复合线状体的末端固定结构的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种张拉复合线状体时用于末端固定的复合线状体的末端固定 结构，其中复合线状体在土木、桥梁等领域中用于补强结构体。
【背景技术】
[0002] 复合线状体作为代替PC钢绞线的材料而被人们所知。复合线状体是通过用环氧 树脂等热固化树脂将碳纤维等连续纤维复合化，以1X7等绞线状成型的。与PC钢绞线相 同，复合线状体具有高拉伸强度和高弹性系数，而且具有重量轻且不生锈等特征。复合线状 体利用这些特征在土木、桥梁等领域中用作现有桥梁的修补用电缆、预应力混凝土梁及粧 的补强用张拉材料、后张法（post-tension)式桥梁横梁补强材料等。当复合线状体用于这 种用途时，为了张拉复合线状体，需要用于保持其两端部的末端固定构件。
[0003] 作为末端固定结构，已知的有将树脂增强碳纤维作为芯的电线的拉粧端部的技术 (例如，日本国专利公开公报特开平8 - 237840号公报）。即，将圆筒状二分割结构的缓冲 套筒用在绞合电线的拉粧端部，其中，所述缓冲套筒由将以锌等为主成分的金属材料形成， 并在其内周面具有在树脂增强碳纤维的外周卡合的卡合面。其中，通过如下方式形成拉粧 端部：在将树脂增强碳纤维作为加强构件并在其周围绞合导电用金属线而成的电线中，在 张力构件和导线用金属线的绞合层之间设置缓冲套筒，在这些外侧安装金属套筒，并且压 缩固定金属套筒而形成拉粧端部。在该技术中，缓冲套筒在其内周面具有与树脂增强碳纤 维的外周卡合的卡合面，且为二分割结构，因此容易安装于树脂增强碳纤维，并且以圆筒状 成型，因此在压缩金属套筒时不会施加局部的压缩力，从而具有防止树脂增强碳纤维的压 垮或破损等损伤的效果。
[0004] 另外，作为复合线状体的末端固定结构，已知的是：在复合线状体上包覆防滑片， 并在防滑片上包覆由金属制成的编织层（braid)，并通过楔子夹住该部分并固定的结构 (例如，日本国专利第5426678号公报）。其中，用张拉复合线状体时在楔子上产生的外力， 使楔子紧固复合线状体，此时，位于楔子下部的防滑片和编织层与复合线状体的凹凸部相 应地产生变形，并通过基于该变形的缓冲作用和基于防滑片的摩擦力，具备在不产生基于 剪切的损伤的情况下，在高张拉力的状态下保持复合线状体的功能。
[0005] 此外，还提出使用树脂制复合缓冲材料来代替防滑片的方法（例如，日本国特开 平01 - 272889号公报）。 【实用新型内容】
[0006] 在上述复合线状体的末端固定结构中，存在如下问题。即，在上述技术中，为了形 成绞合导电用金属线而成的电线的拉粧端部，需要用于进行压缩加工的机械装置。但若使 用机械装置则会导致成本变高。另外，对上述技术所示的二分割的缓冲套筒而言，为了防 止压缩力局部集中而引起碳纤维芯的压垮受损，需要采用以锌等为主要成分的金属进行制 造。
[0007] 另外，当在复合线状体中重叠多张防滑片而使用时，在准备阶段需要层叠多张防 滑片。另外，当将以上述方式准备的两个长条状防滑片安装在复合线状体时，需要使防滑片 的方向与复合线状体的轴向平行，并且需要均等地保持两个防滑片的间隔而进行安装，因 此在作业时需要熟练的技巧、和时间。
[0008] 另外，在上述方法中，存在如下问题：需要一定人数的熟练者，并且经过复杂的多 个工艺从而耗费时间。
[0009] 此外，当使用复合缓冲材料时，能够将作业时间缩短10分钟左右，但对于使用PC 钢绞线的固定结构，作业时间缩短为1分钟左右，需要进一步将作业时间缩短。另外，若对 作为复合缓冲材料的树脂，持续施加大的力，则由于会发生变形、破损，可能不能经受长期 使用。
[0010] 另一方面，树脂制复合缓冲材料蠕变量多，不适合供长期使用的固定。而且，复合 缓冲材料的树脂发生蠕变变形，因此不能经受长期使用。
[0011] 在此，本实用新型的目的在于，提供如下一种复合线状体的末端固定结构：无需使 用用于压缩的机械装置，并且不使用难以进行作业的防滑片或复合缓冲材料等，通过用于 保持充分的把持力的末端固定结构，能够简单地进行固定作业，并且可经受长期使用的复 合线状体的末端固定结构。
[0012] 本实用新型的复合线状体的末端固定结构，其特征在于，具备：复合线状体，其用 树脂材料使连续纤维复合化，并以绞线状成形；楔体，其以筒状形成，并且其从作为拉伸侧 的小径侧的顶端部向作为固定侧的大径侧的后端部扩径，在其内壁面转印所述复合线状体 的外表面，并形成有与所述复合线状体的外表面卡合的被卡合部；及套筒，其设置于该楔体 的外周侧，并具有朝向作为固定侧的大径侧的后端部扩径的圆锥状中空的内部结构，所述 楔体由多个分割楔体构成，其中，所述分割楔体在圆周方向上被分割，并以各分割面具有间 隙地相互对置的方式形成，所述分割楔体的所述内壁面由细微的凹凸面形成。
【附图说明】
[0013] 图1是示出本实用新型实施方案的复合线状体的固定结构的纵剖视图。
[0014] 图2是示出所述固定结构中的分割楔体和套筒的纵剖视图。
[0015] 图3是示出所述固定结构中的复合线状体和楔体的立体图。
[0016] 图4是示出所述复合线状体和楔体的分解立体图。
[0017] 图5是示出所述固定结构的横剖视图。
[0018] 图6是示出所述固定结构的主要部分的放大图。
【具体实施方式】
[0019] 下面，参照附图对本实用新型的实施方案进行说明。
[0020] 图1是示出本实用新型实施方案的复合线状体的固定结构的纵剖视图，图2是示 出所述固定结构中的分割楔体和套筒的纵剖视图，图3是示出所述固定结构中的复合线状 体和楔体的立体图，图4是示出所述复合线状体和楔体的分解立体图，图5是示出所述固定 结构的横剖视图，图6是示出所述固定结构的主要部分的放大图。在本说明书中，轴向是指 复合线状体20延伸的长度方向。
[0021] 复合线状体的固定结构10具备：复合线状体20,其用树脂材料使连续纤维复合 化，并以绞线状成形；金属材料制楔体30,其用于覆盖该复合线状体20 ;及金属材料制套筒 50,其设置于该楔体30的外周侧。此外，从图1中的左方施加拉力，右端部是自由端。在楔 体30中，将作为拉伸侧的小径侧称为顶端部，将作为固定侧的大径侧称为后端部。
[0022] 复合线状体20具有绞合了多根基础丝21的结构。基础丝21以碳纤维（连续纤 维）和基体树脂（具代表性的是环氧树脂等热固化树脂）作为主材料。
[0023] 具有外径为15. 2mm的1X7的绞合结构的复合线状体20,基础丝21以一根芯基础 丝21a作为中心，在其周围绞合六根侧基础丝21b而构成。芯基础丝21a及侧基础丝21b的 直径均为5. 1mm。芯基础丝21a与侧基础丝21b形成的角度，即捻回角具代表性的是9°， 该捻回角的优选范围是18°以下。
[0024] 楔体30的内径由作为被固定体的复合线状体20的形状决定。因此，为了在不会 压坏复合线状体20程度的压力下获得充分的固定效率，需要确保足够的长度。作为具体的 长度，以侧基础丝21b返回到圆周方向的相同位置的1节距为基准而决定。在下文中描述 关于决定的过程。
[0025] 楔体30通过组合在圆周方向分割成两部分的分割楔体40而形成为中空的圆锥台 状。
[0026] 分割楔体40具有半圆筒状的主体41和凹凸部42a，所述凹凸部42a设置于该主体 41的内壁面（卡合部）42并与复合线状体20的外形相嵌合。该凹凸部42a具有将构成复 合线状体20的基础丝21的外形转印而成的凹凸，呈所谓的绳结状。在形成将外形转印而 成的这一凹凸的基础上，如图6所示，在内壁面形成有细微凹凸42b。
[0027] 对于内壁面42,通过这些绳结状的凹凸部42a，可以在复合线状体20与楔体30之 间得到高摩擦力。而且，通过具有细微凹凸42b产生如下效果，S卩，增大了与复合线状体20 的各基础丝21的接触面积，并且使容易变形的复合线状体20在剖面方向上进一步增大摩 擦力。细微凹凸42b实现长时间的高把持力和稳定的固定。
[0028] 进行拉伸试验以求出适当的表面粗糙度和楔子长度。表1示出对于复合线状体 20,改变了表面粗糙度和楔子长度情况下，由基于楔体的固定结构进行拉伸试验时的表面 粗糙度、楔子长度、固定负荷、固定效率、断裂状况、及评价的关系。固定效率为固定负荷与 复合线状体的规定断裂负荷的比值。固定效率超过75%时，评价计为〇（良）。
[0029]表1
[0030]
【主权项】
1. 一种复合线状体的末端固定结构，其特征在于， 所述复合线状体的末端固定结构具备： 复合线状体，其用树脂材料使连续纤维复合化，并以绞线状成形； 楔体，其以筒状形成，并且其外径从承受拉力的顶端部向固定侧的后端部扩大，在其 内壁面转印所述复合线状体的外表面，并形成有与所述复合线状体的外表面卡合的被卡合 部；及 套筒，其设置于所述楔体的外周侧，并具有朝向固定侧的后端部扩径的圆锥状中空的 内部结构； 所述楔体由多个分割楔体构成，其中，所述多个分割楔体是以在圆周方向上被分割，且 使分割面具有间隙地相互对置的方式形成的， 所述分割楔体的所述内壁面由细微的凹凸面形成。
2. 根据权利要求1所述的复合线状体的末端固定结构，其特征在于， 所述分割楔体的所述内壁面的凹凸面粗度是在粗糙度Rz= 60-500ym的范围内的无 数值。
3. 根据权利要求1所述的复合线状体的末端固定结构，其特征在于， 所述分割楔体的长度采用侧基础丝的1节距的72% -134%。
4. 根据权利要求1所述的复合线状体的末端固定结构，其特征在于， 所述分割楔体的材质由收缩率为1 %左右的球状石墨铸铁构成。
5. 根据权利要求1所述的复合线状体的末端固定结构，其特征在于， 其是使用所述分割楔体的所述末端固定结构； 所述套筒的内径的扩径角度与所述分割楔体的外径的扩径角度相同或小于所述分割 楔体的外径的扩径角度； 所述被卡合部的所述顶端部侧的内径平滑地扩径。
【专利摘要】本实用新型提供一种复合线状体的末端固定结构，其具备：复合线状体(20)，其用树脂材料使连续纤维复合化，并以绞线状成形；楔体(30)，其以筒状形成，并且其外径从承受拉力的顶端部向固定侧的后端部扩大，在其内壁面(42)转印所述复合线状体的外表面，并形成有与所述复合线状体(20)的外表面卡合的被卡合部(42)；及套筒(50)，其设置于楔体(30)的外周侧，并具有朝向固定侧的后端部扩径的圆锥状中空的内部结构，所述楔体(30)由在圆周方向上被分割，并以各分割面具有间歇地相互对置的方式形成的多个分割楔体(40)构成，通过将所述分割楔体(40)的内壁面由细微凹凸(42b)形成，能够在短时间内加工，并且长期维持充分的把持力。
【IPC分类】E01D19-14, E04C5-12
【公开号】CN204531181
【申请号】CN201520113640
【发明人】真锅太辅, 蜂须贺俊次, 木村浩, 田村佳广
【申请人】东京制纲株式会社
【公开日】2015年8月5日
【申请日】2015年2月16日