程界的热门研究和应用领域。目前，该技术的主要应用形式是用胶粘剂把纤维片材外贴在结构构件表面，这种粘结加固法存在易受力剥离、易受热软化、怕老化脱胶和需耗时静养等显著缺陷，导致高性能纤维材料的加固效率低下，具体表现为：功效方面，材料强度利用率极低，对使用环境的适应性差；时效方面，长期使用的可靠性差；工效方面，无法满足快速加固的要求。

在纤维片材端部采取机械锚固措施可望克服上述缺陷。中国实用新型授权专利“高强度复合材料波形齿夹具锚”(公告号为CN2594357Y)公开了一种主要由上、下波形齿板、加劲波形板和压紧及锁定装置等组成的纤维片材专用锚具，有一定的技术先进性，但在体量大小、操作难易程度以及锚固效果等方面还不够理想。波形齿夹具锚是依靠上、下2块或更多的波形齿板对纤维片材的夹紧实施锚固的，拉力太大或夹得不够紧时锚固可能失效，或要求波形齿板厚度较大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种柔性片状材料平行杆式锚固装置及方法，该柔性片状材料平行杆式锚固装置结构简单、体量轻巧、操作方便、效果可靠、成本低廉。

本发明的技术解决方案如下：

一种柔性片状材料平行杆式锚固装置，包括并联件和至少2根杆件，杆件设置在并联件上，杆件互相平行且杆件之间有空隙，并联件或杆件上设有锚固孔或用于穿孔锚固的凸出部分。

该方案可具体细化为以下不同的做法：

并联件上设有供平行杆件穿入的穿杆孔，所述的凸出部分为杆件穿出穿杆孔之后的外伸部分或并联件上的侧伸部分。

并联件上设有供平行杆件穿入的穿杆孔，并联件或杆件上设有锚固孔。

并联件为2个或2个以上，特殊情况下也可为1个。

并联件为将各平行杆件连接成为整体的浇注材料、焊接材料或粘结材料。

并联件的整体或局部为片状或带凹槽，并联件上设有与并联件相配合的嵌压条或嵌压块。

一种柔性片状材料平行杆式锚固方法，采用前述的柔性片状材料平行杆式锚固装置，具体方法为：将柔性片状材料绕过第一杆件折回后，叠合点靠于第二杆件，形成绕结；叠合片材继续绕靠于第二杆件，最终回靠于第一杆件，形成1个带绕结的环包。

所述的第一杆件可为所述多根杆件中的任意一根。

有益效果：

本发明的柔性片状材料平行杆式锚固装置，与柔性片状材料之间按特定方式进行缠绕配合，能实现可靠的锚固效果。这种锚固方式，无须对柔性片材实施粘结或缝合，却能简捷高效地实现对受拉柔性片材的牢固夹持。用于夹持并锚固宣传标语、隔离围护用条幅、帘布等柔性片材时，易于操作、安装和卸除；用于将结构加固用纤维增强片材锚固在建筑、桥梁等土木工程结构构件上时，能够克服常规的粘贴加固法存在的易受力剥离、易受热软化、怕老化脱胶和需耗时静养等显著缺陷，从而大幅度提高高价高性能纤维片材的利用效率和适用范围，取得节约高价材料、加快工程进度、降低总体造价的优良综合效益。

附图说明

图1为柔性片状材料平行杆式锚固装置的实例1的结构示意图；

图2为柔性片状材料平行杆式锚固装置的实例2的结构示意图；

图3为柔性片状材料平行杆式锚固装置的实例3的结构示意图；

图4为柔性片状材料平行杆式锚固装置的实例4的结构示意图；

图5为柔性片状材料平行杆式锚固装置的实例5的结构示意图；

图6(a)为柔性片状材料平行杆式锚固装置的实例6的结构示意图；

图6(b)为与柔性片状材料平行杆式锚固装置的实例6相配套的嵌压条的示意图；

图6(c)为柔性片状材料平行杆式锚固装置的实例6与其相配套的嵌压条装配成为整体的示意图；

图7为柔性片状材料绕2根杆件自锁的第一个步骤示意图：片材绕过第一杆件折回后，叠合点靠于第二杆件，形成绕结；

图8为柔性片状材料绕2根杆件自锁的第二个步骤示意图：叠合片材继续绕靠于第二杆件，本图中叠合片材最终回靠于第一杆件形成了1个带绕结的环包。

标号说明：1-第一杆件，2-第二杆件，3-柔性片状材料的端部，4-柔性片状材料。

具体实施方式

下面结合附图以具体实施例对本发明的技术方案及工作过程作进一步的说明，但本发明的保护范围不限于此。

本发明中，平行杆件的数量通常2根即可，也可2根以上。杆件截面外包线不一定为圆形，但最好无棱角。各杆形状、粗细可不相同。并联件的作用是使各杆件保持相互平行并留有空隙。并联件至少1个。并联件不一定为规则的条形。杆件与并联件可通过铸造、焊接、粘结或穿孔等连接方式形成整体。穿孔连接时，并联件上设置穿杆孔，供平行杆件穿入。必要时，杆件可以做成多节段连续。为了把自锁在平行杆件中的柔性片状材料锚固在结构构件等外部物体上，可以在并联件上设置锚固孔，供铆钉、螺栓、螺杆、吊杆、拉杆等辅助锚固件(或简称插件)穿过；也可在并联件或杆件上设置用于穿孔锚固的凸出部分，该凸出部分为杆件穿出穿杆孔之后的外伸部分或并联件上的侧伸部分，用于插入活节等带孔的辅助锚固件。

图1是本发明一种实施例的示意图，因为只有2根杆件，且形似双杠，不妨叫做双杠锚或II形锚。下面以应用双杠锚为例，结合附图7、8说明用此类装置对柔性片材实施自锁锚固的方法。

将柔性片状材料绕过1根杆件后会合(图7)，一只手将会合后的柔性片状材料在片材端部附近捏在一起不动，再用另一只手将双杠锚整体朝片材绕杆方向转动若干角度(图8为转动180°后的情形，也可不动锚具但反向转动片材)，此时若固定锚具，并手拉柔性片状材料，片材在平行杆件中将被越拉越紧，也就是通过绕杆拉紧实现了自锁，换言之，双杠锚中的平行杆件因此实现了对片材端部的夹持，或称为机械绕结。

对柔性片状材料另一端可以反方向同样处理。把持片材两端的双杠锚用力对拉，片材即在平行杆件中自锁。若采取某种方式把双杠锚固定在外部物体上(如在并联件的锚固孔中穿过插件植入结构构件相应位置预先钻好的孔中)，也就把片材锚固在该外部物体上了。显然，其过程方便快速，其效果牢固可靠。

实施例1：如图1，2根平行杆件与条形并联件整体结合(可以通过铸造完成)，每个并联件上设有2个锚固孔，供锚固用杆件穿过。

实施例2：如图2，2根平行杆件穿入设有穿杆孔的条形并联件(拼装结合)，其中1根杆件穿出并联件以外的凸出部分用于插入活节等带孔的辅助锚固件。

实施例3：如图3，2根平行杆件穿入设有穿杆孔的条形并联件(拼装结合)，3个并联件把每根杆件分成2段，每个并联件上设有1个锚固孔，供锚固用杆件穿过。

实施例4：如图4，2根平行杆件穿入设有穿杆孔的侧板式并联件(拼装结合)，每个并联件上设有2个锚固孔，供锚固用杆件穿过。

实施例5：如图5，2根平行杆件沿长度方向每隔一定距离通过整体浇注(如铸造)或焊接、粘结等方式连接在一起，其中1根杆件在连接部位设有锚固孔，供锚固用杆件穿过。

实施例6：如图6a，5根平行杆件与并联件整体结合，并联件呈条块与薄片组合状，每个并联件上设有1个锚固孔，供活节(或其它锚固用杆件)穿杆，再从活节孔中对穿杆件锚固。

图6(b)所示的为与柔性片状材料平行杆式锚固装置的实例6相配套的嵌压条，3个嵌压条已通过侧板联系成为整体，与嵌压条连接的侧板上设有锚固孔，供活节(或其它锚固用杆件)穿杆，再从活节孔中对穿杆件锚固。

图6(c)为柔性片状材料平行杆式锚固装置的实例6与其相配套的嵌压条装配成为整体的示意图。

上述柔性片状材料可为1层，也可在初始状态下由多层叠合而成。

并联件或杆件上设有锚固孔时，锚固孔的个数任意，取决于现场条件及受力要求。

当用纤维片材进行结构加固时，可在将纤维片材如此锚于构件之前，对构件表面和纤维片材涂刷胶粘剂，以同时获得化学粘结锚固。当然，这种化学粘结可以只起辅助作用，因为机械绕结在粘胶固化之前就可单独传力，而胶干之后加载时又可有效抵抗剥离，即使万一因超载、高温或老化脱胶导致粘结失效，无粘结纤维片材仍能依靠机械绕结锚固来发挥作用。由于剥离或失粘不再是问题，高性能纤维材料的加固效率可以得到大幅度提高。

根据夹持机理，这种新型锚具也可以称为绕杆拉结式锚具，或简称绕结锚。

还应指出，当采用预应力纤维片材进行结构加固时，这种新型锚具可以用作其固定端锚具，而实施例6可以用作其张拉端锚具。实施例6中配套的嵌压条用于对纤维片材施加预应力，其具体做法是，用嵌压条将绕结锚固后的纤维片材顶入并联件的薄片(或凹槽)处使之与平行杆件平行，然后将嵌压条(或块)锚固。当有多个嵌压条时，根据需要，各嵌压条之间可通过盖板、侧板、侧条等联系成为整体。

本发明还可用于宣传标语、隔离围护用条幅、帘布的夹持或锚固，以及其它类似情形。

以上只是本发明的部分实施例。根据本发明的上述构思，应用人员还可对此做出各种修改和变换，例如平行杆件的根数、长度、节段、截面形状和尺寸(不要求每根相同)，以及并联件的式样、形状及尺寸均可加以调整，以适应受力大小和应用条件等现场情况的变化。但类似的这种修改和变换均属于本发明的实质。

Claims (8)

1.一种柔性片状材料平行杆式锚固装置，其特征在于，包括并联件和至少2根杆件，杆件设置在并联件上，杆件互相平行且杆件之间有空隙，并联件或杆件上设有锚固孔或用于穿孔锚固的凸出部分。

2.根据权利要求1所述的柔性片状材料平行杆式锚固装置，其特征在于，并联件上设有供平行杆件穿入的穿杆孔，所述的凸出部分为杆件穿出穿杆孔之后的外伸部分或并联件上的侧伸部分。

3.根据权利要求1所述的柔性片状材料平行杆式锚固装置，其特征在于，并联件上设有供平行杆件穿入的穿杆孔，并联件或杆件上设有锚固孔。

4.根据权利要求1所述的柔性片状材料平行杆式锚固装置，其特征在于，并联件为2个或2个以上。

5.根据权利要求1所述的柔性片状材料平行杆式锚固装置，其特征在于，并联件为将各平行杆件连接成为整体的浇注材料、焊接材料或粘结材料。

6.根据权利要求1～5任一项所述的柔性片状材料平行杆式锚固装置，其特征在于，并联件的整体或局部为片状或带凹槽，并联件上设有与并联件相配合的嵌压条或嵌压块。

7.一种柔性片状材料平行杆式锚固方法，其特征在于，采用如权利要求1～5任一项所述的柔性片状材料平行杆式锚固装置，具体方法为：将柔性片状材料绕过第一杆件折回后，叠合点靠于第二杆件，形成绕结；叠合片材继续绕靠于第二杆件，最终回靠于第一杆件，形成1个带绕结的环包。

8.一种柔性片状材料平行杆式锚固方法，其特征在于，采用如权利要求6所述的柔性片状材料平行杆式锚固装置，具体方法为：将柔性片状材料绕过第一杆件折回后，叠合点靠于第二杆件，形成绕结；叠合片材继续绕靠于第二杆件，最终回靠于第一杆件，形成1个带绕结的环包。

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