CN113981820A - 一种frp筋材的夹片式挤压拉索锚具及锚固方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种FRP筋材的夹片式挤压拉索锚具，包括挤压锚杯，套管及FRP筋材，所述挤压锚杯为筒体，其外圆柱两端设有外倒角δ，该外倒角的角度小于挤压模的锥孔倾角γ，所述挤压锚杯内腔一端设有内倒角α，所述套管与挤压锚杯的内腔为楔形配合，该套管是纵向切片圆锥体，且中心切片锥角β大于挤压锚杯的内倒角α，两者的角度差为0.1～0.5°，所述套管中心设有多个圆形通孔，FRP筋材穿插在圆形通孔内。本发明通过控制各零件间的尺寸形状，并在FRP筋材的表面涂抹含细砂的胶水来增加其摩擦力，提高锚固性能和抗拉性能。

Description

一种FRP筋材的夹片式挤压拉索锚具及锚固方法

技术领域

本发明涉及建筑结构领域，具体涉及FRP筋材的夹片式挤压拉索锚具及锚固方法。

背景技术

拉索是斜拉桥结构体系中主要的受力承载部件，这些钢结构部件长期处于高应力状态，在恶劣环境服役时，疲劳、腐蚀、失效等现象加剧降低了桥梁的正常服役寿命，并带来严重的经济损失，造成重大的社会影响。为了兼顾拉索的使用寿命和安全性，必须采取有效的措施，来提高拉索的抗腐蚀破坏能力。

FRP复合筋具有轻质、高强和高耐久性的优点，可以满足结构长期服役性能要求，但FRP是各向异性材料，横向抗剪切强度只占纵向抗拉强度的十分之一左右，采用传统锚具难以有效的将其锚固。目前，常见的FRP筋锚固方式有粘结型和夹片型。粘结型锚具通过灌浆料将FRP索体与锚杯粘结成一体，工作过程受力明确，且不会损伤FRP索体，锚固长度越长、筋材表面越粗糙锚固效果越好，但是抗疲劳性能低，长期荷载状态下灌浆料的性能无法保证。夹片型锚具主要用于预应力钢绞线的锚固，依靠楔形夹片与锚杯产生的挤压力来锚固钢绞线，具有施工方便，锚固效率高的特点，但其抗剪性能较弱，直接使用夹片式锚具会在张拉端产生应力集中，并发生断裂破坏。

因此有必要提供一个种锚固效率高且安全可靠的锚固装置及相应的锚固方法。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种FRP筋材的夹片式挤压拉索锚具，通过控制各零件间的尺寸形状，并在FRP筋材的表面涂抹含细砂的胶水来增加其摩擦力，提高锚固性能和抗拉性能。

本发明揭示了一种FRP筋材的夹片式挤压拉索锚具，包括挤压锚杯，套管及FRP筋材，所述挤压锚杯为筒体，其外圆柱两端设有外倒角δ，该外倒角的角度小于挤压模的锥孔倾角γ，所述挤压锚杯内腔一端设有内倒角α，所述套管与挤压锚杯的内腔为楔形配合，该套管是纵向切片圆锥体，且中心切片锥角β大于挤压锚杯的内倒角α，两者的角度差为0.1～0.5°，所述套管中心设有多个圆形通孔，FRP筋材穿插在圆形通孔内。

优选的，所述外倒角δ角度为10～20°，所述内倒角α角度为2～8°，所述挤压模的锥孔倾角γ角度为60～90°。

优选的，所述圆形通孔直径A大于FRP筋材0.1～0.2mm，相邻两圆形通孔之间的中心距为L，且2A<L<3A。

优选的，所述套管为铝合金、铜合金或锌合金。

优选的，所述圆形通孔内壁涂覆含砂胶水，胶水为结构胶，混合的砂的目数为80～120目。

一种FRP筋材的夹片式挤压拉索锚具的锚固方法，包括如下步骤：

a、将套管的圆形通孔内壁上均匀涂抹一层含砂胶水，然后将FRP筋材插入圆形通孔内，利用含砂胶水将FRP筋材包裹固定；

b、将插装有FRP筋材的套管装入挤压锚杯，使套管的楔面与挤压锚杯的内腔配合；

c、将挤压锚杯设有内倒角的一端插入挤压模的锥孔倾角内，使挤压锚杯，套管及挤压模的中心线重合，同时在挤压锚杯表面涂抹油脂；

d、利用千斤顶从挤压锚杯另一端施加载荷，从而使得挤压锚杯整体通过挤压模，挤压过程中挤压锚杯受挤压变形从而锚固套管及FRP筋材。

本发明的有益效果体现在：一种FRP筋材的夹片式挤压拉索锚具，具有如下有益效果：

可以根据FRP筋材直径的大小以及FRP筋材的根数控制挤压锚杯的变形量，套管内设置多个圆形通孔可以实现多根FRP筋材的锚固；

两端设置外倒角，使得挤压锚具的锚固区域产生的压应力分布均匀；

在挤压过程中软金属的塑性变形能够有效保护挤压力对FRP筋材的损失；

套管的锥角与挤压锚杯的内倒角之间设置角度差，从而预防切口效应，避免筋材受损伤；

在FRP筋材与圆形通孔之间设置含砂胶水，能够提高FRP筋材的抗拉拔力，提高锚具的锚固效率；

整个锚具体积小、施工便捷、安全可靠适合岩土锚固、桥梁拉索及结构加固领域。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本发明实施例挤压前的组装示意图；

图2为本发明实施例中挤压锚杯的结构示意图；

图3为本发明实施例中套管的结构示意图；

图4为本发明实施例中套管的侧视图；

图5为本发明实施例中挤压模的结构示意图；

图6为本发明实施例挤压成型后的结构图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

如图1～6所示，本发明所揭示的一种FRP筋材的夹片式挤压拉索锚具，包括挤压锚杯1，套管2及FRP筋材3，所述挤压锚杯为筒体，其外圆柱两端设有外倒角8，外倒角的角度δ为10～20°，挤压模4的锥孔倾角γ角度为60～90°，外倒角的角度小于挤压模的锥孔倾角，从而在挤压时更加容易使得挤压锚杯表面产生形变，确保挤压效果。

所述挤压锚杯内腔一端设有内倒角9，内倒角α的角度为2～8°，所述套管与挤压锚杯的内腔为楔形配合，该套管为纵向切片圆锥体，且中心切片锥角β大于挤压锚杯的内倒角α，两者的角度差为0.1～0.5°，可以预防切口效应，避免损伤筋材，所述套管中心设有多个圆形通孔5，所述圆形通孔直径A大于FRP筋材0.1～0.2mm，相邻两圆形通孔之间的中心距为L，且2A<L<3A，FRP筋材穿插在圆形通孔内。

进一步的，所述套管为软金属材料，优选铝合金、铜合金或锌合金，所述圆形通孔内壁涂覆含砂胶水6，胶水为结构胶，混合的砂的目数为80～120目。

本发明所揭示的一种FRP筋材的夹片式挤压拉索锚具的锚固方法，包括如下步骤：

a、将套管的圆形通孔内壁上均匀涂抹一层含砂胶水，然后将FRP筋材插入圆形通孔内，利用含砂胶水将FRP筋材包裹固定；

b、将插装有FRP筋材的套管装入挤压锚杯，使套管的楔面与挤压锚杯的内腔配合；

c、将挤压锚杯设有内倒角的一端插入挤压模的锥孔倾角内，使挤压锚杯，套管及挤压模的中心线重合，同时在挤压锚杯表面涂抹油脂；

d、利用千斤顶7从挤压锚杯另一端施加载荷，从而使得挤压锚杯整体通过挤压模，挤压过程中挤压锚杯受挤压变形从而锚固套管及FRP筋材。

挤压锚具的在组装过程中，如果配合尺寸设计不合理容易将FRP筋材压碎或者无法给FRP筋材提供有效的握裹力；表面光圆的FRP筋材比表面带肋的FRP筋难锚固，拉伸过程中易产生滑移。本发明通过控制各零件间的尺寸形状，并在FRP筋材的表面涂抹还细砂的胶水来增加其摩擦力，提高锚固性能和抗拉性能。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (6)

1.一种FRP筋材的夹片式挤压拉索锚具，包括挤压锚杯，套管及FRP筋材，其特征在于：所述挤压锚杯为筒体，其外圆柱两端设有外倒角δ，该外倒角的角度小于挤压模的锥孔倾角γ，所述挤压锚杯内腔一端设有内倒角α，所述套管与挤压锚杯的内腔为楔形配合，该套管是纵向切片圆锥体，且中心切片锥角β大于挤压锚杯的内倒角α，两者的角度差为0.1～0.5°，所述套管中心设有多个圆形通孔，FRP筋材穿插在圆形通孔内。

2.根据权利要求1所述的一种FRP筋材的夹片式挤压拉索锚具，其特征在于：所述外倒角δ角度为10～20°，所述内倒角α角度为2～8°，所述挤压模的锥孔倾角γ角度为60～90°。

3.根据权利要求1所述的一种FRP筋材的夹片式挤压拉索锚具，其特征在于：所述圆形通孔直径A大于FRP筋材0.1～0.2mm，相邻两圆形通孔之间的中心距为L，且2A<L<3A。

4.根据权利要求1所述的一种FRP筋材的夹片式挤压拉索锚具，其特征在于：所述套管为铝合金、铜合金或锌合金。

5.根据权利要求1所述的一种FRP筋材的夹片式挤压拉索锚具，其特征在于：所述圆形通孔内壁涂覆含砂胶水，胶水为结构胶，混合的砂的目数为80～120目。

6.一种FRP筋材的夹片式挤压拉索锚具的锚固方法，其特征在于包括如下步骤：

a、将套管的圆形通孔内壁上均匀涂抹一层含砂胶水，然后将FRP筋材插入圆形通孔内，利用含砂胶水将FRP筋材包裹固定；

b、将插装有FRP筋材的套管装入挤压锚杯，使套管的楔面与挤压锚杯的内腔配合；

c、将挤压锚杯设有内倒角的一端插入挤压模的锥孔倾角内，使挤压锚杯，套管及挤压模的中心线重合，同时在挤压锚杯表面涂抹油脂；

d、利用千斤顶从挤压锚杯另一端施加载荷，从而使得挤压锚杯整体通过挤压模，挤压过程中挤压锚杯受挤压变形从而锚固套管及FRP筋材。

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