CN221236281U - 一种用于frp筋的复合式锚具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于FRP筋的复合式锚具，包括粘结式锚具和夹片式锚具；所述粘结式锚具包括外套筒、置于外套筒中的内套筒和置于内套筒锥形孔中的锥形塞；其中，内套筒上在锥形孔的外侧环向设置有多个向外倾斜的FRP筋孔道，每个FRP筋孔道的首端均与锥形孔连通，末端均设置有夹片槽；锥形塞的中心沿轴向设置有用于灌注粘结剂的压浆孔；外套筒与内套筒之间设置有多个液压顶升组件，液压顶升组件固设在外套筒底部，动力输出端朝向内套筒的底端。本实用新型结合粘结式锚具和夹持式锚具，能够对FRP筋进行四次锚固，极大程度上提高了对FRP筋的锚固效果。本实用新型适合在对FRP筋锚固时使用，尤其适用于多束缠绕的半径较大的FRP筋的锚固。

Description

一种用于FRP筋的复合式锚具

技术领域

本实用新型涉及一种锚碇装置，具体地说是一种用于FRP筋的复合式锚具。

背景技术

FRP筋是一种挤压成型工艺制备而成的复合材料制品，与传统钢筋相比，FRP筋具有轻质高强、耐腐蚀等特点，并且拥有优异的单向力学性能，可在相同截面下达到更大的极限承载力，因此多被用于港口工程、地下工程、桥梁、化工建筑等有特殊环境要求的建构筑物中。

当前，用于FRP筋的锚具主要包括夹持式锚具和粘结式锚具两种，但它们在单独使用时都存在一定不足，具体如下：

(1)夹持式锚具主要依靠夹片或者锥塞在FRP筋上产生环形压力，从而产生夹持作用，将预应力筋进行锚固。然而夹持式锚具长时间处在较大疲劳应力幅的工作状态下，容易产生切口效应，使FRP筋发生剪切破坏；

(2)粘结式锚具的主要部分是一个圆柱形的金属套筒，采用树脂类或者其他的粘结材料将FRP筋和金属套筒粘结在一起，待粘结胶体达到设计强度后，再通过千斤顶张拉金属套筒来对FRP筋施加预应力，以完成锚固。然而粘结式锚具的锚固长度较大，且粘结剂固化时间长、抗蠕变性能差，锚固效率低，不适用于需要快速锚固以及施工空间狭小的场所。

实用新型内容

本实用新型提供了一种用于FRP筋的复合式锚具，旨在解决现有锚具存在的锚固效率不高、锚固效果不佳的问题。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案如下：一种用于FRP筋的复合式锚具，包括粘结式锚具和夹片式锚具；

所述粘结式锚具包括外套筒、内套筒和锥形塞；外套筒是一端封闭、一端开口的筒体；内套筒置于外套筒中，内套筒的中心沿轴向设置有锥形孔，并且内套筒上在锥形孔的外侧环向设置有多个向外倾斜的FRP筋孔道；锥形塞包括固连于一体的盖板和柱塞，其中盖板可拆卸安装在外套筒的开口端，柱塞置于内套筒的锥形孔中；

锥形塞的中心沿轴向设置有用于灌注粘结剂的压浆孔；

每个FRP筋孔道的首端均与锥形孔连通，末端均设置有用于固放夹片式锚具的夹片槽；

外套筒与内套筒之间沿外套筒周向间隔设置有多个液压顶升组件，液压顶升组件固设在外套筒底部，动力输出端朝向内套筒的底端。

作为本实用新型的限定，外套筒的内侧壁上沿周向开设有N个定位凹槽，内套筒的外侧壁上对应固设有N个与定位凹槽适配的定位块，其中N≥1且N∈Z。

作为本实用新型的另一种限定，内套筒包括分体设置的上套筒和下套筒；

所述锥形孔包括设置在上套筒中的上锥形孔和设置在下套筒中的下锥形孔，上锥形孔和下锥形孔同轴心；

所述FRP筋孔道设于上套筒中，并且FRP筋孔道的首端与下锥形孔对接以连通。

作为本实用新型的进一步限定，夹片式锚具包括多个由碳纤维增强复合材料制成的夹片。

作为本实用新型的再进一步限定，外套筒、内套筒和锥形塞均由碳纤维增强复合材料制成。

由于采用了上述的技术方案，本实用新型与现有技术相比，所取得的有益效果是：

(1)本实用新型是一种将粘结式锚具和夹持式锚具相结合的复合式锚具，有效克服了现有锚具对FRP筋锚固时的一系列缺陷问题，具体的，克服了因切口效应而导致的FRP筋被夹断或者滑移破坏、克服了因粘结剂蠕变问题而导致的锚固效果不佳。本实用新型适合在对FRP筋锚固时使用，尤其适用于多束缠绕的半径较大的FRP筋的锚固。

(2)本实用新型结合粘结式锚具和夹持式锚具，对FRP筋进行了四次锚固，极大程度上提高了对FRP筋的锚固效果。具体的，通过锥形塞的挤压作用实现了对多束FRP筋的初步锚固；利用夹片实现了对每根FRP筋的二次锚固；推动液压顶升组件增大锥形塞与FRP筋的挤压力实现了三次锚固；通过锥形塞的压浆孔灌注粘结剂实现了四次锚固。

(3)本实用新型中采用液压顶升组件对内套筒进行顶升来进一步增大锥形塞与FRP筋的挤压力，相较张拉螺栓，操作更加简单轻松。

(4)本实用新型中各部件采用碳纤维增强复合材料制成，具有重量轻、强度大、耐腐蚀、抗老化等优点，并且刚度与FRP筋相似，可避免产生切口效应使FRP筋发生剪切破坏。

附图说明

下面结合附图及具体实施例对本实用新型作更进一步详细说明。

图1为本实用新型实施例的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中粘结式锚具的结构关系剖视图；

图3为本实用新型实施例中外套筒的结构示意图；

图4为本实用新型实施例中上套筒的结构示意图；

图5为本实用新型实施例中上套筒的结构关系俯视图；

图6为本实用新型实施例中上套筒的结构关系仰视图；

图7为本实用新型实施例中下套筒的结构示意图；

图8为本实用新型实施例中下套筒的结构关系俯视图；

图9为本实用新型实施例中下套筒的结构关系仰视图；

图10为本实用新型实施例中夹片式锚具与FRP筋的配合结构示意图；

图中：1、FRP筋；2、外套筒；3、内套筒；4、锥形塞；5、液压顶升组件；6、夹片；7、压浆孔；8、上锥形孔；9、下锥形孔；10、FRP筋孔道；11、定位凹槽；12、定位块；13、夹片槽；

31、上套筒；32、下套筒；

41、盖板；42、柱塞。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明。应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和理解本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例一种用于FRP筋的复合式锚具

本实施例是一种将粘结式锚具和夹片式锚具相结合的复合式锚具，具有锚固效率高、锚固效果好等优点。

如图1至图2所示，本实施例中的粘结式锚具包括外套筒2、内套筒3和锥形塞4。其中，外套筒2是一端封闭、一端开口的空腔形筒体，其封闭端具有FRP筋1穿过的通孔；内套筒3置于外套筒2中，为实心筒体，内套筒3的中心位置处沿其轴向设置有锥形孔，并且在锥形孔的外侧环向设置有多个向外倾斜的FRP筋孔道10，每个FRP筋孔道10的首端均与锥形孔连通，使多束FRP筋1能由锥形孔伸入并均匀分散到多个FRP筋孔道10中；锥形塞4包括固连于一体的盖板41和柱塞42，其中盖板41通过螺栓可拆卸安装在外套筒2的开口端上，而柱塞42则置于内套筒3的上述锥形孔中。如图2所示，本实施例中锥形塞4的中心位置处沿轴向设置有用于灌注粘结剂的压浆孔7。

进一步的，如图2以及图4至图9所示，本实施例中的内套筒3为分体式结构，包括上套筒31和下套筒32。其中，上套筒31的中心位置处沿其轴向设置有上锥形孔8，下套筒32的中心位置处沿其轴向设置有下锥形孔9，上锥形孔8的底端直径小于下锥形孔9的顶端直径。当上套筒31与下套筒32组合后，上锥形孔8和下锥形孔9同轴心，形成所述的锥形孔。

如图4至图6所示，上述的FRP筋孔道10设置在上套筒31中，位于上锥形孔8的外侧，并且FRP筋孔道10的首端开口位于上套筒31的底面上，FRP筋孔道10的末端开口位于上套筒31的顶面上。本实施例中共设有6个FRP筋孔道10，并且6个FRP筋孔道10首端开口围合形成的环形，其直径小于下锥形孔9的顶端直径，以当上套筒31与下套筒32组合后，FRP筋孔道10能够与下锥形孔9对接以连通，进而使多束FRP筋1能够由下锥形孔9伸入，并向FRP筋孔道10中分散。

需要说明的，本实施例中，FRP筋孔道10的“首端”指下端，FRP筋孔道10的“末端”指上端；“FRP筋孔道10向外倾斜”指FRP筋孔道10的首端距离上套筒31中心轴近，而FRP筋孔道10的末端距离上套筒31中心轴远，形成倾斜的状态。

为了避免内套筒3与外套筒2之间发生相对滑动，本实施例中在外套筒2的内侧壁上沿其周向等间隔开设了N个定位凹槽11，在内套筒3的外侧壁上对应固设了N个与定位凹槽11适配的定位块12，其中N≥1且N∈Z。当将内套筒3置于外套筒2中后，定位块12位于定位凹槽11中，能够限制内套筒3在外套筒2中沿周向转动。

由于内套筒3包括上套筒31和下套筒32，本实施例在外套筒2的内侧壁上对称设置了2个定位凹槽11，且定位凹槽11的长度等于外套筒2的深度，具体如图3所示。同时，在上套筒31和下套筒32的外侧壁上各对称固设了2个定位块12，具体如图4、图7所示。

更具体的，本实施例中，在外套筒2和内套筒3之间沿外套筒2周向间隔布置了多个液压顶升组件5。如图2所示，每个液压顶升组件5均固设在外套筒2空腔内的底部，并且其动力输出端朝向内套筒3的底端(即下套筒32的底端)。液压顶升组件5可以是液压千斤顶或者液压杆。本实施例中，液压顶升组件5为液压千斤顶，并且在外套筒2的底部还设置了用于对液压千斤顶进行油路控制的送油阀和回油阀。

如图10所示，本实施例中的夹片6式锚具包括多个由碳纤维增强复合材料制成的夹片6。每个夹片6分别锚固一个FRP筋孔道10中的FRP筋1，用于防止FRP筋1在内套筒3上滑脱。

本实施例中，为了便于夹片6的固定，在每个FRP筋孔道10的末端均设置了用于固放夹片6的夹片槽13。

本实施例的制作及使用过程如下所示：

本实施例中的上述各组成构件(外套筒2、内套筒3、锥形塞4和夹片6)均由3D打印制备而成，打印材料均为碳纤维增强复合材料。

S1、建立外套筒2、内套筒3、锥形塞4、夹片6的三维实体模型，并导入切片软件中进行切片，利用3D打印机对切片数据进行打印，得到外套筒2、内套筒3、锥形塞4、夹片6；

S2、将液压千斤顶安装在外套筒2内底部，本实施例中，液压千斤顶共安装有三个；

S3、将多束FRP筋1穿过外套筒2，并穿入下套筒32的下锥形孔9中，再将每一束FRP筋1分别从上套筒31的FRP筋孔道10中穿出；

S4、对FRP筋1施加预紧力至预期预紧力后，盖上锥形塞4后挤压，此时下套筒32底部完全接触到液压千斤顶，通过锥形塞4的挤压作用实现对多束FRP筋1的初步锚固；

S5、将每一束FRP筋1在上套筒31的FRP筋孔道10处安装夹片6进行第二次锚固；

S6、将锥形塞4的盖板41通过螺栓与外套筒2连接，然后控制液压千斤顶抬升，增大锥形塞4与FRP筋1的挤压力，进行第三次锚固；

S7、通过压浆孔7灌注粘结剂，当粘结剂固化后，实现第四次锚固，即可得到多束FRP筋1复合式锚具。

其中，粘结剂优先采用高性能环氧树脂，而螺栓优先采用耐腐蚀铝合金材质。

需要说明的是，以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域技术人员来说，其依然可以对上述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种用于FRP筋的复合式锚具，其特征在于：包括粘结式锚具和夹片式锚具；

所述粘结式锚具包括外套筒、内套筒和锥形塞；外套筒是一端封闭、一端开口的筒体；内套筒置于外套筒中，内套筒的中心沿轴向设置有锥形孔，并且内套筒上在锥形孔的外侧环向设置有多个向外倾斜的FRP筋孔道；锥形塞包括固连于一体的盖板和柱塞，其中盖板可拆卸安装在外套筒的开口端，柱塞置于内套筒的锥形孔中；

锥形塞的中心沿轴向设置有用于灌注粘结剂的压浆孔；

每个FRP筋孔道的首端均与锥形孔连通，末端均设置有用于固放夹片式锚具的夹片槽；

外套筒与内套筒之间沿外套筒周向间隔设置有多个液压顶升组件，液压顶升组件固设在外套筒底部，动力输出端朝向内套筒的底端。

2.根据权利要求1所述的一种用于FRP筋的复合式锚具，其特征在于：外套筒的内侧壁上沿周向开设有N个定位凹槽，内套筒的外侧壁上对应固设有N个与定位凹槽适配的定位块，其中N≥1且N∈Z。

3.根据权利要求1或2所述的一种用于FRP筋的复合式锚具，其特征在于：内套筒包括分体设置的上套筒和下套筒；

所述锥形孔包括设置在上套筒中的上锥形孔和设置在下套筒中的下锥形孔，上锥形孔和下锥形孔同轴心；

所述FRP筋孔道设于上套筒中，并且FRP筋孔道的首端与下锥形孔对接以连通。

4.根据权利要求3所述的一种用于FRP筋的复合式锚具，其特征在于：夹片式锚具包括多个由碳纤维增强复合材料制成的夹片。

5.根据权利要求4所述的一种用于FRP筋的复合式锚具，其特征在于：外套筒、内套筒和锥形塞均由碳纤维增强复合材料制成。