CN108343261A - 一种碳纤维板的锚固方法和锚固结构 - Google Patents

一种碳纤维板的锚固方法和锚固结构 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种碳纤维板的锚固方法和锚固结构。所述碳纤维板的锚固方法，包括如下步骤：在碳纤维板一端的下板面涂抹第一粘接剂或涂抹第一粘接剂后粘接平板金属片；在碳纤维板一端的上板面涂抹第二粘接剂，粘接楔形夹片；将粘接楔形夹片的碳纤维板一端推入锚板的楔形孔内，进行顶压，静置固化，所述楔形孔的上表面斜度与所述楔形夹片相对应。根据本公开的一个实施例，本发明相对于双夹片锚具，本发明中的碳纤维板能够更加贴近混凝土构件。

Description

一种碳纤维板的锚固方法和锚固结构
技术领域
本发明涉及土木工程技术领域，更具体地，涉及一种碳纤维板的锚固方法和锚固结构。
背景技术
近年来，随着材料科学技术的发展，新材料、新技术的不断涌现，原来应用于航空航天、汽车制造等领域的纤维增强复合材料(FRP)被引入土木工程领域。我国从20世纪80年代后期，开始将纤维增强复合材料加固技术应用于修复加固土木工程建筑结构，至90年代末期，在桥梁、隧道、水利工程以及其他特种结构的加固修复工程中，纤维增强复合材料发挥着越来越重要的作用。
预应力碳纤维板(纤维增强复合材料的一种)用于加固桥梁是近十年出现的一种新型技术方案，该方案结合了碳纤维板加固技术和体外预应力加固技术，能有效提高结构承载力，减小结构变形，提高结构刚度，能充分发挥碳纤维板超强抗拉性能的材料优势。
就现今的研究现状来看，碳纤维板多采用双夹片锚具锚固，如图1所示，夹片锚由锚板和两个楔形夹片组成，锚板为一个整体，内有楔形通孔，楔形夹片夹紧碳纤维板后插入锚板内的楔形通孔,通过顶压的方式，将两个楔形夹片压进锚板上的楔形通孔内，楔形夹片的夹持面有一层碳纤维板接触增强材料，楔形夹片与锚板的接触面涂抹有润滑油或润滑脂，随着楔形夹片渐渐被压入锚板上的楔形通孔内，夹片对碳纤维板的正压力会持续增大，最终，碳纤维板被楔形夹片牢牢夹持，达到工程需求的锚固效果。
现有碳纤维板的锚具虽然能有效锚固碳纤维板，能满足工程运用的需求，但是碳纤维板离构件表面有一定的距离，导致碳纤维板产生一定的弯曲应力，且碳纤维板和梁并不能很好的协同应变，需要借助较多量的结构胶；为了让碳纤维板贴近混凝土构件表面，部分类型的锚具，选择在梁表面开凿一定尺寸的凹槽，让碳纤维板锚具的一部分嵌入凹槽内部，以达到协同应变的目的，这样做，不但增加工程量，还会对混凝土构件造成二次破坏；另外，现在工程中多采用有粘结预应力碳板，碳纤维板距离构件表面太远，会增大用胶量，增加结构加固改造成本。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种一种碳纤维板的锚固方法的新技术方案。
根据本发明的第一方面，提供了一种碳纤维板的锚固方法，包括如下步骤：
在碳纤维板一端的下板面涂抹第一粘接剂；
在碳纤维板一端的上板面涂抹第二粘接剂，粘接楔形夹片；
将粘接楔形夹片的碳纤维板一端推入锚板的楔形孔内，进行顶压，静置固化，所述楔形孔的上表面斜度与所述楔形夹片相对应。
可选地，还包括如下步骤：
在碳纤维板一端的下板面涂抹第一粘接剂，粘贴0.01mm-5mm厚度的平板金属片；
在碳纤维板与金属片粘接固化后，在与所述下板面相对的上板面涂抹第二粘接剂，粘接楔形夹片；
将粘接金属片和楔形夹片的碳纤维板一端推入锚板的楔形孔内，进行顶压，静置固化，所述金属片远离所述碳纤维板的一面与楔形孔内的下表面接触，所述楔形孔的下表面与所述锚板的底面之间的夹角沿所述碳纤维板锚固方向为0°-15°，所述楔形孔的上表面斜度与所述楔形夹片相对应且所述楔形夹片的斜度大于所述下表面与所述底面之间的夹角。
可选地，还包括如下步骤：在所述第一粘接剂或/和第二粘接剂内混入金刚砂。
可选地，还包括如下步骤：在所述楔形夹片上与所述上板面相对的一面，涂抹润滑油或润滑脂。
可选地，所述顶压的压力范围为150-500kN。
可选地，所述第一粘接剂或/和所述第二粘接剂为固化后抗压强度能大于或等于1MPa的固化胶粘剂。
可选地，所述楔形夹片上与所述上板面粘接的一面设置有朝向所述的碳纤维板一端的逆齿。
可选地，还包括如下步骤：在所述碳纤维板的一端锚固完成后，在所述碳纤维板的另一端重复锚固的碳纤维板一端的锚固步骤。
根据本发明的另一个方面，还提供一种采用上述方法锚固的碳纤维板锚固结构，其特征在于，所述碳纤维板的一端锚固在锚板的楔形孔内，所述锚固的碳纤维板一端的下板面设置有第一粘接剂，相对的上板面上设置有通过第二粘接剂粘接固定有楔形夹片，所述楔形夹片远离所述碳纤维板的一面与楔形孔内的上表面接触。
根据本公开的一个实施例，本发明相对于双夹片锚具，本发明中的碳纤维板能够更加贴近混凝土构件。
通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。
图1是现有技术中的一种双夹片锚具。
图2是本发明一种具体实施方式的结构示意图。
图3是图2中的剖面结构示意图。
图4是本发明一种具体实施方式中锚板的结构示意图。
图5是图4中的剖面结构示意图。
图中：1碳纤维板，2楔形夹片，21逆齿，3金属片，4锚板，41楔形孔，42上表面，43下表面。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
本发明提供的一种碳纤维板的锚固方法，包括如下步骤：
在碳纤维板一端的下板面涂抹第一粘接剂；
在碳纤维板一端的上板面涂抹第二粘接剂，粘接楔形夹片；
将粘接楔形夹片的碳纤维板一端推入锚板的楔形孔内，进行顶压，静置固化，所述楔形孔的上表面斜度与所述楔形夹片相对应。
所述碳纤维板一端的下板面可以通过第一粘接剂与楔形孔的下表面粘接固定，也可以是通过粘接其他部件来与楔形孔的下表面接触，楔形孔下表面和锚板底面的距离即约为碳纤维板和混凝土构件表面的最大距离，相对于双夹片锚具，所述的距离，在单夹片锚具中可缩小到8-1mm。本发明首次提出碳纤维板的单夹片锚具，结构中，单个楔形夹片在碳纤维板上部，与锚板的下表面一起夹持碳纤维板，以达到锚固碳纤维板的目的，单夹片锚具与现有的双夹片锚具相比，外部形状变化不大，现有双夹片锚具的其他配套器具(如支承座等)不需修改或仅需微小修改，即可适用于单夹片锚具。能使碳纤维板更贴近混凝土构件表面，碳纤维板和混凝土构件协同应变，能充分发挥碳纤维板的加固效果。
可选地，还包括以下步骤：
在碳纤维板一端的下板面涂抹第一粘接剂，粘贴0.01mm-5mm厚度的平板金属片；处理之后的碳纤维板能在受到拉力之后，能够滑入锚板内部楔形孔，提高锚具的自锚性能，同时金属片可以保护碳纤维板不受刮伤。
在碳纤维板与金属片粘接固化后，在所述碳纤维板上与所述下板面相对的上板面涂抹第二粘接剂，粘接楔形夹片；
将粘接金属片和楔形夹片的碳纤维板一端推入锚板的楔形孔内，进行顶压，静置固化，所述楔形孔的上表面斜度与所述楔形夹片相对应，下表面为平面，所述金属片远离所述碳纤维板的一面与楔形孔内的下表面接触，所述楔形孔的下表面与所述锚板的底面平行之间的夹角沿所述碳纤维板锚固方向为0°-15°，所述楔形孔的上表面斜度与所述楔形夹片相对应且所述楔形夹片的斜度大于所述下表面与所述底面之间的夹角；
楔形孔下表面和锚板底面的距离即约为碳纤维板和混凝土构件表面的最大距离，相对于双夹片锚具，所述的距离，在单夹片锚具中可缩小到8-1mm。本发明首次提出碳纤维板的单夹片锚具，结构中，单个楔形夹片在碳纤维板上部，与锚板的下表面一起夹持碳纤维板，以达到锚固碳纤维板的目的，单夹片锚具与现有的双夹片锚具相比，外部形状变化不大，现有双夹片锚具的其他配套器具(如支承座等)不需修改或仅需微小修改，即可适用于单夹片锚具。能使碳纤维板更贴近混凝土构件表面，碳纤维板和混凝土构件协同应变，能充分发挥碳纤维板的加固效果。
可选地，还包括如下步骤：在所述第一粘接剂或/和第二粘接剂内混入金刚砂，能够增大胶粘剂和碳纤维板之间的摩擦力，提高锚具的锚固效果。
可选地，还包括如下步骤：在所述楔形夹片上与所述上板面相对的一面，涂抹润滑油或润滑脂，减少其在进入楔形孔内的摩擦阻力。
可选地，所述顶压的压力范围为150-500kN。
可选地，所述金属片的变形能力强，能够有效的保护碳纤维板。
可选地，所述楔形夹片上与所述上板面粘接的一面设置有朝向所述的碳纤维板一端的逆齿，能够提高楔形夹片对碳纤维板的锚固能力，增大其摩擦阻力及阻碍能力。
可选地，所述第一粘接剂能有效粘结碳纤维板和金属薄片。
可选地，所述第二粘接剂为固化后强度较高的胶粘剂，胶粘剂固化后形成坚硬的反逆齿，与夹片上的逆齿咬合，可有效提高锚具的锚固能力。
可选地，所述第一粘接剂或/和所述第二粘接剂为固化后抗压强度能大于或等于1MPa的固化胶粘剂。
可选地，所述楔形夹片的斜度为0.01°-45°。
可选地，还包括如下步骤：在所述碳纤维板的一端锚固完成后，在所述碳纤维板的另一端重复锚固的碳纤维板一端的锚固步骤，完成对碳纤维板整体的锚固。
本发明还提供一种采用上述方法锚固的单夹片碳纤维板锚固结构，如图2-5中所示的，所述碳纤维板1的一端锚固在锚板4的楔形孔41内。所述锚固的碳纤维板1一端的下板面设置有第一粘接剂，所述下板面可以通过第一粘接剂与楔形孔内的下表面粘接固定，或者第一粘接剂粘接其他部件与楔形孔内的下表面接触，来进一步的提高其锚固能力。相对的上板面上设置有通过第二粘接剂粘接固定有楔形夹片2。所述楔形夹片2远离所述碳纤维板1的一面与楔形孔41内的上表面42接触。所述楔形孔41内的上表面42的斜度与所述楔形夹片2相契合。
楔形孔下表面和锚板底面的距离即约为碳纤维板和混凝土构件表面的最大距离，相对于双夹片锚具，所述的距离，在单夹片锚具中可缩小到8-1mm。本发明首次提出碳纤维板的单夹片锚具，结构中，单个楔形夹片在碳纤维板上部，与锚板的下表面一起夹持碳纤维板，以达到锚固碳纤维板的目的，单夹片锚具与现有的双夹片锚具相比，外部形状变化不大，现有双夹片锚具的其他配套器具(如支承座等)不需修改或仅需微小修改，即可适用于单夹片锚具。能使碳纤维板更贴近混凝土构件表面，碳纤维板和混凝土构件协同应变，能充分发挥碳纤维板的加固效果。
本发明提出的一种碳纤维板的单夹片锚具，能有效锚固碳纤维板，用以建筑结构的加固工程。相对于已有的双夹片锚具，用单夹片锚具锚固后的碳纤维板更能贴近构件的表面，更好的遵循平截面假定，更有效的发挥加固作用；碳纤维板端部弯起减少，受力状态更简单；工程应用过程中能有效减少用胶量(碳板胶，学名为双组份改性环氧树脂胶粘剂)，节约工程成本。
可选地，所述楔形孔41的下表面43与所述锚板4的底面之间的夹角沿所述碳纤维板1锚固方向为0°-15°，当所述碳纤维板1弯曲时，能够与所述混凝土构件表面更加贴近，使用效果更好。所述楔形孔41内的上表面42的斜度与所述楔形夹片2上表面倾斜度相契合且所述所述楔形孔41内的上表面42的斜度大于所述楔形孔41的下表面42与所述锚板4的底面之间的夹角，能够防止碳纤维板1从楔形孔41中北拉出，失去锚固效果。
可选地，如图2-5中所示的，所述碳纤维板1的一端锚固在锚板4的楔形孔41内。所述锚固的碳纤维板1一端的下板面设置有通过第一粘接剂粘接固定0.01mm-5mm厚的平板金属片3，粘接金属板3之后的碳纤维板1能在受到拉力之后，滑入锚板4内部楔形孔41，提高锚具的自锚性能，同时金属片3可以保护碳纤维板1不受刮伤。相对的上板面上设置有通过第二粘接剂粘接固定有楔形夹片2。所述楔形夹片2远离所述碳纤维板1的一面与楔形孔41内的上表面42接触。所述金属片3远离所述碳纤维板1的一面与楔形孔41内的下表面43接触。所述楔形孔41内的上表面42的斜度与所述楔形夹片2相契合。
可选地，所述金属片3变形能力强，能够有效的保护碳纤维板。进一步的，所述金属片3可以为薄铝片、薄铁片、薄铜片、薄不锈钢片和薄合金片中的一种。
可选地，所述金属片3或/和所述楔形夹片2的宽度大于等于所述碳纤维板1宽度，小于等于所述楔形孔41的宽度。
可选地，如图5中所示的，所述楔形夹片2上与所述上板面粘接的一面设置有朝向所述的碳纤维板1一端的逆齿，能够提高楔形夹片对碳纤维板的锚固能力，增大其摩擦阻力及阻碍能力。
可选地，所述第二粘接剂与所述楔形夹片2接触的一面形成有与所述逆齿相对的反逆齿，与夹片上的逆齿咬合，可有效提高锚具的锚固能力。。
可选地，所述第一粘接剂能有效粘结碳纤维板1和金属片3。
可选地，所述第二粘接剂为固化后强度较高的胶粘剂，胶粘剂固化后形成坚硬的反逆齿，与夹片上的逆齿咬合，可有效提高锚具的锚固能力。
可选地，所述第一粘接剂或/和所述第二粘接剂为固化后抗压强度能大于或等于1MPa的固化胶粘剂。
可选地，所述第一粘接剂或/和第二粘接剂内混和有金刚砂，能够增大胶粘剂和碳纤维板之间的摩擦力，提高锚具的锚固效果。
可选地，所述楔形夹片2或/和所述金属片3的长度大于所述楔形孔的长度0.5cm-3cm，预留足够的缓冲余量。
虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (9)

1.一种碳纤维板的锚固方法，其特征在于，包括如下步骤：
在碳纤维板一端的下板面涂抹第一粘接剂；
在碳纤维板一端的上板面涂抹第二粘接剂，粘接楔形夹片；
将粘接楔形夹片的碳纤维板一端推入锚板的楔形孔内，进行顶压，静置固化，所述楔形孔的上表面斜度与所述楔形夹片相对应。
2.根据权利要求1所述的碳纤维板的锚固方法，其特征在于，还包括如下步骤：
在碳纤维板一端的下板面涂抹第一粘接剂，粘贴0.01mm-5mm厚度的平板金属片；
在碳纤维板与金属片粘接固化后，在与所述下板面相对的上板面涂抹第二粘接剂，粘接楔形夹片；
将粘接金属片和楔形夹片的碳纤维板一端推入锚板的楔形孔内，进行顶压，静置固化，所述金属片远离所述碳纤维板的一面与楔形孔内的下表面接触，所述楔形孔的下表面与所述锚板的底面之间的夹角沿所述碳纤维板锚固方向为0°-15°，所述楔形孔的上表面斜度与所述楔形夹片相对应且所述楔形夹片的斜度大于所述下表面与所述底面之间的夹角。
3.根据权利要求1-2任一所述的碳纤维板的锚固方法，其特征在于，还包括如下步骤：
在所述第一粘接剂或/和第二粘接剂内混入金刚砂。
4.根据权利要求1-2任一所述的碳纤维板的锚固方法，其特征在于，还包括如下步骤：
在所述楔形夹片上与所述上板面相对的一面，涂抹润滑油或润滑脂。
5.根据权利要求1-2任一所述的碳纤维板的锚固方法，其特征在于，所述顶压的压力范围为150-500kN。
6.根据权利要求1-2任一所述的碳纤维板的锚固方法，其特征在于，所述第一粘接剂或/和所述第二粘接剂为固化后抗压强度能大于或等于1MPa的固化胶粘剂。
7.根据权利要求1-2任一所述的碳纤维板的锚固方法，其特征在于，所述楔形夹片上与所述上板面粘接的一面设置有朝向所述的碳纤维板一端的逆齿。
8.根据权利要求1-2任一所述的碳纤维板的锚固方法，其特征在于，还包括如下步骤：
在所述碳纤维板的一端锚固完成后，在所述碳纤维板的另一端重复锚固的碳纤维板一端的锚固步骤。
9.一种采用权利要求1-8任一方法锚固的碳纤维板锚固结构，其特征在于，所述碳纤维板的一端锚固在锚板的楔形孔内，所述锚固的碳纤维板一端的下板面设置有第一粘接剂，相对的上板面上设置有通过第二粘接剂粘接固定有楔形夹片，所述楔形夹片远离所述碳纤维板的一面与楔形孔内的上表面接触。
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