CN103591215B - 用于碳纤维复合材料电缆芯的联接锚固装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种用于碳纤维复合材料电缆芯的联接锚固装置，包括联接环、楔形块、联接套筒和内空螺栓，联接环一端的内缘与联接套筒一端的外缘螺纹连接，联接环的另外一端为环形端；碳纤维复合材料电缆芯的一端插入楔形块后的外径与联接套筒的一端内径配合，碳纤维复合材料电缆芯的另外一端依次穿过联接套筒、内空螺栓，内空螺栓的外缘与联接套筒的另外一端的内缘通过螺纹联接；在联接套筒内灌注胶粘剂，胶粘剂固化后将碳纤维复合材料电缆芯的碳纤维杆和联接套筒紧固连接。本发明具有能够可靠、方便地对碳纤维复合材料电缆芯进行锚固的优点，使作用力较好地分布在接触表面，对FRP材料的机械损伤较小。

Description

用于碳纤维复合材料电缆芯的联接锚固装置
技术领域
本发明涉及一种用于碳纤维复合材料电缆芯的锚固与联接装置。
背景技术
碳纤维复合材料电缆芯具有一定的脆性，抗挤压能力较传统材料低。因此对碳纤维复合材料电缆芯的夹持也有所不同。目前大多数应用于金属材料的夹持技术不能满足碳纤维复合材料电缆芯的联接与锚固。如，在电力工业中碳纤维复合材料电缆芯越来越多地取代了常规的钢芯铝绞线芯导线，碳纤维复合材料导线芯的联接与锚固是必须解决的问题，先有的碳纤维复合材料导线芯金具主要采用楔形自锁紧原理加工而成，设计复杂，加工困难，价格高昂，且只能用于张拉；另外，体外预应力技术在FRP加固领域的应用也越来越广泛。碳纤维复合材料具有轻质、高强、耐久性和抗腐蚀性等优异性能，在土木工程中代替钢绞线、钢筋材料已有了很大的应用。将碳纤维复合材料电缆芯作为预应力材料应用时，同样面对锚固、联接困难。
发明内容
基于上述不足之处，本发明所要解决的技术问题是提供一种用于碳纤维复合材料电缆芯的联接锚固装置。
本发明采用如下技术：一种用于碳纤维复合材料电缆芯的联接锚固装置，包括联接环(1)、楔形块(2)、联接套筒(3)和内空螺栓(4)，联接环(1)一端的内缘与联接套筒(3)一端的外缘螺纹连接，联接环(1)的另外一端为环形端；碳纤维复合材料电缆芯的一端插入楔形块(2)后的外径与联接套筒(3)的一端内径配合，碳纤维复合材料电缆芯的另外一端依次穿过联接套筒(3)、内空螺栓(4)，内空螺栓(4)的外缘与联接套筒(3)的另外一端的内缘通过螺纹联接；在联接套筒(3)内灌注胶粘剂，胶粘剂固化后将碳纤维复合材料电缆芯的碳纤维杆和联接套筒(4)紧固连接。
本发明还如下特征：
1.所述的楔形块(2)其尾部为长方形，长方形厚度小于碳纤维杆的直径，长度大于碳纤维杆的半径；楔形角度在10度-30度。
2.所述的联接套筒(3)的一端内壁设置有与楔形角度相对应的坡度。
3.所述的内空螺栓(4)内径与碳纤维复合材料电缆芯直径一致。
4.所述的联接环(1)、楔形块(2)、联接套筒(3)和内空螺栓(4)采用合金结构钢制成。
5.所述的内空螺栓(4)内壁设置有橡胶层。
本发明具有能够可靠、方便地对碳纤维复合材料电缆芯进行锚固的优点，使作用力较好地分布在接触表面，对FRP材料的机械损伤较小。
附图说明
图1是本发明的结构分解图；
图2是本发明的应用示意图；
图3是联接环的结构示意图；
图4是楔块的结构示意图；
图5是联接套的结构示意图；
图6是螺栓的结构示意图。
具体实施方式
实施例1
如图1-2所示为，本发明的锚固构件用于拉伸、锚固碳纤维复合材料电缆芯。本发明包括联接环1、楔块2、联接套筒3及内空螺栓4。
如图3所示，联接环1包括一体的环形连接端1-1及便于旋拧的夹持端1-2。环形连接端用于承受外界拉力。
如图4所示，楔块为一对称结构，为保证楔块与碳纤维复合材料电缆芯在拉伸过程中共同滑移，楔块的宽度较碳纤维复合材料电缆芯直径小，楔块的较厚端部尺寸与碳纤维复合材料电缆芯直径尺寸之和不大于形成坡口后联接套内径的尺寸，楔块坡面与碳纤维复合材料电缆芯胶粘，为增强摩擦力在楔块坡面设置横向螺纹。
如图5所示，联接套筒3包括具有贯通的空腔，联接套筒的一端3-1设置的外螺纹与联接环内螺纹连接，使用前应联接套将空腔内壁清理干净。
联接套的坡口角度3-2与楔形块共同作用，形成受力锥体。特别地，楔块的坡口角度必须小于联接套的坡角，带楔块的端部可以完全容置在联接套内。
如图6所示，内空螺栓的一端设置为外螺纹螺栓4-1，其另外一端为便于旋拧的夹持部4-2。螺栓内径不大于碳纤维复合材料电缆芯直径，螺栓内壁设置橡胶层，保证胶黏剂的密封效果。
楔块、联接套筒、螺栓将碳纤维复合材料电缆芯固定后，将胶黏剂注入联接套内，固化后形成有效的锚固系统。胶黏剂的材料按重量配比为，E51：环氧铁砂：D230：DMP30=100：150：34.5：2。
本发明的锚固构件，由于采用了上述特殊的结构设计，通过楔块与联接套尾部坡口的配合，实现了对碳纤维复合材料电缆芯的锚固作用，使作用力较好地分布在接触表面，对FRP材料的机械损伤较小。
同时，由于联接环连接在联接套锥体受力区的外部，有效地增加了这一应力集中区的刚度，增加了碳纤维复合材料电缆芯锚固作用的效果。
本发明包括用于碳纤维复合材料电缆芯的联接装置和用于形成碳纤维复合材料电缆芯的锚固装置。
实施例2
所述联接装置，包括联接套筒、内空螺栓、楔形块及胶粘剂。所述楔块插入碳纤维复合材料电缆芯端部，使碳纤维复合材料电缆芯的端部直径逐步增大；联接套筒一端加工成坡度(内径有大至小)，与碳纤维复合材料电缆芯配合，另一端为内螺纹，与内空螺栓联接；内空螺栓内径与碳纤维复合材料电缆芯外径一致。
碳纤维复合材料电缆芯端部与联接套筒配合，并穿过固定的内螺栓，在碳纤维复合材料电缆芯与联接套筒的空隙内注入胶黏剂，实现联接套筒的联接。
所述锚固装置包括联接环和联接套，联接环与联接套筒配合可以实现对碳纤维复合材料电缆芯施加拉力。
所述的楔块插入碳纤维复合材料电缆芯的一端形成锥体，碳纤维复合材料电缆芯穿置于联接套筒内。
作为本发明的改进，联接套筒的另一端使用内空螺栓密封，限制胶黏剂固化前流出。
作为本发明的改进，沿楔块垂直于坡度方向上加工划痕或增加粗糙度，并涂抹胶黏剂，使楔块与碳纤维复合材料电缆芯粘结紧固。
胶粘剂选用耐不同温度的环氧树脂体系，可以满足不同服役环境的要求。
所述的联接套筒尾部具有一定的坡度，由于采用了这种特殊的结构设计，通过楔块形成的锥形受力体与联接套尾部的锥形胶黏剂共同作用，有效的减少了碳纤维复合材料电缆芯在拉伸过程中的机械损伤。
作为本发明的改进，插入楔块的碳纤维复合材料电缆芯端部的坡度大于联接套筒尾部的坡度。
联接环与联接套连接，有效地增强了联接套尾部刚度，对锚固、拉伸系统提供了可靠的保证。

Claims (1)

1.一种用于碳纤维复合材料电缆芯的联接锚固装置，包括联接环(1)、楔形块(2)、联接套筒(3)和内空螺栓(4)，其特征在于：联接环(1)一端的内缘与联接套筒(3)一端的外缘螺纹连接，联接环(1)的另外一端为环形端；碳纤维复合材料电缆芯的一端插入楔形块(2)后的外径与联接套筒(3)的一端内径配合，碳纤维复合材料电缆芯的另外一端依次穿过联接套筒(3)、内空螺栓(4)，内空螺栓(4)的外缘与联接套筒(3)的另外一端的内缘通过螺纹联接；在联接套筒(3)内灌注胶粘剂，胶粘剂固化后将碳纤维复合材料电缆芯的碳纤维杆和联接套筒(4)紧固连接；所述的楔形块(2)其尾部为长方形，长方形厚度小于碳纤维杆的直径，长度大于碳纤维杆的半径；楔形角度在10度；所述的联接套筒(3)的一端内壁设置有与楔形角度相对应的坡度；所述的内空螺栓(4)内径与碳纤维复合材料电缆芯直径一致；所述的内空螺栓(4)内壁设置有橡胶层；所述的联接环(1)、楔形块(2)、联接套筒(3)和内空螺栓(4)采用合金结构钢制成。
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