CN103352540A - 采用螺旋开槽夹片的预应力纤维增强复合材料索锚固装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种采用螺旋开槽夹的预应力纤维增强复合材料索锚固装置，包括锚块、设置在锚块的开孔中的复合材料索锚固夹片和设置在复合材料索锚固夹片中的复合材料索，复合材料索锚固夹片为整体结构且两端均超出锚块的开孔长度，在复合材料索锚固夹片的本体纵向上设置有n个螺旋开槽。本发明锚固装置应用于FRP索的锚固，采用夹片夹持的同时将传统锚具夹片的直线槽设计变为曲线槽，弹性槽从夹片顶部开始，至底部时在横截面投影上转过90度，具有可重复使用、锚固效率高等优点。

Description

采用螺旋开槽夹片的预应力纤维增强复合材料索锚固装置

 

技术领域

本发明涉及一种应用于预应力FRP索的夹持锚固装置。

 

背景技术

FRP筋是由若干股连续纤维束按特定的工艺经配套树脂浸渍固化而成（英文Fiber Reinforced Polymer，缩写为FRP），筋材按材料类型分为CFRP、GFRP、AFRP、BFRP等。FRP材料具有轻质、抗拉强度高、耐腐蚀等性能，应用于索结构中可以产生较好的效益。

FRP材料的使用正在逐步推广，要充分发挥FRP索高强、耐腐蚀的特点必须辅以一种高效的夹持锚具。现有的预应力FRP索锚固装置主要采用灌注粘结体方法，FRP索成束后整体插入套筒内后灌胶，通过胶体的粘结力与套筒形成一体，然后通过螺栓螺纹或者夹片夹持住套筒形成锚固，此种方法锚固装置不可以重复使用。另外，如果成束索中单个索滑移拔出，粘结胶体内部出现空洞则整个锚固装置即失效，影响整个结构的使用性能或安全。

 

发明内容

技术问题：为了解决现有FRP索锚固装置不可重复使用、变形不均匀、锚固效率低、不易退锚的情况，本发明提供了一种各部分受挤压力作用时变形均匀，并可以重复使用的采用螺旋开槽夹片的预应力纤维增强复合材料索锚固装置。       

技术方案：本发明的采用螺旋开槽夹片的预应力纤维增强复合材料索锚固装置，包括锚块、设置在锚块的开孔中的复合材料索锚固夹片和设置在复合材料索锚固夹片中的纤维增强复合材料索，复合材料索锚固夹片为整体结构且两端均超出锚块的开孔长度，在复合材料索锚固夹片的本体纵向上设置有n个螺旋开槽，其中n为偶数且n≥4，螺旋开槽从复合材料索锚固夹片本体的一端开口，在距本体另一端的距离为本体长度5%—15%位置处封闭，在本体横截面的投影上，每个螺旋开槽的开口端相对于封闭端旋转30~90度，n个螺旋开槽以复合材料索锚固夹片的轴线中心对称，两相邻螺旋开槽的开口方向相反。

本发明的一个优选方案中，锚块上设置的复合材料索锚固夹片为多个，多个复合材料索锚固夹片以锚块横截面的形心为中心对称分布，各个锚固夹片单独工作夹持纤维复合材料索。   

本发明的一个优选方案中，螺旋开槽的开口端相对于封闭端旋转90度。

有益效果：本发明与现有技术相比，具有以下优点：

（1）现有FRP索锚固装置均使用锚块锥台开孔，FRP索先成束插入开孔并灌注粘结体形成整体后锚固，此锚固装置靠粘结体材料把锚块与FRP索粘结成整体，装置具有一次性，不可以重复使用，本发明采用夹片夹持，可以退锚，重复使用；

（2）现有粘结体群锚方式在其中单根FRP索滑移失效后，粘结体内部形成空孔，其他索便无法形成有效夹持，整束索即失效，本发明夹片夹持可单独作用，在单根索失效时不影响其他索的作用，并可以在工作过程中单根局部换索；

（3）现有的预应力钢绞线锚固装置夹片均采用贯通开槽，夹片被开槽分割为几部分，该新型锚固装置的夹片为一整体，便于加工和使用，新型锚固装置的夹片在前部、底部分别交错开槽，开槽从顶部至底部为螺旋形，在受到拉拔力的情况下，由锚块内部表面对夹片形成挤压力，夹片在开槽处挤压变形，交错开槽及螺旋形设计使夹片整体变形趋于均匀，解决了现有夹片变形在某一方向上集中的缺陷，锚固效率更高；

（4）现有夹片带齿，夹持时会损伤索，本发明夹片内部增加摩擦方式处理，不损伤FRP索；

（5）现有预应力钢绞线夹片开槽采用直线开槽，开槽多时夹片刚度不易满足，也就是夹片前后变形不一致，对夹持筋材的前后夹持力不均匀，开槽（2个）较少时夹片沿开槽方向变形，变形方向少，使得筋材与夹片形成线接触，接触面积小，锚固效率不高，采用旋转开槽时沿夹片长度可以转换变形方向，使得夹片与夹持筋材在各个方向均能有效夹持，提高夹持效果。

 

附图说明

图1为夹片侧向D-D剖面图；

图2为夹片侧向E-E剖面图；

图3为复合材料索与夹片作用示意图；

图4为夹片A-A横断面；

图5为夹片B-B横断面；

图6为夹片C-C横断面；

图7为矩形三根锚锚块平面图；

图8为矩形三根锚锚块夹片锚固示意图；

图9为环形三根锚锚块平面图；

图10为环形群锚锚块平面图；

图中有：锚块1、复合材料索锚固夹片2、纤维增强复合材料索3、螺旋开槽21。

 

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步具体说明。

复合材料索锚固夹片2的本体上设置有n个螺旋开槽21，其中n为偶数且n ≥ 4，螺旋开槽21从复合材料索锚固夹片2本体的一端开口，在距本体另一端的距离为本体长度5%—15%的位置封闭，n个螺旋开槽21以复合材料索锚固夹片2的轴线中心对称，两相邻螺旋开槽21的开口方向相反，如图1和图2所示为4个开槽夹片的示意图。

锚块1上设置的复合材料索锚固夹片2为多个时，多个复合材料索锚固夹片2以锚块1横截面的形心为中心对称分布。锚块截面形式为规则几何图形，如长方形，正方形，圆形，椭圆形等。

实施例1：单根纤维增强复合材料索锚固

本发明的单根复合材料索锚固实施过程如下：将纤维增强复合材料索3穿过结构和锚块1，将复合材料索锚固夹片2套在索上并推进锚块1的孔内，在夹片端部套上辅助压紧环，使用千斤顶张拉纤维增强复合材料索3同时将复合材料索锚固夹片2向锚块1内推紧，至所需预应力后旋紧压紧环，卸掉千斤顶的拉力，纤维增强复合材料索3在预应力下回缩收紧，带动复合材料索锚固夹片2使夹片2与锚块1之间紧密结合。图3为纤维增强复合材料索3与复合材料索锚固夹片2作用示意图，图中F为纤维增强复合材料索3中的预拉力，σ为锚块1对复合材料索锚固夹片2的挤压力，τ为复合材料索锚固夹片2对复合材料索3的摩擦力。

实施例2：三根纤维增强复合材料索在矩形锚块中锚固

矩形锚块如图6所示，每根FRP索（纤维增强复合材料索）的锚固方法同上例所述，三根锚固示意图如图7所示。

实施例3：三根纤维增强复合材料索在环形锚块中锚固

环形锚块如图8所示，每根FRP索的锚固方法同上例所述。

实施例4：多根纤维增强复合材料索在环形锚块中锚固

环形锚块如图9所示，每根FRP索的锚固方法同上例所述。

Claims (3)

1.一种采用螺旋开槽夹片的预应力纤维增强复合材料索锚固装置，其特征在于，该锚固装置包括锚块（1）、设置在所述锚块（1）的开孔中的复合材料索锚固夹片（2）和设置在所述复合材料索锚固夹片（2）中的纤维增强复合材料索（3），所述复合材料索锚固夹片（2）为整体结构且两端均超出锚块（1）的开孔长度，在复合材料索锚固夹片（2）的本体纵向上设置有n个螺旋开槽（21），其中n为偶数且n≥4，所述螺旋开槽（21）从复合材料索锚固夹片（2）本体的一端开口，在距本体另一端的距离为本体长度5%—15%位置处封闭，在本体横截面的投影上，每个螺旋开槽（21）的开口端相对于封闭端旋转30~90度，n个螺旋开槽（21）以复合材料索锚固夹片（2）的轴线中心对称，两相邻螺旋开槽（21）的开口方向相反。

2.根据权利要求1所述采用螺旋开槽夹片的预应力纤维增强复合材料索锚固装置，其特征在于，所述锚块（1）上设置的复合材料索锚固夹片（2）为多个，所述多个复合材料索锚固夹片（2）以锚块（1）横截面的形心为中心对称分布，各个锚固夹片（2）单独工作夹持纤维复合材料索。

3.根据权利要求1所述采用螺旋开槽夹片的预应力纤维增强复合材料索锚固装置，其特征在于，所述螺旋开槽（21）的开口端相对于封闭端旋转90度。

Images