CN201943260U

CN201943260U - 通用型碳纤维筋夹片式锚具

Info

Publication number: CN201943260U
Application number: CN2010205789270U
Authority: CN
Inventors: 诸葛萍; 徐国平; 强士中; 侯苏伟; 刘明虎; 任伟平; 叶华文; 肖林; 李翠娟; 李永乐; 徐勋
Original assignee: Southwest Jiaotong University
Current assignee: Southwest Jiaotong University
Priority date: 2010-10-27
Filing date: 2010-10-27
Publication date: 2011-08-24
Anticipated expiration: 2020-10-27

Abstract

本实用新型公开了一种通用型碳纤维筋夹片式锚具，由夹片、夹片内侧的增摩套管、与夹片相套合的锚环、旋接锚环外表面的限位固件等组成。夹片为一带内孔的圆锥体剖成2～4片相同大小的单元体构成，其外表面加工成锥面，其锥角稍大于锚环的内孔锥角，并与锚环内孔匹配；在夹片内设置有软金属套管，所述套管的内表面敷设有由60～140目硬质颗粒构成的增摩层。本实用新型夹片式锚具具备很高的抗滑移能力，避免CFRP筋滑脱，而锚固时对CFRP筋的损伤又极小，受极限力时其抗滑移安全系数达到2～3，可使各种表面形式的CFRP筋得到可靠地锚固。

Description

通用型碳纤维筋夹片式锚具

技术领域

本实用新型涉土木工程锚具，尤其是中碳纤维聚合材料筋（CFRP）锚固设备技术领域。

背景技术

相对于钢绞线，CFRP筋具有抗拉强度高、耐腐蚀及低松弛等突出优点，可广泛地应用于土木工程特别是桥梁工程。但CFRP筋抗剪能力差，传统的钢绞线夹片式锚具将会使CFRP筋在锚固区受到过大的剪力作用而过早地被剪断，其抗拉强度不能得到充分的发挥，因此，它不能直接用于锚固CFRP筋；另外，CFRP筋按表面形式分，有螺纹状、微压纹状及光圆表面形式的CFRP筋，因此，急需一种可靠的，可锚固各种表面形式的通用的CFRP筋夹片式锚具。而现有的CFRP筋夹片式锚具在传统的钢绞线夹片式锚具的基础上对夹片进行了改造，并引入软金属套管，在一定程度上减少了锚固区CFRP筋的受剪作用，但它们存在锚环小孔端剪力过大，可靠性差，只能适用于锚固表面粗糙度较高（对表面形状有特殊要求的）CFRP筋等缺点。

发明内容

鉴于现有技术的以上缺点，本实用新型的目的是设计一种新型的通用型碳纤维筋夹片式锚具，使之能克服现有技术的以上缺点。

本实用新型的目的是通过如下的手段实现的。

通用型碳纤维筋夹片式锚具，由夹片、与夹片相套合的锚环、旋接锚环外表面的限位固件等组成。夹片为一带内孔的圆锥体剖成2～4片相同大小的单元体构成，其外表面加工成锥面，其锥角稍大于锚环的内孔锥角，并与锚环内孔匹配；在夹片内设置有软金属套管，所述套管的内表面敷设有由60～140目硬质颗粒构成的增摩层。

本实用新型能为CFRP筋提供一种夹片式锚具，它能适用于锚固包括光圆CFRP筋在内的各种表面形式的CFRP筋，可避免CFRP筋在锚环小孔端过早进入受剪破坏，可靠性强，锚固效率系数超过95%。

附图说明

图1是本实用新型的单孔夹片式锚具的剖视图；

图2是图1中的A-A剖视图；

图3是套管结构示意图；

图4是套管横截面示意图；

图5是两种夹片的结构示意图；

图6 橡胶圈示意图；

图7是本实用新型的群锚结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型包括锚环4、夹片3、套管2、橡胶圈7、限位固件5及垫板6。

锚环4由高强钢棒加工而得，中间孔道加工成锥形孔，其外表面加工有与限位固件5匹配的螺纹；夹片3的材料选用高强钢棒，先将其外表面加工成锥面，其锥角稍大于锚环4内孔锥角，并与锚环4内孔匹配，接着通过机械加工设置圆柱体内孔，对其小孔端端部内外表面作圆角处理，夹片内壁表面设置有环绕内孔纵轴并具有相同间距的齿痕，其齿痕的间距为8～12mm(疏齿)，或间距为0～8 (密齿)，齿痕的深度呈随间距的增加而加深的规律，疏齿对应的齿深较密齿的深，齿痕能为夹片3—套管2界面提供较大的咬合力，防止此界面发生滑移，之后将带内孔的圆锥体剖成2～4片相同大小的单元体，最后对单元体进行热处理，至此，夹片3a( 疏齿)和夹片3b (密齿)即可按此方法加工而得；锚环4的内孔壁和夹片3外表面的粗糙度相同，均较光滑。

加工套管2时，选择较小硬度对应牌号的铝管或铜管，其长度稍大于夹片3的长度，将其沿轴向分成两半，中间设有一定宽度的切缝8(如图3和图4)，套管的内表面敷设有由60～140目硬质颗粒构成的增摩层，一般可在其内表面涂刷环氧树脂胶，胶体薄而均匀，接着将60目至140目的石英砂(或其他材料)撒在胶体表面，并去除未被粘住的多余的石英砂，石英砂能为CFRP1筋—套管2界面提供较大的摩擦力，防止此界面发生较大的滑移，待胶体干后，涂砂套管2即可制成。

橡胶圈7（图6）可按设计要求直接从市场上购得；限位固件5为普通的螺母，需与锚环4匹配；垫板6由普通钢板按设计尺寸加工而成。

如图1所示，将CFRP筋1的端部穿过锚环4的锥形孔，将套管2套在CFRP筋1的锚固区，接着将夹片3塞入锚环4锚孔，将橡胶圈7套在夹片3端部凹槽内，沿CFRP筋1轴向调节夹片3与套管2的相对位置，将夹片3置于套管2中部，之后将CFRP筋1、套管2及夹片3整体结构与锚环4塞紧，接着用千斤顶对夹片3的顶部(横截面最大处)施加预紧力至设计吨位，使CFRP筋1、套管2、夹片3及锚环4之间相互紧贴，并形成一个整体结构，将限位固件5旋至锚环4中部，并将限位固件5抵靠在垫板6上，待CFRP筋另一端按相同的方法组装完并在其轴向施加至设计预应力时，旋转CFRP筋另一端的限位固件5并紧贴在垫板6上，至此，即可完成本实用新型锚具装置应用。上述CFRP筋1可为各种表面形式的CFRP筋。

图7为多孔夹片式群锚，每个孔对应的组件同上述单孔夹片式锚具，其组装方法同上述施工工艺，此锚具可适用于需锚固多跟CFRP筋1的结构。

采用本实用新型的结构，CFRP筋的端部穿过锚环的锥形孔，锚环大孔端紧挨CFRP筋端部，CFRP筋与锚环间有2～4片外表面为锥形的夹片，夹片横截面最小的端部紧挨锚环小孔端，夹片外表面的锥角大于锚环内孔锥角，CFRP筋与夹片间设置软金属套管(铜套管或铝套管)，软金属套管内表面(与CFRP筋接触的面)涂有石英砂(或其他材料)，石英砂目数为60目至140目，锚环的外侧设有限位固件(螺母)，若将CFRP筋作为预应力筋使用时，施加完预应力后，调节限位固件至相应的位置，并将限位固件置于支撑座上，从而保持预加力。

与现有现有技术比，本实用新型锚具具有如下优点：

1.由于夹片外表和锚环内表面存在倾角差(不同的倾角)，夹片式锚具受力时，其锚固端CFRP筋表面所受的纵向剪力从锚环小孔端至大孔端逐渐变大，减少锚环小孔端CFRP筋表面的应力集中现象，从而避免CFRP筋在锚环小孔端过早进入受剪破坏；

2. 本锚具能锚固包括光圆CFRP筋在内的各种表面形式的CFRP筋，这是由于软金属套管内表面涂有石英砂(或其他材料)，而相近的夹片式锚具要求CFRP筋的表面需具有较高的粗糙度，不能很好地锚固光圆表面形式的CFRP筋，本夹片式锚具CFRP筋—套管界面具备很高的抗滑移能力，避免CFRP筋滑脱，本锚具受极限力时其抗滑移安全系数达到2～3，可使CFRP筋得到可靠地锚固，较高目数的石英砂几乎不对CFRP筋表层造成损害，从而使得本锚具备很高锚固效率系数，经试验验证，各种表面形式的CFRP筋对应的本锚具锚固效率系数均超过95%，且性能稳定；

3. 经疲劳试验验证，本夹片式锚具的疲劳性能优异，能完全满足动载作用下的受力要求；

4. 本夹片式锚具具有组装简单方便，张力或加载工艺简单，易于施工，轻巧及组装完成后即可投入使用等优点。

Claims

1.一种通用型碳纤维筋夹片式锚具，由夹片、与夹片相套合的锚环、旋接锚环外表面的限位固件等组成，其特征在于，夹片为一带内孔的圆锥体剖成2～4片相同大小的单元体构成，其外表面加工成锥面，其锥角稍大于锚环的内孔锥角，并与锚环内孔匹配；在夹片内设置有软金属套管，所述套管的内表面敷设有由60～140目硬质颗粒构成的增摩层。