CN111778973A - 一种螺母预紧式纤维锚杆连接套筒及纤维锚杆连接方法 - Google Patents

Abstract

一种螺母预紧式纤维锚杆连接套筒及纤维锚杆连接方法，套筒包括筒体、螺母及封盖；筒体为两半式分体结构的圆柱筒型且外表面设有外螺纹，两半筒体接缝处采用阶梯式搭接结构，筒体内表面设有锚杆定心支撑块，螺母内表面为圆锥形且设有内螺纹，封盖位于筒体筒口处且其上设有胶液进排口。方法为：同轴对齐两根纤维锚杆；在对接端杆体上刷环氧树脂胶且刷胶长度大于筒体半长；刷胶且缠绕三层纤维布；在杆体对接处将筒体扣合在一起，以大径端朝向筒体的方式套入螺母，旋拧螺母直到小径端与筒体外螺纹过盈套合，通过锚杆定心支撑块对杆体施加径向压力；安装封盖，通过封盖的注胶口向筒体内注胶，直到有胶从胶液溢流口流出，等待筒体内环氧树脂胶完全固化。

Description

一种螺母预紧式纤维锚杆连接套筒及纤维锚杆连接方法

技术领域

本发明属于土木工程技术领域，特别是涉及一种螺母预紧式纤维锚杆连接套筒及纤维锚杆连接方法。

背景技术

近年来，土木工程建设得到了高速发展，同时钢筋锚杆加固技术也随着土木工程建设被广泛应用。然而，随着建设场地利用率的提高以及基础工程深度的加大，传统的钢筋锚杆存在的自重大、运输安装困难、耐腐蚀性差的缺陷越发的突显，因而在一定程度上限制了钢筋锚杆的应用。

为此，纤维锚杆越来越多的被应用，其与钢筋锚杆相比具有质量轻、运输安装方便、耐腐蚀性强的优势。但是，纤维锚杆的应用仍处于工程实践的起步阶段，由于纤维锚杆属于热固性材料，其弯曲能力较差，不能将纤维锚杆做成盘条状运输到施工现场进行截断，只能在工厂先预制成具有定长尺寸的杆状后运输到施工现场，再将这些定长尺寸的纤维锚杆连接成需要的长度。然而，纤维锚杆无法像钢筋锚杆那样进行焊接连接，只用采用绑扎搭接方式或机械打孔方式进行连接，不但纤维锚杆的连接效率低下，而且连接后的纤维锚杆还存在锚固力小(绑扎搭接方式)或存在应力集中(机械打孔方式)的问题，进而导致纤维锚杆的高抗拉性能不能充分发挥。因此，想要推动纤维锚杆在土木工程建设领域的发展和应用，解决纤维锚杆连接方面存在的问题十分必要。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种螺母预紧式纤维锚杆连接套筒及纤维锚杆连接方法，纤维锚杆在连接处的抗拉强度可以达到纤维锚杆极限强度的90％，能够充分发挥纤维锚杆的高抗拉性能。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种螺母预紧式纤维锚杆连接套筒，包括筒体、螺母及封盖；所述筒体采用圆柱筒型结构，在筒体的外表面设有外螺纹，筒体采用两半式分体结构，左半筒体与右半筒体的接缝处采用阶梯式搭接结构；在所述筒体的内表面设有锚杆定心支撑块，锚杆定心支撑块数量若干，若干锚杆定心支撑块沿筒体轴线方向及圆周方向均布设置；所述锚杆定心支撑块与纤维锚杆顶靠接触的表面设为凹弧面结构；所述螺母数量为两个，螺母的内表面采用圆锥形结构，螺母的内螺纹沿圆锥形内表面设置，设有内螺纹的螺母内表面的大径端与设有外螺纹的筒体外表面之间为间隙配合，设有内螺纹的螺母内表面的小径端与设有外螺纹的筒体外表面之间为过盈配合；所述封盖数量为两个，两个封盖分别安装在筒体的两端筒口处；在所述封盖上设有胶液进排口。

所述筒体的内表面直径与纤维锚杆的杆体直径的差值大于10mm。

所述筒体的长度至少为纤维锚杆杆体直径的10倍。

一种纤维锚杆连接方法，采用了所述的螺母预紧式纤维锚杆连接套筒，包括如下步骤：

步骤一：取两根定长尺寸的纤维锚杆放置到工作台上，将两根纤维锚杆同轴对齐，且同轴度误差小于1mm，然后对两根纤维锚杆进行临时固定；

步骤二：在每一根纤维锚杆的对接端杆体上均刷上环氧树脂胶，且每一根纤维锚杆杆体上的刷胶长度均大于筒体长度的一半；

步骤三：在刷有环氧树脂胶的两根纤维锚杆杆体上缠绕上第一层纤维布；

步骤四：在缠绕好的第一层纤维布表面刷上环氧树脂胶，然后在刷有环氧树脂胶的第一层纤维布外侧缠绕上第二层纤维布；

步骤五：在缠绕好的第二层纤维布表面刷上环氧树脂胶，然后在刷有环氧树脂胶的第二层纤维布外侧缠绕上第三层纤维布；

步骤六：将分体状态的筒体扣合在缠绕有三层纤维布的纤维锚杆对接处，然后将两个螺母分别经由两根纤维锚杆后套入筒体上，且设有内螺纹的螺母内表面的大径端朝向筒体，通过扳手旋拧螺母，直到设有内螺纹的螺母内表面的小径端与筒体外表面的外螺纹过盈套合在一起，此时通过锚杆定心支撑块的顶靠作用对纤维锚杆施加径向压力；

步骤七：将两个封盖分别经由两根纤维锚杆后套入筒体上，其中一个封盖上的胶液进排口作为注胶口使用，而另一个封盖上的胶液进排口则作为胶液溢流口使用；

步骤八：准备两个金属卡箍，通过两个金属卡箍分别将两个封盖与筒体进行临时固定；

步骤九：准备一根注胶软管，将注胶软管密封连接在封盖的注胶口与事先准备好的注胶泵之间，启动注胶泵，将环氧树脂胶通过封盖的注胶口注入筒体内，直到环氧树脂胶从另一侧封盖的胶液溢流口流出，说明环氧树脂胶已经充满筒体与纤维锚杆之间的空腔；

步骤十：关闭注胶泵，撤去注胶软管，将注胶口和胶液溢流口进行封堵，直到筒体与纤维锚杆之间空腔内的环氧树脂胶完全固化，最后将临时固定用的两个金属卡箍移除，纤维锚杆连接结束。

本发明的有益效果：

本发明的螺母预紧式纤维锚杆连接套筒及纤维锚杆连接方法，纤维锚杆在连接处的抗拉强度可以达到纤维锚杆极限强度的90％，能够充分发挥纤维锚杆的高抗拉性能。

附图说明

图1为本发明的一种螺母预紧式纤维锚杆连接套筒的结构示意图；

图2为本发明的筒体的结构示意图；

图3为本发明的螺母的结构示意图；

图中，1—筒体，2—螺母，3—封盖，4—锚杆定心支撑块，5—纤维锚杆，6—胶液进排口，7—环氧树脂胶。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。

如图1～3所示，一种螺母预紧式纤维锚杆连接套筒，包括筒体1、螺母2及封盖3；所述筒体1采用圆柱筒型结构，在筒体1的外表面设有外螺纹，筒体1采用两半式分体结构，左半筒体1与右半筒体1的接缝处采用阶梯式搭接结构；在所述筒体1的内表面设有锚杆定心支撑块4，锚杆定心支撑块4数量若干，若干锚杆定心支撑块4沿筒体1轴线方向及圆周方向均布设置；所述锚杆定心支撑块4与纤维锚杆5顶靠接触的表面设为凹弧面结构；所述螺母2数量为两个，螺母2的内表面采用圆锥形结构，螺母2的内螺纹沿圆锥形内表面设置，设有内螺纹的螺母2内表面的大径端与设有外螺纹的筒体1外表面之间为间隙配合，设有内螺纹的螺母2内表面的小径端与设有外螺纹的筒体1外表面之间为过盈配合；所述封盖3数量为两个，两个封盖3分别安装在筒体1的两端筒口处；在所述封盖3上设有胶液进排口6。

所述筒体1的内表面直径与纤维锚杆5的杆体直径的差值至少为10mm。

所述筒体1的长度至少为纤维锚杆5杆体直径的10倍。

一种纤维锚杆连接方法，采用了所述的螺母预紧式纤维锚杆连接套筒，包括如下步骤：

步骤一：取两根定长尺寸的纤维锚杆5放置到工作台上，将两根纤维锚杆5同轴对齐，且同轴度误差小于1mm，然后对两根纤维锚杆5进行临时固定；

步骤二：在每一根纤维锚杆5的对接端杆体上均刷上环氧树脂胶，且每一根纤维锚杆5杆体上的刷胶长度均大于筒体1长度的一半；

步骤三：在刷有环氧树脂胶的两根纤维锚杆5杆体上缠绕上第一层纤维布；

步骤四：在缠绕好的第一层纤维布表面刷上环氧树脂胶，然后在刷有环氧树脂胶的第一层纤维布外侧缠绕上第二层纤维布；

步骤五：在缠绕好的第二层纤维布表面刷上环氧树脂胶，然后在刷有环氧树脂胶的第二层纤维布外侧缠绕上第三层纤维布；

步骤六：将分体状态的筒体1扣合在缠绕有三层纤维布的纤维锚杆5对接处，然后将两个螺母2分别经由两根纤维锚杆5后套入筒体1上，且设有内螺纹的螺母2内表面的大径端朝向筒体1，通过扳手旋拧螺母2，直到设有内螺纹的螺母2内表面的小径端与筒体1外表面的外螺纹过盈套合在一起，此时通过锚杆定心支撑块4的顶靠作用对纤维锚杆5施加径向压力；

步骤七：将两个封盖3分别经由两根纤维锚杆5后套入筒体1上，其中一个封盖3上的胶液进排口6作为注胶口使用，而另一个封盖3上的胶液进排口6则作为胶液溢流口使用；

步骤八：准备两个金属卡箍，通过两个金属卡箍分别将两个封盖3与筒体1进行临时固定；

步骤九：准备一根注胶软管，将注胶软管密封连接在封盖3的注胶口与事先准备好的注胶泵之间，启动注胶泵，将环氧树脂胶7通过封盖3的注胶口注入筒体1内，直到环氧树脂胶7从另一侧封盖3的胶液溢流口流出，说明环氧树脂胶7已经充满筒体1与纤维锚杆5之间的空腔；

步骤十：关闭注胶泵，撤去注胶软管，将注胶口和胶液溢流口进行封堵，直到筒体1与纤维锚杆5之间空腔内的环氧树脂胶7完全固化，最后将临时固定用的两个金属卡箍移除，纤维锚杆连接结束。

本实施例中，纤维锚杆5的杆体直径为30mm，单根纤维锚杆5的杆体长度为1m，纤维锚杆5的材质为玻璃纤维；筒体1的长度为300mm，筒体1的外表面直径为50mm，筒体1的壁厚为5mm，筒体1的内表面直径为40mm，筒体1的材质为65Mn钢；锚杆定心支撑块4的为18个，沿圆周方向共设有3排，每一排沿轴线方向均布6个，单个锚杆定心支撑块4在轴线方向的长度为5mm，单个锚杆定心支撑块4作用在纤维锚杆5上的局部承压面积为300mm²。在纤维锚杆连接操作时，每一根纤维锚杆5杆体上的刷胶长度为170mm，其所刷的环氧树脂胶的型号为EW25，纤维布选用平纹玻璃纤维布，纤维布的厚度为0.025±0.05mm，旋拧螺母2时将扳手施加扭矩控制在1～1.5kNm，注入筒体1内的环氧树脂胶的型号为E20-HP，注胶时间控制在10min之内，环氧树脂胶在筒体1内的固化时间不低于20min。

实施例中的方案并非用以限制本发明的专利保护范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均包含于本案的专利范围中。

Claims (4)

1.一种螺母预紧式纤维锚杆连接套筒，其特征在于：包括筒体、螺母及封盖；所述筒体采用圆柱筒型结构，在筒体的外表面设有外螺纹，筒体采用两半式分体结构，左半筒体与右半筒体的接缝处采用阶梯式搭接结构；在所述筒体的内表面设有锚杆定心支撑块，锚杆定心支撑块数量若干，若干锚杆定心支撑块沿筒体轴线方向及圆周方向均布设置；所述锚杆定心支撑块与纤维锚杆顶靠接触的表面设为凹弧面结构；所述螺母数量为两个，螺母的内表面采用圆锥形结构，螺母的内螺纹沿圆锥形内表面设置，设有内螺纹的螺母内表面的大径端与设有外螺纹的筒体外表面之间为间隙配合，设有内螺纹的螺母内表面的小径端与设有外螺纹的筒体外表面之间为过盈配合；所述封盖数量为两个，两个封盖分别安装在筒体的两端筒口处；在所述封盖上设有胶液进排口。

2.根据权利要求1所述的一种螺母预紧式纤维锚杆连接套筒，其特征在于：所述筒体的内表面直径与纤维锚杆的杆体直径的差值大于10mm。

3.根据权利要求1所述的一种螺母预紧式纤维锚杆连接套筒，其特征在于：所述筒体的长度至少为纤维锚杆杆体直径的10倍。

4.一种纤维锚杆连接方法，采用了权利要求1所述的螺母预紧式纤维锚杆连接套筒，其特征在于包括如下步骤：

步骤一：取两根定长尺寸的纤维锚杆放置到工作台上，将两根纤维锚杆同轴对齐，且同轴度误差小于1mm，然后对两根纤维锚杆进行临时固定；

步骤二：在每一根纤维锚杆的对接端杆体上均刷上环氧树脂胶，且每一根纤维锚杆杆体上的刷胶长度均大于筒体长度的一半；

步骤三：在刷有环氧树脂胶的两根纤维锚杆杆体上缠绕上第一层纤维布；

步骤四：在缠绕好的第一层纤维布表面刷上环氧树脂胶，然后在刷有环氧树脂胶的第一层纤维布外侧缠绕上第二层纤维布；

步骤五：在缠绕好的第二层纤维布表面刷上环氧树脂胶，然后在刷有环氧树脂胶的第二层纤维布外侧缠绕上第三层纤维布；

步骤六：将分体状态的筒体扣合在缠绕有三层纤维布的纤维锚杆对接处，然后将两个螺母分别经由两根纤维锚杆后套入筒体上，且设有内螺纹的螺母内表面的大径端朝向筒体，通过扳手旋拧螺母，直到设有内螺纹的螺母内表面的小径端与筒体外表面的外螺纹过盈套合在一起，此时通过锚杆定心支撑块的顶靠作用对纤维锚杆施加径向压力；

步骤七：将两个封盖分别经由两根纤维锚杆后套入筒体上，其中一个封盖上的胶液进排口作为注胶口使用，而另一个封盖上的胶液进排口则作为胶液溢流口使用；

步骤八：准备两个金属卡箍，通过两个金属卡箍分别将两个封盖与筒体进行临时固定；

步骤九：准备一根注胶软管，将注胶软管密封连接在封盖的注胶口与事先准备好的注胶泵之间，启动注胶泵，将环氧树脂胶通过封盖的注胶口注入筒体内，直到环氧树脂胶从另一侧封盖的胶液溢流口流出，说明环氧树脂胶已经充满筒体与纤维锚杆之间的空腔；

步骤十：关闭注胶泵，撤去注胶软管，将注胶口和胶液溢流口进行封堵，直到筒体与纤维锚杆之间空腔内的环氧树脂胶完全固化，最后将临时固定用的两个金属卡箍移除，纤维锚杆连接结束。

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