一种大吨位碳纤维叠合板束锚具的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种大吨位碳纤维叠合板束锚具，包括锚筒和碳纤维固定板束，锚筒设置有填充通孔，填充通孔的尾端设置有密封盖板，填充通孔的前端设置有端头密封件，碳纤维固定板束穿过端头密封件进入填充通孔内，特点是密封盖板上设置有契形块，契形块向内伸入填充通孔，将碳纤维固定板束分隔为对称的第一板束和第二板束，契形块的两侧对称设置有两个从填充通孔的尾端向内延伸时逐渐接近的契块斜面，第一板束与第二板束贴靠设置在契形块两侧的契块斜面上，第一板束的尾端及第二板束的尾端分别与密封盖板固定连接，填充通孔内的空隙处填充有环氧树脂混合介质；优点是能有效的对具有较大承载能力的碳纤维固定板束进行锚固。
【专利说明】
一种大吨位碳纤维叠合板束锚具
技术领域
[0001]本发明涉及一种板束锚具，尤其是一种大吨位碳纤维叠合板束锚具。
【背景技术】
[0002]碳纤维增强复合材料(CarbonFiber Reinforced Polymer/Plastic，简称CFRP)具有轻质、高强、高模量、耐腐蚀等突出优点，已大规模地应用于航天航空、汽车、土木工程领域等多个领域，现有锚具只能锚固少量由碳纤维增强复合材料组成的碳纤维板，将少量碳纤维板锚固后形成的碳纤维板束的承载能力在30?150吨之间，当用于锚固具有更大承载能力的碳纤维板组成的碳纤维板束时，由于在锚固区处的碳纤维板束从受荷端至自由端受到的压应力基本保持一致，无法对碳纤维板束上的各个部分受到的压应力分别调节，因此碳纤维板束在受荷端处始终承受较大的压应力，容易导致在该区域的碳纤维板束受损，使碳纤维板束在还未充分实现其极限抗拉强度之前提前损坏，因此现有的锚具无法对具有更大的承载能力的碳纤维板束进行有效的锚固。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是提供一种锚固效率较高且不易损坏的大吨位碳纤维叠合板束锚具，采用该锚固结构能有效的对具有较大承载能力的碳纤维固定板束进行锚固。
[0004]本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为:一种大吨位碳纤维叠合板束锚具，包括锚筒和设置在所述的锚筒内的碳纤维固定板束，所述的锚筒设置有填充通孔，所述的填充通孔的尾端设置有密封盖板，所述的填充通孔的前端设置有端头密封件，所述的碳纤维固定板束穿过所述的端头密封件进入所述的填充通孔内，所述的密封盖板上设置有契形块，所述的契形块向内伸入所述的填充通孔，将所述的碳纤维固定板束分隔为对称的第一板束和第二板束，所述的契形块的两侧对称设置有两个从所述的填充通孔的尾端向内延伸时逐渐接近的契块斜面，所述的第一板束与所述的第二板束贴靠设置在所述的契形块两侧的契块斜面上，所述的第一板束的尾端及所述的第二板束的尾端分别与所述的密封盖板固定连接，所述的填充通孔内的空隙处填充有环氧树脂混合介质。
[0005]所述的锚筒上设置有抽气孔和灌胶孔，所述的抽气孔用于抽出所述的填充通孔内的空气，所述的灌胶孔用于将所述的环氧树脂混合介质向抽气后的所述的填充通孔内灌入。
[0006]所述的锚筒上设置有外部螺接机构。
[0007]环氧树脂混合介质由环氧树脂、环氧砂浆、环氧氧化铝、环氧铁砂和环氧岩粉中的至少两种材料混合组成。
[0008]所述的第一板束、所述的第二板束均由多块碳纤维板相互叠合组成，每块所述的碳纤维板上均套设有多个柔性隔离垫圈，所述的柔性隔离垫圈用于在每两块相邻的碳纤维板之间形成隔离间隙，位于所述的锚筒内的所述的环氧树脂混合介质填充于所述的隔离间隙内。对相邻的碳纤维板进行有效的保护。
[0009]所述的契块斜面的倾角范围为1°?10°，所述的填充通孔的横截面为四角设置有倒角的方形孔，所述的填充通孔内对称设置有两块孔壁斜面，每块所述的孔壁斜面与一块所述的契块斜面相对，所述的孔壁斜面的倾角范围为1°?10°，所述的契块斜面与相对的一块所述的孔壁斜面之间形成的夹角的绝对值小于或等于所述的孔壁斜面的倾角的10%。契块斜面与孔壁斜面越接近，位于该处的锚筒的筒壁越不容易变形，大大增强了抗径向压缩变形的能力，提高了对碳纤维固定板束的锚固效率。
[0010]所述的契块斜面的倾角范围为1.5°?3.5°，所述的孔壁斜面的倾角范围为1.5°?3.5。。
[0011]所述的契形块的表面设置有防滑凹槽。
[0012]所述的契形块的长度为所述的锚筒的长度的0.3?0.7倍。契形块的长度仅需为锚筒的长度的0.3?0.7倍即可实现理想效果，节省材料。
[0013]与现有技术相比，本发明的优点在于在密封盖板上设置有契形块，契形块向内伸入填充通孔，将碳纤维固定板束分隔为对称的第一板束和第二板束，契形块上对称设置有两个从填充通孔的尾端向内延伸时逐渐接近的契块斜面，大大减小了位于契形块所在的锚固区的锚筒与契形块之间的间距，因此该锚固区受力时变形程度较小，从而使该锚固区具有非常强的抗径向压缩变形的能力，当碳纤维固定板束参与工作受力时，不宜变形的该锚固区较其它锚固区能够承受更大的压应力，使得整体锚固区的压应力大小呈从端头密封件所在的受荷端至密封盖板所在的自由端呈从小到大分布，从而使得本发明的锚固结构在靠近自由端区域的锚固贡献值较相类似锚固结构中对应区域的锚固贡献值要大的多，上述受力特点使得本发明的锚固结构对碳纤维固定板束的锚固效率较现有的锚固结构具有较大程度的提高；由于受荷端处的压应力相对较小，因此，位于受荷端处的碳纤维固定板束不会出现因压应力过大而导致受损现象的发生，从而避免碳纤维固定板束在充分发挥其极限强度之前提前破坏。
【附图说明】
[0014]图1为本发明的侧剖结构示意图；
图2为图1中A-A向的剖面结构示意图。
【具体实施方式】
[0015]以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
[0016]实施例一:一种大吨位碳纤维叠合板束锚具，包括锚筒I和设置在锚筒内的碳纤维固定板束，锚筒I设置有填充通孔11，填充通孔11的横截面为四角设置有倒角的方形孔，填充通孔11的尾端设置有密封盖板21，填充通孔11的前端设置有端头密封件12，碳纤维固定板束3穿过端头密封件12进入填充通孔11内，密封盖板21上设置有契形块22，契形块22向内伸入填充通孔11，将碳纤维固定板束3分隔为对称的第一板束31和第二板束32，契形块22的两侧对称设置有两个从填充通孔11的尾端向内延伸时逐渐接近的契块斜面，第一板束31与第二板束32贴靠设置在契形块22两侧的契块斜面上，第一板束31的尾端及第二板束32的尾端分别与密封盖板21固定连接，填充通孔11内的空隙处填充有环氧树脂混合介质4，锚筒I上设置有抽气孔51、灌胶孔52和外部螺接机构53，抽气孔51用于抽出填充通孔11内的空气，灌胶孔52用于将环氧树脂混合介质4向抽气后的填充通孔11内灌入，环氧树脂混合介质4由环氧树脂与环氧砂浆混合组成，第一板束31、第二板束32均由多块碳纤维板相互叠合组成，每块碳纤维板上均套设有多个柔性隔离垫圈6，柔性隔离垫圈6用于在每两块相邻的碳纤维板之间形成隔离间隙，位于锚筒I内的环氧树脂混合介质4填充于隔离间隙内，契块斜面的倾角β为9.5°，填充通孔11内对称设置有两块孔壁斜面，每块孔壁斜面与一块契块斜面相对，孔壁斜面的倾角α为10°，契形块22的长度D为锚筒I的长度L的0.3倍。
[0017]实施例二:其余部分与实施例一相同，其不同之处在于环氧树脂混合介质4由环氧树脂与环氧氧化铝混合组成，契块斜面的倾角β为1.5°，孔壁斜面的倾角α为1.65°，契形块22的长度D为锚筒I的长度L的0.5倍。
[0018]实施例三:其余部分与实施例一相同，其不同之处在于环氧树脂混合介质4由环氧砂浆、环氧氧化铝、环氧铁砂和环氧岩粉混合组成，契块斜面的倾角β为3.5°，孔壁斜面的倾角α为3.5°，契形块22的长度D为锚筒I的长度L的0.7倍。
[0019]实施例四:其余部分与实施例一相同，其不同之处在于契形块22的表面设置有防滑凹槽221。
[0020]综上可知，本发明的锚固结构中，在靠近锚筒I上密封盖板21所在的自由端设置有契形块22，由于契形块22上的两块契块斜面从填充通孔11的一端向内延伸时逐渐靠近，且每块契块斜面与相对的孔壁斜面的倾角非常接近，因此位于契形块所在的锚固区的锚筒受力时变形程度极小，从而使该锚固区具有非常强的抗径向压缩变形的能力，当碳纤维固定板束参与工作受力时，不宜变形的该锚固区较其它锚固区承受更大的压应力，使得整体锚固区的压应力大小呈从端头密封件12所在的受荷端至密封盖板21所在的自由端呈从小到大分布，从而使得本发明的锚固结构在靠近自由端区域的锚固贡献值较相类似锚固结构中对应区域的锚固贡献值要大的多，上述受力特点使得本发明的锚固结构对碳纤维固定板束的锚固效率较现有的锚固结构具有较大程度的提高；由于受荷端处的压应力相对较小，位于受荷端处的碳纤维固定板束不会出现因压应力过大而导致受损现象的发生，从而避免碳纤维固定板束在充分发挥其极限强度之前提前破坏，经实验实测，本发明锚固结构的锚固效率系数超过95%，可用于锚固承载能力在30?1500吨之间甚至具有更大承载能力的碳纤维固定板束；因此，本发明的锚固结构可广泛应用于大跨桥梁缆索结构、预应力结构、大垮房屋建筑结构及房屋建筑和桥梁结构工程的加固维修等，也可应用于对承载能力和耐久性要求高的其它工程领域，如钻井平台、大型浮吊等特种装备用缆索。
【主权项】
1.一种大吨位碳纤维叠合板束锚具，包括锚筒和设置在所述的锚筒内的碳纤维固定板束，所述的锚筒设置有填充通孔，所述的填充通孔的尾端设置有密封盖板，所述的填充通孔的前端设置有端头密封件，所述的碳纤维固定板束穿过所述的端头密封件进入所述的填充通孔内，其特征在于所述的密封盖板上设置有契形块，所述的契形块向内伸入所述的填充通孔，将所述的碳纤维固定板束分隔为对称的第一板束和第二板束，所述的契形块的两侧对称设置有两个从所述的填充通孔的尾端向内延伸时逐渐接近的契块斜面，所述的第一板束与所述的第二板束贴靠设置在所述的契形块两侧的契块斜面上，所述的第一板束的尾端及所述的第二板束的尾端分别与所述的密封盖板固定连接，所述的填充通孔内的空隙处填充有环氧树脂混合介质。2.根据权利要求1所述的一种大吨位碳纤维叠合板束锚具，其特征在于所述的锚筒上设置有抽气孔和灌胶孔，所述的抽气孔用于抽出所述的填充通孔内的空气，所述的灌胶孔用于将所述的环氧树脂混合介质向抽气后的所述的填充通孔内灌入。3.根据权利要求1所述的一种大吨位碳纤维叠合板束锚具，其特征在于所述的锚筒上设置有外部螺接机构。4.根据权利要求1所述的一种大吨位碳纤维叠合板束锚具，其特征在于环氧树脂混合介质由环氧树脂、环氧砂浆、环氧氧化铝、环氧铁砂和环氧岩粉中的至少两种材料混合组成。5.根据权利要求1所述的一种大吨位碳纤维叠合板束锚具，其特征在于所述的第一板束、所述的第二板束均由多块碳纤维板相互叠合组成，每块所述的碳纤维板上均套设有多个柔性隔离垫圈，所述的柔性隔离垫圈用于在每两块相邻的碳纤维板之间形成隔离间隙，位于所述的锚筒内的所述的环氧树脂混合介质填充于所述的隔离间隙内。6.根据权利要求1所述的一种大吨位碳纤维叠合板束锚具，其特征在于所述的契块斜面的倾角范围为1°?10°，所述的填充通孔的横截面为四角设置有倒角的方形孔，所述的填充通孔内对称设置有两块孔壁斜面，每块所述的孔壁斜面与一块所述的契块斜面相对，所述的孔壁斜面的倾角范围为1°?10°，所述的契块斜面与相对的一块所述的孔壁斜面之间形成的夹角的绝对值小于或等于所述的孔壁斜面的倾角的10%。7.根据权利要求6所述的一种大吨位碳纤维叠合板束锚具，其特征在于所述的契块斜面的倾角范围为1.5°?3.5°，所述的孔壁斜面的倾角范围为1.5°?3.5°。8.根据权利要求1所述的一种大吨位碳纤维叠合板束锚具，其特征在于所述的契形块的表面设置有防滑凹槽。9.根据权利要求1所述的一种大吨位碳纤维叠合板束锚具，其特征在于所述的契形块的长度为所述的锚筒的长度的0.3?0.7倍。10.根据权利要求1所述的一种大吨位碳纤维叠合板束锚具，其特征在于所述的契形块为契形钢块。
【文档编号】E01D101/40GK105839856SQ201610162075
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年3月21日
【发明人】诸葛萍, 郭书峰
【申请人】宁波大学