一種預(yù)應(yīng)力frp筋張拉錨固裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種預(yù)應(yīng)力FRP筋張拉錨固裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，F(xiàn)RP筋材因具有輕質(zhì)高強、耐腐蝕和抗疲勞等突出優(yōu)點而被越來越廣泛地應(yīng)用于實際工程中。相較于非預(yù)應(yīng)力FRP筋，在采用預(yù)應(yīng)力FRP筋建造或加固混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件時不僅可以克服前者FRP材料高強性能利用率低的缺點，而且在預(yù)防FRP剝離破壞的發(fā)生、提高構(gòu)件的剛度和開裂荷載等方面都有十分積極的作用，因此預(yù)應(yīng)力FRP筋技術(shù)具有更廣闊的應(yīng)用前景。
[0003]然而目前在采用類似傳統(tǒng)的機械夾持式張拉錨固裝置對FRP筋施加預(yù)應(yīng)力時，由于FRP筋是一種各向異性材料，其橫向抗剪強度遠遠低于縱向抗拉強度，因此在張拉端或錨固端等應(yīng)力集中部位往往容易發(fā)生因部分FRP纖維絲被剪斷而導(dǎo)致的FRP筋整體斷裂的現(xiàn)象，從而無法對FRP筋施加有效的預(yù)應(yīng)力。另一方面，現(xiàn)有的FRP筋張拉錨固裝置大多構(gòu)造復(fù)雜且需外置于構(gòu)件端部，因而難以在鋼筋混凝土連續(xù)梁、板等構(gòu)件的負彎矩區(qū)域使用。此外在對FRP筋施加預(yù)應(yīng)力時普遍需要借助大型液壓設(shè)備，施工工藝復(fù)雜且費用高。這些問題的存在制約著預(yù)應(yīng)力FRP筋技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]為解決上述FRP筋預(yù)應(yīng)力施加方案中存在的問題，本實用新型的目的是提供一種預(yù)應(yīng)力FRP筋張拉錨固裝置。既能有效防止FRP筋在施加預(yù)應(yīng)力過程中被橫向剪斷，又能通過簡易的手動操作方式施加預(yù)應(yīng)力，且在構(gòu)件正、負彎矩區(qū)域都適用的FRP筋張拉錨固
目.ο
[0005]為達到上述目的，本實用新型解決上述技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案如下:
[0006]一種預(yù)應(yīng)力FRP筋張拉錨固裝置，包括預(yù)應(yīng)力FRP筋、粘結(jié)材料、鋼套管、圓形鋼片、螺栓、環(huán)形鋼墊片和圓形錨環(huán)，所述預(yù)應(yīng)力FRP筋的兩端分別插入位于張拉端和錨固端處的無縫高強鋼套管的開口端內(nèi)，并用粘結(jié)材料固定，所述螺栓穿過張拉端圓形錨環(huán)的環(huán)壁并在圓形錨環(huán)內(nèi)安裝與螺栓配套的環(huán)形鋼墊片，然后螺栓旋入張拉端鋼套管預(yù)留的孔道中，孔道內(nèi)加工有螺紋，孔道底部用圓形鋼片進行焊接封堵；將錨固端的鋼套管的封閉端穿過錨固端圓形錨環(huán)的環(huán)壁，并與圓形錨環(huán)焊接在一起。
[0007]在張拉端處的鋼套管靠近螺栓的端部預(yù)先焊接一個門式鋼片來限制鋼套管的轉(zhuǎn)動。
[0008]所述預(yù)應(yīng)力FRP筋截面形狀為圓形、矩形或方形；或采用FRP板條代替預(yù)應(yīng)力FRP筋；對預(yù)應(yīng)力FRP筋表面用噴砂或研磨方法進行處理以增強預(yù)應(yīng)力FRP筋與粘結(jié)材料間的粘結(jié)力。
[0009]所述鋼套管內(nèi)部加工有螺紋，且在開口端內(nèi)部加工成向端口收縮的杯口狀。
[0010]所述圓形錨環(huán)的厚度為7~11_，作為預(yù)應(yīng)力承力結(jié)構(gòu)能提供足夠的剛度；圓形錨環(huán)的直徑為76_，為扳手旋緊螺母的操作提供足夠的空間；圓形錨環(huán)的高度與其埋置深度相適應(yīng)，一般為20~30_。
[0011]所述的預(yù)應(yīng)力FRP筋可以采用碳纖維筋、芳綸纖維筋或玻璃纖維筋，其截面形狀可以為圓形、矩形或方形，也可以采用FRP板條。為增強FRP筋與粘結(jié)材料間的粘結(jié)，還可對預(yù)應(yīng)力FRP筋表面用噴砂或研磨等方法進行處理。
[0012]所述的粘結(jié)材料可根據(jù)預(yù)應(yīng)力FRP筋的不同而選用不同性質(zhì)的粘結(jié)劑，如丙烯酸樹脂、環(huán)氧樹脂等，并可在其中加入固化劑、增韌劑等改善粘結(jié)性能。
[0013]本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點:
[0014]本實用新型將預(yù)應(yīng)力施加在鋼套管上，利用鋼套管與預(yù)應(yīng)力FRP筋之間可靠的粘結(jié)將預(yù)應(yīng)力傳遞給預(yù)應(yīng)力FRP筋，張拉時兩者共同受力，從而有效避免了傳統(tǒng)的直接夾持FRP筋施加預(yù)應(yīng)力時因其橫向抗剪強度不足而導(dǎo)致的FRP筋被剪斷的現(xiàn)象。
[0015]本實用新型中利用扳手旋轉(zhuǎn)螺栓的螺帽來拉緊螺栓就可手動實現(xiàn)預(yù)應(yīng)力的施加，整個過程無需使用液壓張拉機械，操作簡單且所需操作空間小，特別適合現(xiàn)場作業(yè)的開展。
[0016]本實用新型中錨具為一對錨環(huán)，構(gòu)造簡單，可根據(jù)預(yù)應(yīng)力FRP筋的設(shè)計位置靈活地嵌入構(gòu)件相應(yīng)部位的混凝土內(nèi)，有效解決了在構(gòu)件負彎矩區(qū)施加預(yù)應(yīng)力的困難，達到正、負彎矩區(qū)域均適用的目的。
[0017]此外，本實用新型所述的預(yù)應(yīng)力FRP筋張拉錨固裝置適用于各種材料和各種截面形式的FRP筋材，且構(gòu)造簡單、成本低、施工方便，可用于各類采用預(yù)應(yīng)力FRP筋技術(shù)建造和加固的混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件中。
【附圖說明】
[0018]圖1是本實用新型預(yù)應(yīng)力FRP筋張拉錨固裝置整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖2是本實用新型張拉端的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖3是本實用新型張拉端焊接門式鋼片處截面示意圖。
[0021]圖4是本實用新型錨固端的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖5是本實用新型鋼套管杯口處截面示意圖。
[0023]圖6是本實用新型預(yù)應(yīng)力FRP筋張拉錨固裝置嵌入混凝土構(gòu)件內(nèi)的平面示意圖。
【具體實施方式】
[0024]以下結(jié)合附圖，對本實用新型的【具體實施方式】做進一步描述。
[0025]如圖1，圖2，圖4，圖6所示，一種預(yù)應(yīng)力FRP筋張拉錨固裝置，包括預(yù)應(yīng)力FRP筋1、粘結(jié)材料2、鋼套管3、圓形鋼片4、螺栓5、環(huán)形鋼墊片6和圓形錨環(huán)7，所述預(yù)應(yīng)力FRP筋1的兩端分別插入位于張拉端和錨固端處的無縫高強鋼套管3的開口端內(nèi)，并用粘結(jié)材料2固定，所述螺栓5穿過張拉端圓形錨環(huán)7的環(huán)壁并在圓形錨環(huán)7內(nèi)安裝與螺栓5配套的環(huán)形鋼墊片6，然后螺栓5旋入張拉端鋼套管3預(yù)留的孔道中，孔道內(nèi)加工有螺紋，孔道底部用圓形鋼片4進行焊接封堵；將錨固端的鋼套管3的封閉端穿過錨固端圓形錨環(huán)7的環(huán)壁，并與圓形錨環(huán)7焊接在一起。
[0026]如圖1和圖3所示，在張拉端處的鋼套管3靠近螺栓5的端部預(yù)先焊接一個門式鋼片8來限制鋼套管3的轉(zhuǎn)動。
[0027]所述預(yù)應(yīng)力FRP筋1截面形狀為圓形、矩形或方形；或采用FRP板條代替預(yù)應(yīng)力FRP筋1 ;對預(yù)應(yīng)力FRP筋1表面用噴砂或研磨方法進行處理以增強預(yù)應(yīng)力FRP筋1與粘結(jié)材料2間的粘結(jié)力。
[0028]如圖5所示，所述鋼套管3內(nèi)部加工有螺紋，且在開口端內(nèi)部加工成向端口收縮的杯口狀。
[0029]所述圓形錨環(huán)7的厚度為7~11_，作為預(yù)應(yīng)力承力結(jié)構(gòu)能提供足夠的剛度；圓形錨環(huán)7的直徑為76_，為扳手旋緊螺母5的操作提供足夠的空間；圓形錨環(huán)7的高度與其埋置深度相適應(yīng)，一般為20~30mm。
[0030]本實用新型裝置的制作過程如下:
[0031]1)取一長一短兩根內(nèi)表面帶螺紋的無縫高強鋼套管3，鋼套管3的長度可根據(jù)預(yù)應(yīng)力水平的不同而調(diào)節(jié)。兩根鋼套管3均為一端封閉，另一端內(nèi)部加工成向端口收縮的杯口狀，杯口的大小與預(yù)應(yīng)力FRP筋1的截面大小相適應(yīng)，且方便后續(xù)向鋼套管3內(nèi)灌注粘結(jié)材料2。長鋼套管3在往管內(nèi)100mm處用圓形鋼片4進行封堵，然后將螺栓5穿過與之配套的環(huán)形鋼片6以及張拉端圓形錨環(huán)7環(huán)壁上的洞口，從而插入圓形錨環(huán)7內(nèi)，同時將螺栓5旋入長鋼套管事先預(yù)留好的100mm管道中。螺桿的直徑要與管道的直徑相配套，螺桿上的螺紋也要與相應(yīng)管道部分的螺紋相配套，便于旋鈕緊固；同時為防止施加預(yù)應(yīng)力時張拉端鋼套管在螺栓5鉆進過程中發(fā)生轉(zhuǎn)動，在靠近螺栓5的鋼套管端部焊接一個門式鋼片8來限制鋼套管的轉(zhuǎn)動。短鋼套管3封閉端穿過錨固端圓形錨環(huán)7環(huán)壁上的洞口后抵靠在另一側(cè)內(nèi)壁上，然后將鋼套管3與錨環(huán)7在相接觸的部位牢固焊接。
[0032]2)將預(yù)應(yīng)力FRP筋1兩端分別通過張拉端和錨固端鋼套管3杯口插入至鋼套管封閉端，再由杯口處向鋼套管3內(nèi)灌注粘結(jié)材料2把預(yù)應(yīng)力FRP筋1與鋼套管3牢固地粘結(jié)成為整體。灌注時先用真空機抽吸孔道中的空氣，然后用壓漿栗把粘結(jié)材料2壓入鋼套管3內(nèi)，以提高鋼套管3內(nèi)粘結(jié)材料2的飽滿度和密實度。
[0033]3 )如圖6所示，先根據(jù)預(yù)應(yīng)力FRP筋1的設(shè)計位置在混凝土構(gòu)件9的相應(yīng)部位開兩個圓形槽以安放張拉端和錨固端圓形錨環(huán)7，圓形槽的大小和深度可根據(jù)圓形錨環(huán)7的尺寸確定；再沿著兩圓形槽的圓心連線方向在混凝土構(gòu)件9表面開出一道狹窄的細槽，用于放置預(yù)應(yīng)力FRP筋1，細槽寬度可根據(jù)預(yù)應(yīng)力FRP筋1的尺寸確定，且在放置鋼套管7和門式鋼片8的區(qū)域要局部適當(dāng)加寬。
[0034]4)向細槽內(nèi)灌注約二分之一槽深的粘結(jié)材料2后將步驟2)中組裝好的裝置放置于步驟3)開設(shè)的槽中，然后利用扳手不斷旋扭張拉端圓形錨環(huán)7內(nèi)的螺母5來施加預(yù)應(yīng)力。為了減小螺母5與螺桿4之間的摩擦阻力，可在螺桿4端頭涂抹潤滑油。
[0035]5)預(yù)應(yīng)力施加完畢后，再次使用粘結(jié)材料2將全部孔槽的縫隙填滿，待膠體完全凝固成型達到預(yù)定強度后，整個施工過程即告完成。
【主權(quán)項】
1.一種預(yù)應(yīng)力FRP筋張拉錨固裝置，其特征在于，包括預(yù)應(yīng)力FRP筋(1)、粘結(jié)材料(2 )、鋼套管(3 )、圓形鋼片(4)、螺栓(5 )、環(huán)形鋼墊片(6 )和圓形錨環(huán)(7 )，所述預(yù)應(yīng)力FRP筋(1)的兩端分別插入位于張拉端和錨固端處的無縫高強鋼套管(3)的開口端內(nèi)，并用粘結(jié)材料(2)固定，所述螺栓(5)穿過張拉端圓形錨環(huán)(7)的環(huán)壁并在圓形錨環(huán)(7)內(nèi)安裝與螺栓(5)配套的環(huán)形鋼墊片(6)，然后螺栓(5)旋入張拉端鋼套管(3)預(yù)留的孔道中，孔道內(nèi)加工有螺紋，孔道底部用圓形鋼片(4)進行焊接封堵；將錨固端的鋼套管(3)的封閉端穿過錨固端圓形錨環(huán)(7)的環(huán)壁，并與圓形錨環(huán)(7)焊接在一起。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)應(yīng)力FRP筋張拉錨固裝置，其特征在于，在張拉端處的鋼套管(3)靠近螺栓(5)的端部預(yù)先焊接一個門式鋼片(8)來限制鋼套管(3)的轉(zhuǎn)動。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)應(yīng)力FRP筋張拉錨固裝置，其特征在于，所述預(yù)應(yīng)力FRP筋(1)截面形狀為圓形、矩形或方形；或采用FRP板條代替預(yù)應(yīng)力FRP筋(1);對預(yù)應(yīng)力FRP筋(1)表面用噴砂或研磨方法進行處理以增強預(yù)應(yīng)力FRP筋(1)與粘結(jié)材料(2)間的粘結(jié)力。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)應(yīng)力FRP筋張拉錨固裝置，其特征在于，所述鋼套管(3)內(nèi)部加工有螺紋，且在開口端內(nèi)部加工成向端口收縮的杯口狀。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)應(yīng)力FRP筋張拉錨固裝置，其特征在于，所述圓形錨環(huán)(7)的厚度為7~11_，作為預(yù)應(yīng)力承力結(jié)構(gòu)能提供足夠的剛度；圓形錨環(huán)(7)的直徑為76_，為扳手旋緊螺母(5)的操作提供足夠的空間；圓形錨環(huán)(7)的高度與其埋置深度相適應(yīng)，一般為 20?30mm。
【專利摘要】本實用新型涉及一種預(yù)應(yīng)力FRP筋張拉錨固裝置，包括預(yù)應(yīng)力FRP筋、粘結(jié)材料、鋼套管、圓形鋼片、螺栓、環(huán)形鋼墊片和圓形錨環(huán)，所述預(yù)應(yīng)力FRP筋的兩端分別插入位于張拉端和錨固端處的無縫高強鋼套管的開口端內(nèi)，并用粘結(jié)材料固定，所述螺栓穿過張拉端圓形錨環(huán)的環(huán)壁并在圓形錨環(huán)內(nèi)安裝與螺栓配套的環(huán)形鋼墊片，然后螺栓旋入張拉端鋼套管預(yù)留的孔道中，孔道內(nèi)加工有螺紋，孔道底部用圓形鋼片進行焊接封堵；將錨固端的鋼套管的封閉端穿過錨固端圓形錨環(huán)的環(huán)壁，并與圓形錨環(huán)焊接在一起。本實用新型裝置適用于各種材料和各種截面形式的FRP筋材，且構(gòu)造簡單、成本低、施工方便，可用于各類采用預(yù)應(yīng)力FRP筋技術(shù)建造和加固的混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件中。
【IPC分類】E04C5/10, E04C5/12
【公開號】CN204960139
【申請?zhí)枴緾N201520671634
【發(fā)明人】張智梅, 熊浩, 張振凱
【申請人】上海大學(xué)
【公開日】2016年1月13日
【申請日】2015年9月1日