CN110984614A - 一种可调节角度的cfrp片材夹持锚具 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可调节角度的CFRP片材夹持锚具，包括两个夹持组，两个夹持组相互铰接，夹持组包括两个夹板和两个铰接件，两个夹板正对设置，两个夹板的夹持面相对，夹板与铰接件一一对应，夹板与对应的铰接件相互铰接，所有铰接件相互铰接。采用本发明的一种可调节角度的CFRP片材夹持锚具，利用CFRP片材夹持过程中，可利用顶紧孔直接挤压CFRP片材，避免了CFRP片材在两个夹板之间的应力过于集中，使CFRP片材受到的应力分散，保证CFRP片材均匀受力，提高了夹持稳定性的同时避免了CFRP片材发生剪切破坏；可利用铰接件实现CFRP与加固构件之间角度任意调节；结构简单，夹持稳定。
Description
技术领域
本发明涉及一种可调节角度CFRP片材夹持锚具，具体涉及一种可调节角度的CFRP片材夹持锚具。
背景技术
现代建筑、交通、桥梁等工程结构中的混凝土梁由于环境侵蚀，材料老化、结构功能发生改变使受荷变化，或自然灾害与人文灾害的发生而导致承载力不足或产生开裂等情况时有发生，存在巨大的安全隐患。
对工程结构的加固和修复是现在最主要的预防手段，碳纤维增强复合材料(简称CFRP)因具有质量轻，强度高，耐腐蚀，耐疲劳断裂，不易蠕变，线膨胀系数和松弛率低等特点，普遍用于工程结构的加固和修复。根据材料的造型不同，常用的有CFRP棒材和CFRP片材；对于CFRP棒材的夹持，有楔形锚具与其适用，对于CFRP片材的夹持，有波形齿锚具与其适用；对于大型桥梁的加固和修复，更多情况下采用的是CFRP片材和波形齿锚具相配合的形式，波形齿锚具直接固定在桥梁底面，CFRP片材通过波形齿锚具拉紧并贴靠在桥梁底面。
现有的波形齿锚具采用两个独立的锚片将CFRP片材夹持，再在两个锚片上穿设拉紧螺杆的方式予以拉紧，拉紧螺杆分布在CFRP片材的边缘之外，由于夹紧时，拉紧螺杆处的应力较为集中，CFRP片材靠近拉紧螺杆的部位可能由于受力过大而发生断裂或破损。
此外，CFRP片材的抗剪切能力较差，当CFRP片材拉紧并贴靠在桥梁底面时，在受到与CFRP片材的平面相垂直的外力时，碳纤维增强复合材料很容易发生脆断。
发明内容
有鉴于此，为解决现有的波形齿锚具在夹持CFRP片材过程中，CFRP片材只能保持水平紧贴于加固构件表面，不可弯折这一问题，提出一种可调节角度的CFRP片材夹持锚具。
本发明提供了一种可调节角度的CFRP片材夹持锚具，不仅有助于避免 CFRP片材在夹持过程中应力过于集中，且采用本夹持锚具后CFRP片材可不用保持平行于加固构件表面，其结构简单，加固效果稳定。
其技术方案如下：
一种可调节角度的CFRP片材夹持锚具，其关键在于，包括两个夹持组，两个所述夹持组相互铰接，其特征在于：所述夹持组包括两个夹板和两个铰接件，两个所述夹板正对设置，两个夹板的夹持面相对，所述夹板与所述铰接件一一对应，所述夹板与对应的所述铰接件相互铰接，所有所述铰接件相互铰接，且可以自由调整至合适角度。
所述夹板包括夹板本体和夹持块，在所述夹板本体的夹持面上设有安装凹槽，在该安装凹槽内嵌设有所述夹持块，在所述安装凹槽的底部设有贯穿所述夹板本体的顶紧孔，且该顶紧孔不会损伤所夹持的CFRP片材。
采用以上方案的效果：①在夹持的过程中，每组夹持板可利用顶紧孔直接挤压CFRP片材，避免了CFRP片材在两个夹板之间的应力过于集中，分散应力，保证了夹持的稳定性，提高了夹持效果，避免了CFRP片材在夹持过程中发生断裂和损坏；②将独立的两个夹持板铰接起来，形成一个整体的夹持组，再将两个夹持组铰接起来，形成一个可调节角度的CFRP片材夹持锚具，两个夹持组能同时夹持不同方向的CFRP片材，并能根据实际情况调整角度。
所述顶紧孔的内壁设有螺纹，所述顶紧孔内穿设有顶紧螺杆，所述顶紧螺杆与所述夹持块抵紧。采用以上技术方案的优点是，调节所述夹板上的顶紧螺杆，挤压对应的所述夹持单元模块，使CFRP片材受到的应力扩散，增大夹持力的同时又不会破坏片材。
所述夹持块为波形齿板，所述夹持块的波形面形成所述夹持面，同一组的所述夹持面相互匹配且贴合。采用以上技术方案的优点是，增加夹持面与 CFRP片材的接触面积，提高夹持效果且有效保护CFRP片材。
所述安装凹槽的底部还贯穿有至少一个挂接孔，所述挂接孔为阶梯孔，所述挂接孔靠近所述安装凹槽的一端孔径小于所述挂接孔远离所述安装凹槽一端的孔径。
所述挂接孔内均穿设有挂接杆，所述挂接杆的杆径与所述挂接孔小孔端的孔径相同，所述挂接杆一端与所述夹持块固定连接，所述挂接杆靠近所述挂接孔大口端的一端设有限位块，所述限位块位于所述挂接孔内。采用以上技术方案的优点是，利用所述挂接杆保证所述夹持块在所述安装凹槽内不会脱落。
所述夹板本体上还设有四个定位孔，所述定位孔贯穿所述夹板本体，所述定位孔的孔心线与所述夹持面垂直，所有所述定位孔均匀分布在所述夹板本体的四个角上，所述定位孔围绕所述安装凹槽设置。
同一组的两个所述夹板上的所述定位孔一一对应。采用以上技术方案的优点是，同一组的两个所述夹板可通过锁紧螺杆固定连接，保证夹持效果。
所述铰接件包括铰接件本体与铰接支耳，所述铰接支耳固定在所述铰接件本体上，所述铰接件本体与对应的所述夹板相互铰接，所有所述铰接件本体通过所述铰接支耳相互铰接，所有所述铰接支耳内穿设有同一根芯轴。
所述夹持块包括三个夹持单元模块，所有所述夹持单元模块在水平方向并排设置，所有所述夹持单元模块均位于所述安装凹槽内。
每个所述夹持单元模块分别连接有两个所述挂接杆，在所述安装凹槽的底部对应每个所述夹持单元模块分别设有两个所述挂接孔，所述挂接杆与所述挂接孔一一对应，每个所述夹持单元模块与三个所述顶紧螺杆相对应，在所述安装凹槽的底部对应每个所述夹持单元模块分别设有三个所述顶紧孔，所述顶紧螺杆与所述顶紧孔一一对应，同一个所述夹持单元模块上的所述挂接杆与顶紧螺杆交错排布，所述挂接杆与顶紧螺杆的交错排布方向与所述夹持单元模块的排布方向垂直。
安装在构件中部可调节角度的CFRP片材夹持锚具还包括固定支架和四个连接杆，所述连接杆竖向设置，所述固定支架安装在所述连接杆的下端，任意两个相邻的所述连接杆之间设有加强杆。
所述固定支架包括安装板、两个连接板和两个安装支耳，两个所述连接板相互平行，所述连接板竖向设置，每个所述连接板的上边缘两端分别连接有一个所述连接杆，两个所述连接板的下边缘上分别设有一个定位开口，所述定位开口竖向向上延伸，所述安装板分别伸入两个所述定位开口内，所述安装板竖向设置，两个所述安装支耳固定设置在所述安装板的下边缘两端，所述芯轴的两端分别与两个所述安装支耳对应，所述芯轴固定在两个所述安装支耳之间。
所述夹板本体上还设有两个张拉孔，所述张拉孔贯穿所述夹板本体，所述张拉孔的孔心线与所述夹持面平行，所有所述张拉孔分布在所述夹板本体的靠近铰接孔位置。所述张拉孔用于穿过钢绞线对所述锚具夹持的CFRP片进行张拉。
有益效果：本发明在CFRP片材夹持的过程中，①可利用顶紧孔挤压CFRP 片材，避免CFRP片材在两个夹板之间的应力过于集中，使CFRP片材受到的应力分散，保证CFRP片材均匀受力且不易断裂，提高了夹持稳定性的同时，避免了CFRP片材发生剪切破坏，结构简单，夹持稳定；②可利用夹持块端部的铰接件自由调整夹持组的相互角度，从而自由调整CFRP片材夹持后角度，满足实际工程中需改变CFRP片材安装角度的迫切需求，本发明通过设计可调节角度的CFRP片材夹持锚具可辅助构建新型组合结构。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为两个夹持组铰接的结构示意图；
图3为图2的俯视图；
图4为单个夹持组的结构示意图；
图5为图4的A-A剖视图；
图6为图4的B-B剖视图；
图7为固定支架和连接杆13的示意图；
图8为铰接件2的第一种结构示意图；
图9为铰接件2的第二种结构示意图；
图10为铰接件2的第三种结构示意图；
图11为铰接件2的第四种结构示意图；
图12为本发明安装使用的结构示意图。
具体实施方式
以下结合实施例和附图对本发明作进一步说明。
如图1到图7所示，一种可调节角度的CFRP片材夹持锚具，其主要包括两个夹持组，两个所述夹持组相互铰接，其特征在于：所述夹持组包括两个夹板和两个铰接件2，两个所述夹板正对设置，两个夹板的夹持面相对，所述夹板与所述铰接件2一一对应，所述夹板与对应的所述铰接件2相互铰接，所有所述铰接件2相互铰接；
所述夹板包括夹板本体1和夹持块3，在所述夹板本体1的夹持面上设有安装凹槽，在该安装凹槽内嵌设有所述夹持块3，在所述安装凹槽的底部设有贯穿所述夹板本体1的顶紧孔。
其中：
所述顶紧孔的内壁设有螺纹，所述顶紧孔内穿设有顶紧螺杆5，所述顶紧螺杆5与所述夹持块3抵紧。
所述夹持块3为波形齿板，所述夹持块3的波形面形成所述夹持面，同一组的所述夹持面相互匹配且贴合。
所述安装凹槽的底部还贯穿有至少一个挂接孔，所述挂接孔为阶梯孔，所述挂接孔靠近所述安装凹槽的一端孔径小于所述挂接孔远离所述安装凹槽一端的孔径。
所述挂接孔内均穿设有挂接杆4，所述挂接杆4的杆径与所述挂接孔小孔端的孔径相同，所述挂接杆4一端与所述夹持块3固定连接，所述挂接杆4 靠近所述挂接孔大口端的一端设有限位块，所述限位块位于所述挂接孔内。
所述夹板本体1上还设有四个定位孔9，所述定位孔9贯穿所述夹板本体1，所述定位孔9的孔心线与所述夹持面垂直，所有所述定位孔9均匀分布在所述夹板本体1的四个角上，所述定位孔9围绕所述安装凹槽设置。
同一组的两个所述夹板上的所述定位孔9一一对应。
所述夹板本体1上还贯穿有张拉孔21，所述张拉孔21的孔心线与所述夹持面平行，所述张拉孔21靠近所述铰接件2，所述张拉孔21位于所述铰接件 2和所述定位孔9之间，张拉时，在所述张拉孔21内穿设有钢绞线。
所述铰接件2包括铰接件本体与铰接支耳，所述铰接支耳固定在所述铰接件本体上，所述铰接件本体与对应的所述夹板相互铰接，所有所述铰接件本体通过所述铰接支耳相互铰接，所有所述铰接支耳内穿设有同一根芯轴10。
所述夹持块3包括三个夹持单元模块，所有所述夹持单元模块在水平方向并排设置，所有所述夹持单元模块均位于所述安装凹槽内。
每个所述夹持单元模块分别连接有两个所述挂接杆4，在所述安装凹槽的底部对应每个所述夹持单元模块分别设有两个所述挂接孔，所述挂接杆4与所述挂接孔一一对应，每个所述夹持单元模块与三个所述顶紧螺杆5相对应，在所述安装凹槽的底部对应每个所述夹持单元模块分别设有三个所述顶紧孔，所述顶紧螺杆5与所述顶紧孔一一对应，同一个所述夹持单元模块上的所述挂接杆4与顶紧螺杆5交错排布，所述挂接杆4与顶紧螺杆5的交错排布方向与所述夹持单元模块的排布方向垂直。
还包括固定支架和四个连接杆13，所述连接杆13竖向设置，所述固定支架安装在所述连接杆13的下端，任意两个相邻的所述连接杆13之间设有加强杆14。
所述固定支架包括安装板11、两个连接板12和两个安装支耳，两个所述连接板12相互平行，所述连接板12竖向设置，每个所述连接板12的上边缘两端分别连接有一个所述连接杆13，两个所述连接板12的下边缘上分别设有一个定位开口，所述定位开口竖向向上延伸，所述安装板11分别伸入两个所述定位开口内，所述安装板11竖向设置，两个所述安装支耳固定设置在所述安装板11的下边缘两端，所述芯轴10的两端分别与两个所述安装支耳对应，所述芯轴10固定在两个所述安装支耳之间。
图8到图11所示，为铰接件2的结构示意图，所示铰接支耳在所述铰接件本体上的位置会自适应的调节，保证所有的所述夹板调节时，在同一个旋转面内。
使用时，打开同一组的两个所述夹板，将CFRP片材伸入同一组的两个所述夹持面之间，将同一组的两个所述夹板夹紧，在同一组的两个所述夹板的所述定位孔9内穿设锁紧螺杆，所述锁紧螺杆伸出所述定位孔9，在所述锁紧螺杆的伸出端套设螺母，调节所述夹板上的顶紧螺杆5，挤压对应的所述夹持单元模块，使所述CFRP片材受到的应力分散，增大夹持力；再按设计要求连接夹持板，在所述张拉孔21中穿入钢绞线，利用张拉设备张拉CFRP片材；待张拉完成后先安装固定夹持锚具17，再撤下张拉设备并将钢绞线从张拉孔 21中撤出。
如图12所示，在桥梁底面16上，应用支架20竖向设置所述桥梁底面16 的下表面，所述应用支架20的下端铰接有两个所述夹持锚具17；
所述桥梁底面16的下表面还设有两个铰接座18，所述应用支架20位于两个所述铰接座18之间，所述铰接座18分别铰接有一个所述夹持锚具17，所述铰接座18和所述应用支架20之间通过所述CFRP片15连接，所述CFRP 片材15的两端夹持在对应的所述夹持锚具17上。
一个所述夹持锚具17即为所述夹持组，两个所述夹持锚具17连接后即为所述可调节角度的CFRP片材夹持锚具。
张拉时，在张拉孔21内穿设钢绞线进行张拉；此外，张拉连接CFRP片材15时，有两种施工方法：①先用夹持锚具17夹持CFRP片材15两端后，再进行预应力张拉，最后通过铰接件2固定夹持锚具17；②先用夹持锚具17 夹持CFRP片材15的一端后，用铰接件2固定此端，再用夹持锚具17夹持CFRP 片材15的另一端，再进行预应力张拉，最后通过铰接件2固定连接此端。
最后需要说明的是，上述描述仅仅为本发明的优选实施例，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不违背本发明宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种可调节角度的CFRP片材夹持锚具，包括两个夹持组，两个所述夹持组相互铰接，其特征在于：所述夹持组包括两个夹板和两个铰接件(2)，两个所述夹板正对设置，两个夹板的夹持面相对，所述夹板与所述铰接件(2)一一对应，所述夹板与对应的所述铰接件(2)相互铰接，所有所述铰接件(2)相互铰接；
所述夹板包括夹板本体(1)和夹持块(3)，在所述夹板本体(1)的夹持面上设有安装凹槽，在该安装凹槽内嵌设有所述夹持块(3)，在所述安装凹槽的底部设有贯穿所述夹板本体(1)的顶紧孔。
2.根据权利要求1所述的一种可调节角度的CFRP片材夹持锚具，其特征在于：所述顶紧孔的内壁设有螺纹，所述顶紧孔内穿设有顶紧螺杆(5)，所述顶紧螺杆(5)与所述夹持块(3)抵紧。
3.根据权利要求2所述的一种可调节角度的CFRP片材夹持锚具，其特征在于：所述夹持块(3)为波形齿板，所述夹持块(3)的波形面形成所述夹持面，同一组的所述夹持面相互匹配且贴合。
4.根据权利要求3所述的一种可调节角度的CFRP片材夹持锚具，其特征在于：所述安装凹槽的底部还贯穿有至少一个挂接孔，所述挂接孔为阶梯孔，所述挂接孔靠近所述安装凹槽的一端孔径小于所述挂接孔远离所述安装凹槽一端的孔径。
5.根据权利要求4所述的一种可调节角度的CFRP片材夹持锚具，其特征在于：所述挂接孔内均穿设有挂接杆(4)，所述挂接杆(4)的杆径与所述挂接孔小孔端的孔径相同，所述挂接杆(4)一端与所述夹持块(3)固定连接，所述挂接杆(4)靠近所述挂接孔大口端的一端设有限位块，所述限位块位于所述挂接孔内。
6.根据权利要求5所述的一种可调节角度的CFRP片材夹持锚具，其特征在于：所述夹板本体(1)上还设有四个定位孔(9)，所述定位孔(9)贯穿所述夹板本体(1)，所述定位孔(9)的孔心线与所述夹持面垂直，所有所述定位孔(9)均匀分布在所述夹板本体(1)的四个角上，所述定位孔(9)围绕所述安装凹槽设置；
同一组的两个所述夹板上的所述定位孔(9)一一对应。
7.根据权利要求6所述的一种可调节角度的CFRP片材夹持锚具，其特征在于：所述铰接件(2)包括铰接件本体与铰接支耳，所述铰接支耳固定在所述铰接件本体上，所述铰接件本体与对应的所述夹板相互铰接，所有所述铰接件本体通过所述铰接支耳相互铰接，所有所述铰接支耳内穿设有同一根芯轴(10)。
8.根据权利要求7所述的一种可调节角度的CFRP片材夹持锚具，其特征在于：所述夹持块(3)包括三个夹持单元模块，所有所述夹持单元模块在水平方向并排设置，所有所述夹持单元模块均位于所述安装凹槽内；
每个所述夹持单元模块分别连接有两个所述挂接杆(4)，在所述安装凹槽的底部对应每个所述夹持单元模块分别设有两个所述挂接孔，所述挂接杆(4)与所述挂接孔一一对应，每个所述夹持单元模块与三个所述顶紧螺杆(5)相对应，在所述安装凹槽的底部对应每个所述夹持单元模块分别设有三个所述顶紧孔，所述顶紧螺杆(5)与所述顶紧孔一一对应；同一个所述夹持单元模块上的所述挂接杆(4)与顶紧螺杆(5)交错排布，所述挂接杆(4)与顶紧螺杆(5)的交错排布方向与所述夹持单元模块的排布方向垂直。
9.根据权利要求8所述的一种可调节角度的CFRP片材夹持锚具，其特征在于：还包括固定支架和四个连接杆(13)，所述连接杆(13)竖向设置，所述固定支架安装在所述连接杆(13)的下端，任意两个相邻的所述连接杆(13)之间设有加强杆(14)；
所述固定支架包括安装板(11)、两个连接板(12)和两个安装支耳，两个所述连接板(12)相互平行，所述连接板(12)竖向设置，每个所述连接板(12)的上边缘两端分别连接有一组(两个)所述连接杆(13)，两个所述连接板(12)的下边缘上分别设有一个定位开口，所述定位开口竖向向上延伸，所述安装板(11)分别伸入两个所述定位开口内，所述安装板(11)竖向设置，两个所述安装支耳固定设置在所述安装板(11)的下边缘两端，所述芯轴(10)的两端分别与两个所述安装支耳对应，所述芯轴(10)固定在两个所述安装支耳之间。
10.根据权利要求9所述的一种可调节角度的CFRP片材夹持锚具，其特征在于：所述夹板本体(1)上还设有两个张拉孔(21)，所述张拉孔(21)贯穿所述夹板本体(1)，所述张拉孔(21)的孔心线与所述夹持面平行，所有所述张拉孔(21)分布在所述夹板本体(1)的靠近铰接孔位置。所述张拉孔(21)用于穿过钢绞线对所述锚具(17)夹持的CFRP片(15)进行张拉。
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