專利名稱：一種碳纖維增強復合材料索錨具的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種錨具，尤其是涉及一種碳纖維增強復合材料索錨具。
背景技術：
碳纖維增強復合材料(carbon fiber reinforced polymer,簡稱CFRP)具有高強度、高模量、耐腐蝕、耐疲勞及低松弛等優(yōu)異特性，在土木工程中獲得較為廣泛的應用。CFRP索(由幾十上百根CFRP筋集合而成)可作為主要的受力構件應用于大跨屋蓋、懸索橋、斜拉橋、拱橋及預應力結構的前景良好?，F(xiàn)有的CFRP索錨具大部分采用內錐式錨筒對CFRP索進行錨固，內錐式錨筒同軸開設有錐形通孔，錐形通孔為錨具的錨固區(qū)，該類錨具在組裝時，先將CFRP索放進錐形通孔內，接著往錐形通孔中灌注粘結介質，使得CFRP索、內錐式錨筒與粘結介質固定粘結成 型，最后再連接有關附屬的裝置從而完成組裝，錨具靠內部CFRP索與粘結介質間界面的粘結應力實現(xiàn)對CFRP索的錨固，錨固區(qū)內CFRP索表面壓應力由錨筒的自由端(對應錐形通孔的大口徑端)至受荷端(對應錐形通孔的小口徑端)呈從小到大的線性分布，造成受荷端的CFRP索表面出現(xiàn)壓應力集中的現(xiàn)象很普遍，容易造成受荷端的CFRP索過早受損而導致CFRP索提前進入破壞狀態(tài)現(xiàn)象的發(fā)生，從而不能使CFRP索的設計強度獲得充分發(fā)揮，故該類錨具存在著內部受力不合理、錨固效率偏低的問題；且現(xiàn)有的錨具由于錨固區(qū)CFRP索受力的不合理性，導致其體積過大，生產成本高，不利于組裝，且后期維護成本高；另外，現(xiàn)有的CFRP索錨具均未有防腐功能，導致錨固體系的耐久性不好。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種體積小，內部受力合理，可有效提高錨固效率的碳纖維增強復合材料索錨具。本發(fā)明解決上述技術問題所采用的技術方案為一種碳纖維增強復合材料索錨具，包括用于錨固CFRP索的錨筒、第一堵板、第二堵板和粘結介質，所述的錨筒內同軸開設有錐形通孔，所述錐形通孔的孔徑由所述錨筒的受荷端至自由端呈從小到大分布，所述的第一堵板設置在所述錐形通孔的小口徑端，所述的第二堵板設置在所述錐形通孔的大口徑端，所述的CFRP索依次穿過所述的第一堵板和所述的第二堵板設置在所述的錐形通孔內，所述自由端的所述錐形通孔內設置有環(huán)繞所述CFRP索的夾片組件，所述的粘結介質灌注在所述錐形通孔的剩余空間內。所述的夾片組件包括至少三塊結構相同的夾片，夾片與夾片之間設置有第一間隙，所述的夾片環(huán)繞設置在所述錐形通孔的孔壁上，所述夾片的外壁與所述錐形通孔的孔壁貼緊，所述夾片的內壁與所述的CFRP索之間設置有第二間隙，所述的錨筒、所述的夾片、所述的第一堵板、所述的第二堵板及所述的CFRP索五者之間形成灌注區(qū)域，所述的灌注區(qū)域內灌注有粘結介質。所述的第一間隙內設置有海綿，所述夾片的外壁上開設有安裝槽，所述的安裝槽內設置有將所有夾片捆扎成整體的橡膠圈，粘結介質灌注完成后，需用千斤頂對錨筒內部的CFRP索、粘結介質及夾片從自由端進行施壓，施壓后夾片沿軸向向受荷載端發(fā)生位移，進而使得夾片間的縫隙減少，海綿的設置使得夾片間的間隙可自由調節(jié)。所述夾片的內壁上沿軸向開設有多條凹槽，它可有效阻止粘結介質與夾片間發(fā)生相互脫離。
權利要求
1.一種碳纖維增強復合材料索錨具，包括用于錨固CFRP索的錨筒、第一堵板、第二堵板和粘結介質，所述的錨筒內同軸開設有錐形通孔，所述錐形通孔的孔徑由所述錨筒的受荷端至自由端呈從小到大分布，所述的第一堵板設置在所述錐形通孔的小口徑端，所述的第二堵板設置在所述錐形通孔的大口徑端，所述的CFRP索依次穿過所述的第一堵板和所述的第二堵板設置在所述的錐形通孔內，其特征在于所述自由端的所述錐形通孔內設置有環(huán)繞所述CFRP索的夾片組件，所述的粘結介質灌注在所述錐形通孔的剩余空間內。
2.根據(jù)權利要求I所述的一種碳纖維增強復合材料索錨具，其特征在于所述的夾片組件包括至少三塊結構相同的夾片，夾片與夾片之間設置有第一間隙，所述的夾片環(huán)繞設置在所述錐形通孔的孔壁上，所述夾片的外壁與所述錐形通孔的孔壁貼緊，所述夾片的內壁與所述的CFRP索之間設置有第二間隙，所述的錨筒、所述的夾片、所述的第一堵板、所述的第二堵板及所述的CFRP索五者之間形成灌注區(qū)域，所述的灌注區(qū)域內灌注有粘結介質。
3.根據(jù)權利要求2所述的一種碳纖維增強復合材料索錨具，其特征在于所述的第一間隙內設置有海綿，所述夾片的外壁上開設有安裝槽，所述的安裝槽內設置有將所有夾片捆扎成整體的橡膠圈。
4.根據(jù)權利要求2所述的一種碳纖維增強復合材料索錨具，其特征在于所述夾片的內壁上沿軸向開設有多條凹槽。
5.根據(jù)權利要求2所述的一種碳纖維增強復合材料索錨具，其特征在于所述的粘結介質采用環(huán)氧樹脂膠或環(huán)氧樹脂砂漿。
6.根據(jù)權利要求2所述的一種碳纖維增強復合材料索錨具，其特征在于所述錨筒的受荷端上螺接有前封蓋，所述的CFRP索穿過所述的前封蓋，所述錨筒的受荷端開設有與所述錐形通孔相連通的沉孔，所述沉孔的孔徑大于所述錐形通孔與所述沉孔的連接處的錐形通孔的孔徑，所述的第一堵板設置在所述的沉孔內，所述的前封蓋與所述的第一堵板之間填充有防腐材料，所述錨筒的自由端上螺接有后封蓋，所述的后封蓋與所述的第二堵板之間填充有防腐材料。
7.根據(jù)權利要求6所述的一種碳纖維增強復合材料索錨具，其特征在于所述的防腐材料采用高密度聚乙烯。
8.根據(jù)權利要求2所述的一種碳纖維增強復合材料索錨具，其特征在于所有第一間隙的寬度之和為S，所述的錨筒的長度為L1，所述的錐形通孔的內錐角為0，則 1.5。彡 0 彡 2. 5。，120mm 彡 L1 彡 350臟。
9.根據(jù)權利要求8所述的一種碳纖維增強復合材料索錨具，其特征在于所述的夾片的長度L2滿足+ <L2<^-D3 °
10.根據(jù)權利要求9所述的一種碳纖維增強復合材料索錨具，其特征在于所述的CFRP索的外徑為Cl1，所述的錐形通孔的最小孔徑為d2，則d2 ^ I. 2d10
全文摘要
本發(fā)明公開了一種碳纖維增強復合材料索錨具，包括用于錨固CFRP索的錨筒、第一堵板、第二堵板和粘結介質，錨筒內同軸開設有錐形通孔，特點是錨筒的自由端的錐形通孔內設置有環(huán)繞所述CFRP索的夾片組件，錨筒內填充有防腐材料；優(yōu)點是使得夾片組件處對應的CFRP索表面壓應力遠高于其他區(qū)域CFRP索表面壓應力，避免了受荷端的CFRP索表面因應力集中而受損現(xiàn)象的出現(xiàn)，這從根本上優(yōu)化了錨固區(qū)內部壓應力的分布形式，內部受力更趨合理，大幅度地縮小了錨具的體積，進而大大地提高了錨固性能，使得錨具的錨固效率系數(shù)達到100%，且具備良好的耐久性。
文檔編號E04C5/12GK102747811SQ20121023262
公開日2012年10月24日 申請日期2012年7月6日 優(yōu)先權日2012年7月6日
發(fā)明者丁勇, 布占宇, 朱劍鋒, 祝會兵, 蕭寒, 諸葛萍, 鄭榮躍 申請人:寧波大學