CN114150581A - 一种frp片材柳叶状刻痕夹板锚 - Google Patents
一种frp片材柳叶状刻痕夹板锚 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114150581A CN114150581A CN202111428896.XA CN202111428896A CN114150581A CN 114150581 A CN114150581 A CN 114150581A CN 202111428896 A CN202111428896 A CN 202111428896A CN 114150581 A CN114150581 A CN 114150581A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- leaf
- shaped
- willow
- nick
- splint
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 241000124033 Salix Species 0.000 title claims abstract description 58
- ZZUFCTLCJUWOSV-UHFFFAOYSA-N furosemide Chemical compound C1=C(Cl)C(S(=O)(=O)N)=CC(C(O)=O)=C1NCC1=CC=CO1 ZZUFCTLCJUWOSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 38
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 6
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims description 4
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 claims description 4
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 claims description 4
- 210000001015 abdomen Anatomy 0.000 claims description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 2
- 238000012886 linear function Methods 0.000 claims description 2
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 claims description 2
- 238000004873 anchoring Methods 0.000 abstract description 39
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 21
- 229920002430 Fibre-reinforced plastic Polymers 0.000 description 72
- 239000011151 fibre-reinforced plastic Substances 0.000 description 72
- 239000004918 carbon fiber reinforced polymer Substances 0.000 description 35
- 238000013461 design Methods 0.000 description 6
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 3
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 3
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 2
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 2
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 1
- 241000646858 Salix arbusculoides Species 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 239000007767 bonding agent Substances 0.000 description 1
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000013401 experimental design Methods 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 239000011120 plywood Substances 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- 238000007788 roughening Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
- E01D—CONSTRUCTION OF BRIDGES, ELEVATED ROADWAYS OR VIADUCTS; ASSEMBLY OF BRIDGES
- E01D19/00—Structural or constructional details of bridges
- E01D19/16—Suspension cables; Cable clamps for suspension cables ; Pre- or post-stressed cables
Abstract
本发明公开了一种FRP片材柳叶状刻痕夹板锚，包括FRP片材、上柳叶状刻痕夹板、下柳叶状刻痕夹板；设计的柳叶状刻痕方向与FRP板材纤维方向垂直，柳叶状刻痕之间相间分布，柳叶状刻痕深度与宽度从锚具的出口处到端部逐渐增大，上下夹板提供的摩擦力从出口处到端部也随之逐渐增大，能够有效降低锚具出口处的应力峰值，充分发挥材料性能，增大接触面之间的摩擦力，提高抗滑能力和锚固效率，缩短锚固长度，节省材料，提高经济性。本发明在尺寸以及其他条件相同的情况下，锚固效率比作用面不采用柳叶状刻痕的夹板提高了28％。
Description
技术领域
本发明涉及一种FRP片材柳叶状刻痕夹板锚，属于土木工程和复合材料技术领域。
背景技术
FRP(Fiber Reinforced Polymer，纤维增强塑料)具有质量轻，强度高，耐腐蚀，抗疲劳性能好等优点，相对于钢材FRP有更好的发展前景。FRP片材可以用于建筑结构和桥梁领域，如结构加固和用作索桥的拉索等。
FRP是一种新型的高性能复合材料，具有轻质、高强、耐腐蚀、抗疲劳、低蠕变、高阻尼等诸多优异的力学性能。由FRP制成拉索，可以解决钢索自重过大、强度不足、承载效率低、耐久性差等缺点。而FRP又是一种典型的正交各项异性材料，虽然纵向抗拉强度很高，但横向强度与抗剪强度均较低，通常会在锚固体系的锚具出口处产生过大的正应力与剪应力峰值，造成FRP拉索的提前破坏，这就使得FRP材料不容易如钢材一般通过夹持来锚固。为了减小锚具出口处的应力峰值，防止FRP拉索的过早破坏，国内外现有的锚固体系通常采用增大锚固长度、提高锚固厚度，或采用护套、变刚度黏结剂等特殊的构造措施，这将会使锚具过长、体积过大、结构复杂、造价增加，极大地影响FRP拉索的经济性与适用性。
中国专利201911366867.8设计了一种基于环-夹协同作用的FRP多层片材锚固体系，所述的锚固体系包括FRP多层片材、套环、波形夹板、紧固螺栓、螺母和垫圈。所述FRP多层片材等分为两股，其端头分别按顺时针和逆时针方向绕过所述套环完成缠绕，然后用所述波形夹板、紧固螺栓、螺母和垫圈将FRP多层片材端头夹紧，最后将锚固区FRP多层片材层合固化。该技术充分考虑了FRP自身的材料特性，能很好利用套环处FRP多层片材层间的黏结力、FRP片材与套环之间的摩擦力与索夹处波形夹板与FRP片材之间的机械咬合力与摩擦力，实现套环和索夹的协同锚固作用，从而达到提升锚固效率、缩短锚固长度、简化生产工艺、降低制造成本的目标。
中国专利201910174103.2设计了一种FRP片材变夹持力波形夹板锚，涉及高强度复合材料领域的工程结构用锚具。包括上波形夹板、下波形夹板、螺栓、螺帽、垫圈及FRP片材。FRP片材穿过上下波形夹板，上下波形夹板将FRP片材紧密夹持，在上下波形夹板的螺栓孔处加上垫圈螺栓穿过上下波形夹板，通过拧紧螺帽将FRP片材锚固。采用波形夹板代替平夹板来夹持FRP片材，且锚固螺栓半径从锚具的出口处到端部逐渐增大，锚固螺栓所提供的夹持力从出口处到端部也随之逐渐增大，可有效降低锚具出口处的应力峰值，提高锚固效率，缩短锚固长度，节省材料，提高经济性。
FRP是一种正交异性材料，其垂直于纤维向的强度与模量远小于纤维向的强度与模量，这使得FRP不容易如钢材一般通过夹持来锚固。要锚固FRP片材需要研制专门的锚具、夹具。国内外现存的FRP片材锚具主要存在两大缺点：1)锚固刚度不足，致使锚固长度过长，FRP片材滑移量过大；2)在锚具出口处会产生较大的应力峰值，致使FRP片材提前破坏，锚固效率不高。现有的FRP拉索锚固体系主要是平板夹持、楔形夹片或黏结体系，都是对于FRP拉索锚固结构本身的升级优化，这种技术设计往往存在锚固体积过大、结构复杂、经济性与适用性不佳的问题。因此设计一种利用锚具夹板自身结构和材料特性相融合的新型夹板锚非常有必要。
发明内容
为了实现上述目的，本发明设计了一种FRP片材柳叶状刻痕夹板锚，设计的柳叶状刻痕方向与FRP板材纤维方向垂直，柳叶状刻痕之间相间分布，柳叶状刻痕深度与宽度从锚具的出口处到端部逐渐增大，上下夹板提供的摩擦力从出口处到端部也随之逐渐增大，能够有效降低锚具出口处的应力峰值，充分发挥材料性能，增大接触面之间的摩擦力，提高抗滑能力和锚固效率，缩短锚固长度，节省材料，提高经济性。CFRP是一种先进的高性能结构材料，轻质高强性能十分突出，可以解决传统结构材料不能解决或者不能很好解决的工程问题。同时，CFRP具有耐腐蚀、抗疲劳等优异性能，CFRP拉索理论寿命可达100年，可显著减少桥梁拉索的运营维护费用，降低桥梁全寿命周期的经济成本。CFRP索，特别是大吨位CFRP索的锚固问题，一直是制约国产CFRP索在大型工程中应用的瓶颈。山东省聊城市兴华路跨徒骇河大桥成功应用CFRP索，在中国乃至世界土木工程领域都具有里程碑式意义，为我国将来在更大跨度桥梁中应用CFRP索迈出了坚实的一步，为CFRP应用开辟了新领域，培育了新市场，有力促进国产碳纤维产业的健康发展。本发明在实际工程中应用时，需要先对CFRP索进行预应力张拉，从CFRP索的类型、位置、强度、尺寸以及厚度等方面综合考虑，合理的对FRP片材柳叶状刻痕夹板锚的各项参数指标进行设计，比如刻痕数目、刻痕间距、深浅程度等。本发明所用到的柳叶状刻痕夹板锚固系统，上下夹板表面带有柳叶状刻痕，相比波形以及平夹板能够提供更多的摩擦力，刻痕相间分布，由浅入深，材料所受摩擦应力也会由小到大，能够很好的降低端口的峰值应力。同时，螺栓以及刻痕的搭配也会大大提高CFRP索和锚具之间的机械咬合力，从而提高CFRP索的锚固效率，进而减少锚固长度，降低经济成本。本发明对CFRP拉索在土木工程新建结构领域的应用起到了一定的推进作用。
本发明采用的技术方案为一种FRP片材柳叶状刻痕夹板锚，包括FRP片材(1)、上柳叶状刻痕夹板(2)、下柳叶状刻痕夹板(3)；上柳叶状刻痕夹板(2)、下柳叶状刻痕夹板(3)上下对应布置，FRP片材(1)穿在上柳叶状刻痕夹板(2)和下柳叶状刻痕夹板(3)之间，上柳叶状刻痕夹板(2)和下柳叶状刻痕夹板(3)将FRP片材(1)夹持紧密；上柳叶状刻痕夹板(2)底面与下柳叶状刻痕夹板(3)顶面上均设有柳叶状刻痕，上柳叶状刻痕夹板(2)底面的柳叶状刻痕为凸起结构，下柳叶状刻痕夹板(3)顶面的柳叶状刻痕为凹槽结构；上柳叶状刻痕夹板(2)底面与下柳叶状刻痕夹板(3)顶面之间互相紧密吻合并且无缝对接；柳叶状刻痕方向与FRP板材纤维方向垂直布置。
上柳叶状刻痕夹板(2)底面与下柳叶状刻痕夹板(3)顶面上的柳叶状刻痕的深度与宽度沿夹持FRP片材(1)的长度方向逐渐增大，上柳叶状刻痕夹板(2)底面与下柳叶状刻痕夹板(3)顶面之间的摩擦力从锚具的出口处到端部也随之逐渐增大。
设柳叶状刻痕夹板的长度的为L，柳叶状刻痕夹板的宽度为B，则刻痕的深度h与每排刻痕中心线到第一排刻痕中心线的距离x成线性关系，刻痕长度l与夹板宽度B成线性关系，刻痕宽度b与刻痕深度h成线性关系，具体的尺寸关系如下：
①.柳叶状刻痕深度h：
FRP片材柳叶状刻痕夹板锚的夹板出口端距离第一排刻痕20mm，且第一排刻痕的深度为0.5mm，以此为原点，每向端部延伸20mm，刻痕深度就增加0.5mm，深度满足一次函数，公式为：h＝0.025x+1
②.柳叶状刻痕长度l：
上柳叶状刻痕夹板(2)与下柳叶状刻痕夹板(3)的两侧需要布置螺栓(4)，所以实际夹板与FRP片材(1)相互作用的面的宽度为刻痕夹板宽度减去两侧螺栓(4)所占宽度，公式如下：
奇数排刻痕长度：l＝3(B-20×2)/10
偶数排刻痕长度：l＝2(B-20×2)/5
③.柳叶状刻痕宽度b：
柳叶状刻痕腹部的宽度与刻痕深度呈比例关系，公式为：b＝2h
进一步地，柳叶状刻痕布置在上柳叶状刻痕夹板(2)底面与下柳叶状刻痕夹板(3)顶面的中间位置，柳叶状刻痕的布置采用两个和一个连续布置的形式，且两个柳叶状刻痕布置在上柳叶状刻痕夹板(2)底面或下柳叶状刻痕夹板(3)的中线两侧，一个柳叶状刻痕布置在上柳叶状刻痕夹板(2)底面或下柳叶状刻痕夹板(3)的中线上。
进一步地，该FRP片材柳叶状刻痕夹板锚还包括螺栓(4)、螺帽(5)和垫圈(6)，在上柳叶状刻痕夹板(2)、下柳叶状刻痕夹板(3)的螺栓孔处加上垫圈(6)，螺栓(4)穿过上柳叶状刻痕夹板(2)、下柳叶状刻痕夹板(3)后，通过拧紧螺帽(5)将FRP片材(1)锚固。
进一步地，上柳叶状刻痕夹板(2)和下柳叶状刻痕夹板(3)的两侧均设置有多个并列布置的用于穿过螺栓(4)的螺栓孔。
进一步地，上柳叶状刻痕夹板(2)和下柳叶状刻痕夹板(3)采用钢材或合金材料制成；
进一步地，上柳叶状刻痕夹板(2)，下柳叶状刻痕夹板(3)的柳叶状刻痕表面进行粗糙化处理即增大柳叶状刻痕表面粗糙度，在柳叶状刻痕表面涂抹一层环氧树脂粘结剂(7)。
进一步地，螺帽(5)为防松动螺帽或采用高强螺帽。
与现有技术相比较，本发明设计的上柳叶状刻痕夹板与下柳叶状刻痕夹板上设有相互吻合对应的柳叶状刻痕，通过设计柳叶状刻痕以及粗糙化处理，增大上下柳叶状刻痕夹板之间的摩擦力；另外，柳叶状刻痕在对夹板进行原始加工的时候，通过挤压成型即可实现沿FRP片材夹持长度方向的锚固刚度，降低了额外器具，并且能够有效增大机械咬合力与摩擦力，缩短FRP片材的锚固长度，节省材料，提高经济价值；锚固的夹持力从出口处到锚具的端部也随之逐渐增大，此举可有效降低应力峰值；尺寸以及其他条件相同的情况下，锚固效率比作用面不采用柳叶状刻痕的夹板提高了28％。
附图说明
图1是FRP片材柳叶状刻痕夹板锚上柳叶状刻痕夹板示意图。
图2是FRP片材柳叶状刻痕夹板锚下柳叶状刻痕夹板示意图。
图3是FRP片材柳叶状刻痕夹板锚施工流程图。
图4是FRP片材柳叶状刻痕夹板锚示意图。
图中：1—FRP片材；2—上柳叶状刻痕夹板；3—下柳叶状刻痕夹板；4—螺栓；5—螺帽；6—垫圈；7—环氧树脂粘结剂。
具体实施方式
下面将结合本发明中图1至图4，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
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。
同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。
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授权说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有示例中，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示例可以具有不同的值。
一种FRP片材柳叶状刻痕夹板锚，包括上柳叶状刻痕夹板、下柳叶状刻痕夹板、螺栓、螺帽、垫圈及FRP片材。FRP片材穿过上下柳叶状刻痕夹板，上下柳叶状刻痕夹板将FRP片材紧密夹持，在上下柳叶状刻痕夹板的螺栓孔处加上垫圈，螺栓穿过上下柳叶状刻痕夹板，通过拧紧螺帽将FRP片材锚固紧密。利用柳叶状刻痕夹板夹持FRP片材，同时，设计的柳叶状刻痕方向与FRP板材纤维方向垂直，柳叶状刻痕之间相间分布，柳叶状刻痕深度与宽度从锚具的出口处到端部逐渐增大，上下夹板提供的摩擦力从出口处到端部也随之逐渐增大，能够有效降低锚具出口处的应力峰值，充分发挥材料性能，增大接触面之间的摩擦力，提高抗滑能力和锚固效率，缩短锚固长度，节省材料，提高经济性。
实例一：CFRP索在大跨度斜拉桥的实际工程应用时，需要先对CFRP索进行预应力张拉，从CFRP索的类型、位置、强度、尺寸以及厚度等方面综合考虑，合理的对FRP片材柳叶状刻痕夹板锚的各项参数指标进行设计，比如刻痕数目、刻痕间距、深浅程度等。但在应用之前，需要对其锚具的锚固效率进行相关实验验证。考虑到成本，决定对CFRP索进行缩尺实验，根据CFRP索的张拉承载力以及实验设计要求，将柳叶状刻痕夹板的长度设置为L＝200mm，柳叶状刻痕夹板的宽度为B＝90mm，刻痕的其他相关参数尺寸如下：
①.柳叶状刻痕深度h：
h＝0.025x+1
第一排深度：0.025×0+0.5＝0.5mm
第二排深度：0.025×20+0.5＝1mm
第三排深度：0.025×40+0.5＝1.5mm
第四排深度：0.025×60+0.5＝2.0mm
第五排深度：0.025×80+0.5＝2.5mm
第六排深度：0.025×100+0.5＝3.0mm
第七排深度：0.025×120+0.5＝3.5mm
第八排深度：0.025×140+0.5＝4.0mm
第九排深度：0.025×160+0.5＝4.5mm
②.柳叶状刻痕长度l：
奇数排刻痕长度：l＝3(B-20×2)/10＝15mm
偶数排刻痕长度：l＝2(B-20×2)/5＝20mm
③.柳叶状刻痕宽度b：
b＝2h
第一排宽度：0.5×2＝1.0mm
第二排宽度：1.0×2＝2.0mm
第三排宽度：1.5×2＝3.0mm
第四排宽度：2.0×2＝4.0mm
第五排宽度：2.5×2＝5.0mm
第六排宽度：3.0×2＝6.0mm
第七排宽度：3.5×2＝7.0mm
第八排宽度：4.0×2＝8.0mm
第九排宽度：4.5×2＝9.0mm
本次实施例中所用到的柳叶状刻痕夹板锚固系统，一共有9排，刻痕最大奇偶排长度分别为15mm、20mm，最大深度可达4.5mm,最大宽度可达9mm,上下夹板表面带有柳叶状刻痕，相比波形以及平夹板能够提供更多的摩擦力，刻痕相间分布，由浅入深，材料所受摩擦应力也会由小到大，能够很好的降低端口的峰值应力。同时，螺栓以及刻痕的搭配也会大大提高CFRP索和锚具之间的机械咬合力，从而提高CFRP索的锚固效率，进而减少锚固长度，降低经济成本。实例二：CFRP索在大跨度悬索桥的实际工程应用时，需要先对CFRP索进行预应力张拉，从CFRP索的类型、位置、强度、尺寸以及厚度等方面综合考虑，合理的对FRP片材柳叶状刻痕夹板锚的各项参数指标进行设计，比如刻痕数目、刻痕间距、深浅程度等。但在应用之前，需要对其端部的锚固进行相关实验测试。考虑到成本，决定对CFRP索进行缩尺实验，根据CFRP索的张拉承载力以及实验仪器要求，设计柳叶状刻痕夹板的长度的为L＝220mm，柳叶状刻痕夹板的宽度为B＝100mm，刻痕的相关尺寸如下：
①.柳叶状刻痕深度h：
h＝0.025x+1
第一排深度：0.025×0+0.5＝0.5mm
第二排深度：0.025×20+0.5＝1mm
第三排深度：0.025×40+0.5＝1.5mm
第四排深度：0.025×60+0.5＝2.0mm
第五排深度：0.025×80+0.5＝2.5mm
第六排深度：0.025×100+0.5＝3.0mm
第七排深度：0.025×120+0.5＝3.5mm
第八排深度：0.025×140+0.5＝4.0mm
第九排深度：0.025×160+0.5＝4.5mm
第十排深度：0.025×180+0.5＝5.0mm
②.柳叶状刻痕长度l：
奇数排刻痕长度：l＝3(B-20×2)/10＝18mm
偶数排刻痕长度：l＝2(B-20×2)/5＝24mm
③.柳叶状刻痕宽度b：
b＝2h
第一排宽度：0.5×2＝1.0mm
第二排宽度：1.0×2＝2.0mm
第三排宽度：1.5×2＝3.0mm
第四排宽度：2.0×2＝4.0mm
第五排宽度：2.5×2＝5.0mm
第六排宽度：3.0×2＝6.0mm
第七排宽度：3.5×2＝7.0mm
第八排宽度：4.0×2＝8.0mm
第九排宽度：4.5×2＝9.0mm
第十排宽度：5.0×2＝10.0mm
本次实施例中所用到的柳叶状刻痕夹板锚固系统，一共有10排，刻痕最大奇偶排长度分别为18mm、24mm，最大深度可达5mm,最大宽度可达10mm,上下夹板表面带有柳叶状刻痕，相比波形以及平夹板能够提供更多的摩擦力，刻痕相间分布，由浅入深，材料所受摩擦应力也会由小到大，能够很好的降低端口的峰值应力。同时，螺栓以及刻痕的搭配也会大大提高CFRP索和锚具之间的机械咬合力，从而提高CFRP索的锚固效率，进而减少锚固长度，降低经济成本。实例三：CFRP索在大跨度斜拉桥的实际工程应用时，需要先对CFRP索进行预应力张拉，从CFRP索的类型、位置、强度、尺寸以及厚度等方面综合考虑，合理的对FRP片材柳叶状刻痕夹板锚的各项参数指标进行设计，比如刻痕数目、刻痕间距、深浅程度等。但在应用之前，需要对其锚具的锚固效率进行相关实验验证。考虑到成本，决定对CFRP索进行缩尺实验，根据CFRP索的张拉承载力以及相关设计要求，设置柳叶状刻痕夹板的长度的为L＝240mm，柳叶状刻痕夹板的宽度为B＝120mm，刻痕的相关尺寸如下：
①.柳叶状刻痕深度h：
h＝0.025x+1
第一排深度：0.025×0+0.5＝0.5mm
第二排深度：0.025×20+0.5＝1mm
第三排深度：0.025×40+0.5＝1.5mm
第四排深度：0.025×60+0.5＝2.0mm
第五排深度：0.025×80+0.5＝2.5mm
第六排深度：0.025×100+0.5＝3.0mm
第七排深度：0.025×120+0.5＝3.5mm
第八排深度：0.025×140+0.5＝4.0mm
第九排深度：0.025×160+0.5＝4.5mm
第十排深度：0.025×180+0.5＝5.0mm
第十一排深度：0.025×200+0.5＝5.5mm
②.柳叶状刻痕长度l：
奇数排刻痕长度：l＝3(B-20×2)/10＝24mm
偶数排刻痕长度：l＝2(B-20×2)/5＝32mm
③.柳叶状刻痕宽度b：
b＝2h
第一排宽度：0.5×2＝1.0mm
第二排宽度：1.0×2＝2.0mm
第三排宽度：1.5×2＝3.0mm
第四排宽度：2.0×2＝4.0mm
第五排宽度：2.5×2＝5.0mm
第六排宽度：3.0×2＝6.0mm
第七排宽度：3.5×2＝7.0mm
第八排宽度：4.0×2＝8.0mm
第九排宽度：4.5×2＝9.0mm
第十排宽度：5.0×2＝10.0mm
第十一排宽度：5.5×2＝11.0mm
本次实施例中所用到的柳叶状刻痕夹板锚，一共有11排，刻痕最大奇偶排长度分别为24mm、32mm，最大深度可达5.5mm,最大宽度可达11mm,上下夹板表面带有柳叶状刻痕，相比波形以及平夹板能够提供更多的摩擦力，刻痕相间分布，由浅入深，材料所受摩擦应力也会由小到大，能够很好的降低端口的峰值应力。同时，螺栓以及刻痕的搭配也会大大提高CFRP索和锚具之间的机械咬合力，从而提高CFRP索的锚固效率，进而减少锚固长度，降低经济成本。
该柳叶状刻痕夹板锚的实现方法如下，
步骤1：将FRP片材(1)穿过上柳叶状刻痕夹板(2)、下柳叶状刻痕夹板(3)；
步骤2：上柳叶状刻痕夹板(2)、下柳叶状刻痕夹板(3)将FRP片材(1)紧密夹持，上下柳叶状刻痕夹板吻合对齐，在上柳叶状刻痕夹板(2)、下柳叶状刻痕夹板(3)与FRP片材(1)之间添加环氧树脂粘结剂(7)；
步骤3：在上柳叶状刻痕夹板(2)、下柳叶状刻痕夹板(3)的螺栓孔处加上垫圈(6)，螺栓(4)穿过上柳叶状刻痕夹板(2)、下柳叶状刻痕夹板(3)；
步骤4：拧紧螺帽(5)将FRP片材(1)锚固紧密。
本发明充分考虑了FRP自身的材料特性，能很好利用夹板以及柳叶状刻痕协同锚固FRP片材作用，从而达到提升锚固效率、缩短锚固长度、简化生产工艺、降低制造成本的目标。
本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。
Claims (8)
1.一种FRP片材柳叶状刻痕夹板锚，其特征在于：包括FRP片材(1)、上柳叶状刻痕夹板(2)、下柳叶状刻痕夹板(3)；上柳叶状刻痕夹板(2)、下柳叶状刻痕夹板(3)上下对应布置，FRP片材(1)穿在上柳叶状刻痕夹板(2)和下柳叶状刻痕夹板(3)之间，上柳叶状刻痕夹板(2)和下柳叶状刻痕夹板(3)将FRP片材(1)夹持紧密；上柳叶状刻痕夹板(2)底面与下柳叶状刻痕夹板(3)顶面上均设有柳叶状刻痕，上柳叶状刻痕夹板(2)底面的柳叶状刻痕为凸起结构，下柳叶状刻痕夹板(3)顶面的柳叶状刻痕为凹槽结构；上柳叶状刻痕夹板(2)底面与下柳叶状刻痕夹板(3)顶面之间互相紧密吻合并且无缝对接；柳叶状刻痕方向与FRP板材纤维方向垂直布置；
上柳叶状刻痕夹板(2)底面与下柳叶状刻痕夹板(3)顶面上的柳叶状刻痕的深度与宽度沿夹持FRP片材(1)的长度方向逐渐增大，上柳叶状刻痕夹板(2)底面与下柳叶状刻痕夹板(3)顶面之间的摩擦力从锚具的出口处到端部也随之逐渐增大。
2.根据权利要求1所述的一种FRP片材柳叶状刻痕夹板锚，其特征在于：设柳叶状刻痕夹板的长度的为L，柳叶状刻痕夹板的宽度为B，则刻痕的深度h与每排刻痕中心线到第一排刻痕中心线的距离x成线性关系，刻痕长度l与夹板宽度B成线性关系，刻痕宽度b与刻痕深度h成线性关系，具体的尺寸关系如下：
①.柳叶状刻痕深度h：
FRP片材柳叶状刻痕夹板锚的夹板出口端距离第一排刻痕20mm，且第一排刻痕的深度为0.5mm，以此为原点，每向端部延伸20mm，刻痕深度就增加0.5mm，深度满足一次函数，公式为：h＝0.025x+1
②.柳叶状刻痕长度l：
上柳叶状刻痕夹板(2)与下柳叶状刻痕夹板(3)的两侧需要布置螺栓(4)，所以实际夹板与FRP片材(1)相互作用的面的宽度为刻痕夹板宽度减去两侧螺栓(4)所占宽度，公式如下：
奇数排刻痕长度：l＝3(B-20×2)/10
偶数排刻痕长度：l＝2(B-20×2)/5
③.柳叶状刻痕宽度b：
柳叶状刻痕腹部的宽度与刻痕深度呈比例关系，公式为：b＝2h。
3.根据权利要求1所述的一种FRP片材柳叶状刻痕夹板锚，其特征在于：柳叶状刻痕布置在上柳叶状刻痕夹板(2)底面与下柳叶状刻痕夹板(3)顶面的中间位置，柳叶状刻痕的布置采用两个和一个连续布置的形式，且两个柳叶状刻痕布置在上柳叶状刻痕夹板(2)底面或下柳叶状刻痕夹板(3)的中线两侧，一个柳叶状刻痕布置在上柳叶状刻痕夹板(2)底面或下柳叶状刻痕夹板(3)的中线上。
4.根据权利要求1所述的一种FRP片材柳叶状刻痕夹板锚，其特征在于：该FRP片材柳叶状刻痕夹板锚还包括螺栓(4)、螺帽(5)和垫圈(6)，在上柳叶状刻痕夹板(2)、下柳叶状刻痕夹板(3)的螺栓孔处加上垫圈(6)，螺栓(4)穿过上柳叶状刻痕夹板(2)、下柳叶状刻痕夹板(3)后，通过拧紧螺帽(5)将FRP片材(1)锚固。
5.根据权利要求1所述的一种FRP片材柳叶状刻痕夹板锚，其特征在于：上柳叶状刻痕夹板(2)和下柳叶状刻痕夹板(3)的两侧均设置有多个并列布置的用于穿过螺栓(4)的螺栓孔。
6.根据权利要求1所述的一种FRP片材柳叶状刻痕夹板锚，其特征在于：上柳叶状刻痕夹板(2)和下柳叶状刻痕夹板(3)采用钢材或合金材料制成。
7.根据权利要求1所述的一种FRP片材柳叶状刻痕夹板锚，其特征在于：上柳叶状刻痕夹板(2)，下柳叶状刻痕夹板(3)的柳叶状刻痕表面进行粗糙化处理即增大柳叶状刻痕表面粗糙度，在柳叶状刻痕表面涂抹一层环氧树脂粘结剂(7)。
8.根据权利要求1所述的一种FRP片材柳叶状刻痕夹板锚，其特征在于：螺帽(5)为防松动螺帽或采用高强螺帽。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111428896.XA CN114150581A (zh) | 2021-11-27 | 2021-11-27 | 一种frp片材柳叶状刻痕夹板锚 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111428896.XA CN114150581A (zh) | 2021-11-27 | 2021-11-27 | 一种frp片材柳叶状刻痕夹板锚 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114150581A true CN114150581A (zh) | 2022-03-08 |
Family
ID=80454441
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111428896.XA Pending CN114150581A (zh) | 2021-11-27 | 2021-11-27 | 一种frp片材柳叶状刻痕夹板锚 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114150581A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114370013A (zh) * | 2022-03-18 | 2022-04-19 | 北京科技大学 | 一种适用于frp板的变曲率夹持式锚具及设计方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN201704877U (zh) * | 2010-04-16 | 2011-01-12 | 卓清 | 夹持厚型高强度纤维复合材料片材的波形齿夹具锚 |
| CN102261166A (zh) * | 2011-05-25 | 2011-11-30 | 湖北金力工程复合材料有限公司 | Frp片材锚具及其锚固方法 |
| CN105937305A (zh) * | 2016-05-20 | 2016-09-14 | 柳州欧维姆结构检测技术有限公司 | 一种横向变摩擦纤维板夹片 |
| CN109881842A (zh) * | 2019-03-08 | 2019-06-14 | 北京工业大学 | 一种frp片材变夹持力波形夹板锚 |
| CN111021632A (zh) * | 2019-12-26 | 2020-04-17 | 北京工业大学 | 一种基于环-夹协同作用的frp多层片材锚固体系 |
-
2021
- 2021-11-27 CN CN202111428896.XA patent/CN114150581A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN201704877U (zh) * | 2010-04-16 | 2011-01-12 | 卓清 | 夹持厚型高强度纤维复合材料片材的波形齿夹具锚 |
| CN102261166A (zh) * | 2011-05-25 | 2011-11-30 | 湖北金力工程复合材料有限公司 | Frp片材锚具及其锚固方法 |
| CN105937305A (zh) * | 2016-05-20 | 2016-09-14 | 柳州欧维姆结构检测技术有限公司 | 一种横向变摩擦纤维板夹片 |
| CN109881842A (zh) * | 2019-03-08 | 2019-06-14 | 北京工业大学 | 一种frp片材变夹持力波形夹板锚 |
| CN111021632A (zh) * | 2019-12-26 | 2020-04-17 | 北京工业大学 | 一种基于环-夹协同作用的frp多层片材锚固体系 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114370013A (zh) * | 2022-03-18 | 2022-04-19 | 北京科技大学 | 一种适用于frp板的变曲率夹持式锚具及设计方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111021632A (zh) | 一种基于环-夹协同作用的frp多层片材锚固体系 | |
| CN109881842B (zh) | 一种frp片材变夹持力波形夹板锚 | |
| CN108004926B (zh) | 大吨位frp拉索锚固方法 | |
| CN107575257A (zh) | 用于纤维增强高分子材料杆的锚具系统及其锚固方法 | |
| CN110029594B (zh) | 一种利用多层预应力纤维布加固混凝土梁的施工方法 | |
| CN114150581A (zh) | 一种frp片材柳叶状刻痕夹板锚 | |
| CN203412200U (zh) | 开槽夹片预应力纤维增强复合材料索锚固装置 | |
| WO2020087887A1 (zh) | 预应力frp加固结构的预警装置及延性调控方法 | |
| CN101942812A (zh) | 一种桥梁加固方法 | |
| CN2573773Y (zh) | 预应力frp筋夹片锚固体装置 | |
| CN215482243U (zh) | 一种高强度预应力体系 | |
| CN211286765U (zh) | 一种钢绞线环形加固装置 | |
| CN203412199U (zh) | 带辅助压紧环的预应力纤维增强复合材料索锚固装置 | |
| CN103352538A (zh) | 一种带辅助压紧环的预应力纤维增强复合材料索锚固装置 | |
| CN210368685U (zh) | 一种多层多张拉端预应力碳纤维布锚固设备 | |
| CN217839700U (zh) | 一种cfrp群锚锚固系统 | |
| CN210420841U (zh) | 小矢度差索道桥 | |
| CN210128894U (zh) | 一种用于光圆拉挤cfrp棒材拉伸试验的夹板式锚具 | |
| CN214737480U (zh) | 一种自锁式多层预应力cfrp加固系统 | |
| CN216074746U (zh) | 一种夹片式群锚结构的锚板及大直径钢绞线拉索 | |
| CN217479955U (zh) | 一种带有双向抗滑锁紧结构的斜拉桥索鞍 | |
| CN216739270U (zh) | 一种耐高疲劳应力幅的耐久型复合钢绞线斜拉索 | |
| CN205975361U (zh) | 一种frp拉索锚具 | |
| CN216713589U (zh) | 一种玻璃纤维复合筋叠合板预制构件 | |
| CN110457734A (zh) | 一种螺栓连接frp型材构件纤维铺层铺设方法及frp型材构件 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |