CN108532837A

CN108532837A - 用于frp筋的复合式双套筒锚具及其锚固方法

Info

Publication number: CN108532837A
Application number: CN201810557155.3A
Authority: CN
Inventors: 张延年; 董晓; 海洪
Original assignee: Shenyang Jianzhu University
Current assignee: Shenyang Jianzhu University
Priority date: 2018-06-01
Filing date: 2018-06-01
Publication date: 2018-09-14

Abstract

本发明涉及一种用于FRP筋的复合式双套筒锚具及其锚固方法，属于锚固技术领域。包括相互连接的粘结段、夹片段、预紧装置，所述粘结段包括外套筒和粘结剂，外套筒内侧开设套筒凹槽且粗糙化处理，外侧开设粘结剂灌注口，所述夹片段包括内套筒和夹片，内套筒外侧开设套筒凸起，内侧为内锥孔，所述预紧装置位于粘结段与夹片段之间，包括张拉螺栓、可调螺母、强力弹簧；锚固时先将FRP筋从外套筒通口进入，再从内套筒通口进入进行夹片锚固，调节好预紧装置，待锚固好之后注入粘结剂锚固。本发明结合了机械式锚具和粘结式锚具，采用双套筒的方式，且承载力高、构造简单、施工方便、施工速度快，避免了FRP筋在锚固过程中出现的切口效应，粘结剂蠕变的问题。

Description

用于FRP筋的复合式双套筒锚具及其锚固方法

技术领域

本发明属于锚固技术领域，特别是涉及一种用于FRP筋的复合式双套筒锚具及其锚固方法。

背景技术

FRP，纤维增强复合塑料，是英文（Fiber Reinforced Plastics ）的缩写，现有CFRP、GFRP、AFRP、BFRP等。中文中玻璃钢指的就是GFRP。 FRP复合材料是由纤维材料与基体材料按一定的比例混合后形成的高性能型材料。其中GFRP根据所使用的树脂品种不同，有聚酯玻璃钢、环氧玻璃钢、酚醛玻璃钢等种类。一般FRP具有质轻而硬，不导电，机械强度高，回收利用少，耐腐蚀等特性。

FRP复合材料的研究开发和应用在欧美发达国家以及日本, 已成为十分活跃的领域。在今后一个时期, FRP作为一种高性能材料以其轻质高强、耐腐蚀、耐久性能好、施工便捷等性能特点, 必将成为各类道路、桥梁、民用建筑结构的养护、检测和维修的必要补充材料, 并得到广泛应用, 给我国的建筑经济领域带来不可忽视的综合效益。

FRP筋抗拉强度高,很适合用于预应力混凝土,但横向抗剪能力不如钢材好。而同时作用拉力和横向压力的复合应力状态却存在于锚固预应力筋的锚具系统内。当主应力超过筋的临界值发生破断时,将使筋的抗拉强度得不到充分发挥。粘结式锚具和夹片式锚具均有其自身的局限性。粘结式锚具由于需要较大的锚固长度，而夹片式锚具长期处在较大疲劳应力幅状态下由于夹片小端的刚度较大使得对损伤敏感的FRP筋易发生疲劳破坏，因此,需要设计新型的锚具。

目前用于FRP预应力筋的锚具按照锚固的机理大体上可以分为3类：机械夹持类锚具、粘结类锚具以及二者结合产生的新型锚具。

机械夹持类锚具主要依靠夹片或者锥塞在 FRP筋上产生环形压力，从而产生夹持作用，将预应力筋进行锚固。最主要的形式有两种：

1.夹片式锚具：夹片式锚具由外锚环和夹片两部分组成，夹片数量为 2～4 片。夹片的材料主要为钢材。夹片内表面有的带有细齿，有的则没有。

2. 锥型锚具：由锥型锚环和锥塞组成，将 FRP筋放置在锚环内，锥塞顶进锚环，从而夹紧FRP筋。

粘结类锚具: 其主要部分是一个圆柱形的金属套筒，采用树脂类或者其他的粘结材料将 FRP筋和金属套筒粘结在一起，待粘结胶体达到设计强度后，通过千斤顶张拉金属套筒来对FRP筋施加预应力。

除了上述两种锚具之外，还有结合二者特点的一些其他锚具。

发明内容

为了解决上述存在的技术问题，本发明提供一种用于FRP筋的复合式双套筒锚具及其锚固方法，主要为了开发一种传力明确、构造简单、安全可靠、施工方便的FRP筋的复合式双套筒锚具，能够有效的解决FRP筋在锚固过程中出现切口效应，粘结剂蠕变的问题。

本发明采用的技术方案如下：

本发明一种用于FRP筋的复合式双套筒锚具及其锚固方法，包括相互连接的粘结段、夹片段、预紧装置；所述粘结段包括外套筒和粘结剂，外套筒为长方体，沿其内侧四边中心线开设套筒凹槽且内侧全部粗糙化处理，外套筒上部开设呈矩形状的粘结剂灌注口，在其底部中心位置处开设外套筒通口和螺栓通口，使FRP筋从外套筒通口穿过，进而穿过粘结段；所述夹片段包括内套筒和夹片，内套筒为梯形，横截面积比外套筒小，沿其外侧四边中心线开设套筒凸起，使其卡入套筒凹槽中；内套筒内部中央开设内锥孔，夹片沿内锥孔中心线开设圆孔，其内表面采用金刚砂涂抹；所述预紧装置包括张拉螺栓、螺母、强力弹簧，张拉螺栓分别焊接在内套筒的四个边角上，且与外套筒底部的螺栓通口一一对应，强力弹簧串在张拉螺栓上，在外套筒和内套筒之间，螺母位于外套筒底部外侧的螺栓通口处且与张拉螺栓连接，可调节预应力大小。

进一步地，所述粘结剂采用高性能环氧树脂。

进一步地，所述外套筒、内套筒、夹片、张拉螺栓、螺母采用耐腐蚀铝合金金属构成。

进一步地，所述夹片段内的FRP筋外侧设有金属保护套，采用铝金属制成，长度比内锥孔的长度长。

进一步地，所述强力弹簧与外套筒和内套筒的接触面处分别设置垫环。

进一步地，锚固安装步骤为：

A．FRP筋通过外套筒通口、内锥孔确定位置；

B．锚固夹片段，内套筒套到外套筒中；

C．调节预紧装置，拧紧螺母；

D．从粘结剂灌注口灌注粘结剂锚固粘结段。

本发明的有益效果：

本发明的效果和优点是结合了机械式锚具和粘结式锚具，采用双套筒的方式，且承载力高、构造简单、施工方便、施工速度快，避免了FRP筋在锚固过程中出现的切口效应，粘结剂蠕变的问题。

附图说明

图1为本发明用于FRP筋的复合式双套筒锚具的整体结构剖面图；

图2为图1中外套筒的剖面图；

图3为图1中外套筒的俯视图

图4为图1中外套筒的侧视图；

图5为图1中内套筒及夹片的剖面图；

图6为图1中内套筒的俯视图

图7为图1中内套筒的侧视图；

图8为图1中预紧装置及垫环示意图。

图中，1为粘结段；2为夹片段；3为预紧装置；4为外套筒；5为粘结剂；6为套筒凹槽；7为粘结剂灌注口；8为外套筒通口；9为FRP筋；10为内套筒；11为夹片；12为套筒凸起；13为内锥孔；14为张拉螺栓；15为螺母；16为强力弹簧；17为螺栓通口；18为金属保护套；19为垫环。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细描述：

实施例：如图1-图8所示，本发明包括相互连接的粘结段1、夹片段2、预紧装置3；所述粘结段1包括外套筒4和粘结剂5，外套筒4为长方体，沿其内侧四边中心线开设套筒凹槽6且内侧全部粗糙化处理，外套筒4上部开设呈矩形状的粘结剂灌注口7，在其底部中心位置处开设外套筒通口8和螺栓通口17，使FRP筋9从外套筒通口8穿过，进而穿过粘结段1；所述夹片段2包括内套筒10和夹片11，内套筒10为梯形，横截面积比外套筒4小，沿其外侧四边中心线开设套筒凸起12，使其卡入套筒凹槽6中；内套筒10内部中央开设内锥孔13，夹片11沿内锥孔13中心线开设圆孔，其内表面采用金刚砂涂抹；所述预紧装置3包括张拉螺栓14、螺母15、强力弹簧16，张拉螺栓14分别焊接在内套筒10的四个边角上，且与外套筒4底部的螺栓通口17一一对应，强力弹簧16串在张拉螺栓14上，在外套筒4和内套筒10之间，螺母15位于外套筒4底部外侧的螺栓通口17处且与张拉螺栓14连接，可调节预应力大小。

如图1所示，所述粘结剂5采用高性能环氧树脂。

如图1-图8所示，所述外套筒4、内套筒10、夹片11、张拉螺栓14、螺母15采用耐腐蚀铝合金金属构成。

如图1所示，所述夹片段2内的FRP筋9外侧设有金属保护套18，采用铝金属制成，长度比内锥孔13的长度长。

如图1、图8所示，所述强力弹簧16与外套筒4和内套筒10的接触面处分别设置垫环19。

本发明的工作原理：复合式双套筒锚具可分为粘结段1、夹片段2、预紧装置3，粘结段1及夹片段2起主要锚固作用，预紧装置3起调节FRP筋9预应力的作用。当锚固时，FRP筋9通过外套筒通口8进入锚具内部，进而进入到内套筒10，通过夹片11进行初步锚固，为防止FRP筋9的断裂，在其外部包裹金属保护套18；通过螺母15调节内套筒10的位置从而调节FRP筋9的预应力，最终在粘结剂灌注口7灌注粘结剂5完成最终的锚固步骤，使机械锚固和粘结锚固相结合。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种用于FRP筋的复合式双套筒锚具，其特征在于：包括相互连接的粘结段（1）、夹片段（2）、预紧装置（3）；所述粘结段（1）包括外套筒（4）和粘结剂（5），外套筒（4）为长方体，沿其内侧四边中心线开设套筒凹槽（6）且内侧全部粗糙化处理，外套筒（4）上部开设呈矩形状的粘结剂灌注口（7），在其底部中心位置处开设外套筒通口（8）和螺栓通口（17），使FRP筋（9）从外套筒通口（8）穿过，进而穿过粘结段（1）；所述夹片段（2）包括内套筒（10）和夹片（11），内套筒（10）为梯形，横截面积比外套筒（4）小，沿其外侧四边中心线开设套筒凸起（12），使其卡入套筒凹槽（6）中；内套筒（10）内部中央开设内锥孔（13），夹片（11）沿内锥孔（13）中心线开设圆孔，其内表面采用金刚砂涂抹；所述预紧装置（3）包括张拉螺栓（14）、螺母（15）、强力弹簧（16），张拉螺栓（14）分别焊接在内套筒（10）的四个边角上，且与外套筒（4）底部的螺栓通口（17）一一对应，强力弹簧（16）串在张拉螺栓（14）上，在外套筒（4）和内套筒（10）之间，螺母（15）位于外套筒（4）底部外侧的螺栓通口（17）处且与张拉螺栓（14）连接，可调节预应力大小。

2.如权利要求1所述一种FRP筋的复合式双套筒锚具，其特征在于：所述粘结剂（5）采用高性能环氧树脂。

3.如权利要求1所述一种FRP筋的复合式双套筒锚具，其特征在于：所述外套筒（4）、内套筒（10）、夹片（11）、张拉螺栓（14）、螺母（15）采用耐腐蚀铝合金金属构成。

4.如权利要求1所述一种FRP筋的复合式锚具，其特征在于：所述夹片段（2）内的FRP筋（9）外侧设有金属保护套（18），采用铝金属制成，长度比内锥孔（13）的长度长。

5.如权利要求1所述一种FRP筋的复合式双套筒锚具，其特征在于：所述强力弹簧（16）与外套筒（4）和内套筒（10）的接触面处分别设置垫环（19）。

6.如权利要求1所述一种FRP筋的复合式双套筒锚具及其锚固方法，其特征在于锚固安装步骤为：

A．FRP筋（9）通过外套筒通口（8）、内锥孔（13）确定位置；

B．锚固夹片段（2），内套筒（10）套到外套筒（4）中；

C．调节预紧装置（3），拧紧螺母（15）；

D．从粘结剂灌注口（7）灌注粘结剂（5）锚固粘结段（1）。