CN203904854U - 预应力碳板锚具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种预应力碳板锚具，属于桥梁技术领域。本实用新型的预应力碳板锚具，包括锚体，所述锚体内设有楔形孔，所述楔形孔内匹配有单块楔形夹片，所述楔形夹片与锚体上楔形孔内壁配合夹持住碳纤维板。本实用新型的预应力碳板锚具，能使夹锚住碳纤维板持续不滑移而稳定不被剪断的技术难题；本实用新型的预应力碳板锚具，能够承受要求的长期、稳定、有效的满足荷载夹持力，能够确保碳纤维板在张拉过程中拉力对中和扭力平衡，使得张拉后的固定过程中能控制拧紧螺母的扭力平衡。

Description

预应力碳板锚具

技术领域

本实用新型涉及桥梁加固技术领域，特别是一种桥梁上预应力张拉用的锚具。

背景技术

碳纤维板具有抗拉伸强度高（2000—3000Mpa）的优越性能，通过预应力张拉粘贴到桥梁底部来修复或增强桥梁荷载能力的加固方法，已被越来越多的桥梁设计、业主、施工单位认可和采用。桥梁增强荷载的抗弯加固设计中，因考虑到各型桥梁体的不同性质影响，可安装碳纤维板施工位置的限制，通常会考虑增加一定碳纤维板的厚度和预拉标准有效承载强度的30%至60%力来提高抗弯荷载能力，桥梁加固后的使用寿命长达几十年甚至更长时间，动荷载质量所产生的梁结构挠度疲劳变化和桥梁所处的环境带来侵蚀的不确定性，而碳纤维板横向剪切强度低、板有一定的厚度和宽度、表面又光滑，所以能持续不滑移而稳定的夹持住碳纤维板并不被剪短是预应力碳纤维板加固桥梁的一大难题。持续稳定的夹持住碳纤维板和碳纤维板与混凝土粘结胶缝隙的距离良好控制、简单易操作的张拉固定装置和方法等问题的全面解决，才能更好的推进碳纤维板高强度性能发挥和运用。

在现有公开和使用的预应力碳纤维板张拉锚固技术中，目前为此还没有一种方案能全面解决上述问题。碳纤维板夹持方案中绝大部份采用两片钢板放在碳纤维板的上下面，朝向碳纤维板的面刻有齿或痕或槽，通过钢板两边的压紧螺栓锁住碳纤维板的滑移问题，两片钢板体积较大和有一定厚度也通常采取在混凝土梁上开槽来降低碳纤维板与混凝土的胶层间隙。此方法针对不需要太大预拉力和碳纤维板厚度低于1.4mm时是有效的，但碳纤维板厚度等于或高于1.4mm时或者预拉力高于40%时，两片钢板的压紧力过小碳纤维板会滑移，过大会导致碳纤维丝被剪断和碳纤维板横向破裂，并且压紧螺栓数量较多人工难以均衡地把压紧力传递到碳纤维板上，由于压紧力的不均衡会导致碳纤维板受拉时力不均衡从而造成碳纤维板纵向破裂。在长期的桥梁冲击荷载应力疲劳下，夹持力也会因疲劳减弱。在固定夹持锚具时，由于钢板即要有压紧螺栓的位置又要有锚固钢板的位置还要兼顾到施工时避让梁结构钢筋，使得锚具体积更大导致施工操作性难度加大、误差值也会随之增大，同时对混凝土梁开槽埋入夹持钢板的方法本身也是对梁结构的破坏。

在解决碳纤维板夹持方案中，授权公告号为：CN201198634Y《碳纤维板锚具》实用新型专利所公开的技术方案中采用一整体锚板内有楔形通孔，由两片楔形块楔入锚板内夹紧碳纤维板后与锚板内楔形通孔紧配合达到稳定夹紧目的，而前述实用新型专利发明人在申请公布号为：CN103174261A《弧面碳纤维板夹片》发明专利申请公开的技术方案中也提到前述方案能很好的夹持宽度不大于50mm的碳纤维板，但是当碳纤维板大于50mm时难以均匀夹紧碳纤维板，并且所提供的锚固力只能达到碳纤维板抗拉极限的50%左右，使得碳纤维板的强度不能完全发挥。主要原因在于两片合在一起的楔形块锥度略大，当大头端在楔入通孔时会引起锚体尾端变形，随着碳纤维板宽度增大和预张拉力的加大这种变形会进一步增大，从而影响夹持力均匀性和稳固性。

实用新型内容

本实用新型的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种预应力碳板锚具，解决现有技术中需要通过破坏混凝土结构开槽埋入夹持钢板的技术难题，使夹锚住碳纤维板持续不滑移且稳定不被剪断，可夹持住厚度大于等于1.4mm、宽度大于50mm的碳纤维板，使碳纤维板预张拉力达到40%以上，能长期、稳定、有效地满足荷载夹紧力。

本实用新型采用的技术方案如下：

本实用新型的预应力碳板锚具，包括锚体，所述锚体内设有楔形孔，所述楔形孔内匹配有单块楔形夹片，所述楔形夹片与锚体上楔形孔内壁配合夹持住碳纤维板。

由于采用了上述结构，采用单一的楔形夹片与楔形孔内壁配合的结构，能够避免现有技术中两块钢板夹紧碳纤维板时夹紧力不均匀致使碳纤维板纵向破裂及碳纤维丝被剪断的风险和采用两个楔形夹片通过穿过楔形孔夹紧碳纤维板当碳纤维板厚度等于、大于1.4mm宽度大于50mm以上的碳纤维板和承受碳纤维板预张拉力达到40%以上时，在受到沿碳纤维板方向拉力时楔形夹片大头尾端容易造成锚具本体变形不能更好发挥碳纤维板优异性能的缺点，而本实用新型中采用该楔形夹片，能够将沿碳纤维板方向的拉力夹持力均衡转化于锚具上，可有效地避免应力集中；因此，本实用新型的预应力碳板锚具，结构极其简单，解决本领域技术人员的技术偏见（只有两个楔形夹片配合才能将碳纤维板夹持住），独辟蹊径采用单块的楔形夹片在锚体内夹持住碳纤维板，带来了独特的技术效果，能够承受要求的长期、稳定、有效的荷载夹持力, 能够有效夹持住厚度等于、大于1.4mm宽度大于50mm以上的碳纤维板，可见本实用新型的结构更简单，效果更佳，其明显优于现有技术。

本实用新型的预应力碳板锚具，所述楔形孔内还设有一直条垫片，所述直条垫片与楔形夹片位置相对，所述直条垫片贴合于锚体上楔形孔内壁上，使所述楔形夹片与直条垫片相互配合夹持住碳纤维板，且采用楔子专用胶进行粘接。

由于采用了上述结构，当楔形夹片与锚体内壁之间接触配合夹持碳纤维板时，可能会对碳纤维板本身造成损坏，因此在该楔形孔内铺设一直条垫片，使该直条垫片可与楔形夹片配合，继而可夹锚住碳纤维板持续不滑移而稳定不被剪断；同时避免碳纤维板损坏；能够承受要求的长期、稳定、有效的满足荷载夹持力。楔子专用胶可将楔形夹片、碳纤维板、直条垫片牢牢地粘接，使其不易脱落，能长期、稳定、有效地满足荷载夹紧力。

本实用新型的预应力碳板锚具，所述锚体上与直条垫片贴合的壁，其壁厚为4-15mm。

由于采用单一的楔形片结构，使楔形夹片与锚体的内壁共同承受对碳纤维板的夹持力，因此对于楔形孔的平面内壁的厚度有严格要求，若该厚度过大，这会影响整个锚具的体积，并使碳纤维板与混凝土之间的胶层厚度增大，过大的胶层厚度则严重影响碳纤维板与混凝土粘结共同应力的作用，还导致不便于在混凝土梁底部狭小的空间内进行安装使用，需要破坏混凝土结构开槽；而当该厚度较小时，锚具所能承受的力较小，不能夹持住碳纤维板，不能达到本实用新型的效果，因此本实用新型中选择该壁厚为4-15mm，能够确保锚具的承受力的前提下，尽可能减小整个锚具的体积，继而便于安装和使用。

本实用新型的预应力碳板锚具，所述楔形夹片与直条垫片配合于锚体内，并锚体上且楔形孔的四角形成有溢液口。

由于采用了上述结构，在锚具的安装和使用过程中，由于需要采用楔子专用胶进行粘接，在锚具受力过程中胶水会被挤压，若长期保持在锚具内部无法排除，形成的内应力会抵消锚具对碳纤维板的夹持力，因此其会严重影响锚具的承受能力，本实用新型通过将楔形夹片、直条垫片与楔形孔的四角制成一定的空间，形成了溢液口，便于将锚具内多余的胶水排出，避免在锚具内部形成内应力而抵消锚具对碳纤维板的夹持力。

本实用新型的预应力碳板锚具，所述楔形夹片与直条垫片上沿碳纤维板纵向上的棱边采用圆弧过渡。

现有技术中，由于楔形夹片的棱边为凸出的角（或直角、锐角等），使得碳纤维板在使用过程中，容易与棱边接触而形成应力集中；因此本实用新型特意将碳纤维板能够接触的棱边才用圆弧过渡，有效地避免了碳纤维板上的应力集中，起到了很好的保护作用，增加其使用寿命。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

1、    本实用新型的预应力碳板锚具，能使夹锚住碳纤维板持续不滑移而稳定不被剪断的技术难题；

2、    本实用新型的预应力碳板锚具，能够承受要求的长期、稳定、有效的荷载夹持力,能够确保碳纤维板在张拉过程中拉力对中和扭力平衡，使得张拉后的固定过程中能控制拧紧螺母的扭力平衡。

附图说明

图1是本实用新型的锚具的结构示意图；

图2是图1的右视图。

图中标记：1-锚体，2-碳纤维板，3-楔形夹片，4-直条垫片，5-溢液口。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1，本实用新型的预应力碳板锚具，包括锚体1，所述锚体1内设有楔形孔，所述楔形孔内设有楔形夹片3，所述楔形夹片3的楔形边与楔形孔的倾斜内壁配合，使所述楔形夹片3与其对应的内壁夹持住碳纤维板2。

实施例2与实施例1相似，如图1所示，该实施例与实施例1相似，不同之处在于：所述楔形孔内还设有一直条垫片4，所述直条垫片4与楔形夹片3相对，所述直条垫片4贴合于楔形孔内的平面内壁上，使所述楔形夹片3与直条垫片4相互配合夹持住碳纤维板2，且所述楔子专用胶进行粘接。所述直条垫片4贴合的楔形孔内平面内壁，其厚度为4-15mm，该壁厚最小为4mm，最大为15mm，可以为4、5、6、7、8、9、10、13或14mm，可在4-15mm中任意选择；若该厚度过大，这会影响整个锚具的体积，不能在桥梁底部狭小的空间内进行安装使用，而当该厚度较小时，锚具所能承受的力较小，不能夹持住碳纤维板，因此本实用新型中选择该壁厚为4-15mm，能够确保锚具的承受力的前提下，尽可能减小整个锚具的体积，继而便于安装和使用。其中该楔子专用胶由A和B组份按质量比3:1的比例混合而成；A组份内按重量份计，由环氧树脂128为130份、聚醚多元醇为15份、KH-560偶联剂为3份、分散剂为1份、白碳黑为5份、活性硅微粉为23份和100目石英粉为15份组成；B组分内按重量份计，由聚醚胺为50份、叔胺促进剂3份和硅微粉20份组成。

实施例3与实施例2相似，其不同之处在于：所述楔形夹片3与直条垫片4配合于锚体1内，并锚体1上且楔形孔的四角形成有溢液口5。所述楔形夹片3与直条垫片4上沿碳纤维板2纵向上的棱边采用圆弧过渡。

本实用新型中，在锚具中进行楔形夹片对碳纤维板进行夹紧的同时，采用上述楔子专用胶进行粘接，可使碳纤维板能牢固地被夹持于锚具中，同时被牢牢地粘接，该楔子专用胶具有较强的脚力，能解决锚具对碳纤维板的持续不滑移而稳定不被剪断的技术难题；同时能够承受要求的长期、稳定、有效的荷载夹持力,能够确保碳纤维板在张拉过程中拉力对中和扭力平衡，使得张拉后的固定过程中能控制拧紧螺母的扭力平衡。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.预应力碳板锚具，其特征在于：它包括锚体（1），所述锚体（1）内设有楔形孔，所述楔形孔内匹配有单块楔形夹片（3），所述楔形夹片（3）与锚体（1）上楔形孔内壁配合夹持住碳纤维板（2）。

2.如权利要求1所述的预应力碳板锚具，其特征在于：所述楔形孔内还设有一直条垫片（4），所述直条垫片（4）与楔形夹片（3）位置相对，所述直条垫片（4）贴合于锚体（1）上楔形孔内壁上，使所述楔形夹片（3）与直条垫片（4）相互配合夹持住碳纤维板（2），且采用楔子专用胶进行粘接。

3.如权利要求2所述的预应力碳板锚具，其特征在于：所述锚体（1）上与直条垫片（4）贴合的壁，其壁厚为4-15mm。

4.如权利要求2或3所述的预应力碳板锚具，其特征在于：所述楔形夹片（3）与直条垫片（4）配合于锚体（1）内，并锚体（1）上且楔形孔的四角形成有溢液口（5）。

5.如权利要求4所述的预应力碳板锚具，其特征在于：所述楔形夹片（3）与直条垫片（4）上沿碳纤维板（2）纵向上的棱边采用圆弧过渡。