一种FRP拉索锚具的制作方法

文档序号:12234789阅读:445来源:国知局

本实用新型具体涉及一种FRP拉索锚具。



背景技术:

对于大跨度斜拉桥,拉索是其结构体系中至关重要的受力承载部件。在其服役期内,这些部件不仅长期处于高应力状态,且饱受恶劣服役环境作用,使得疲劳、腐蚀,甚至失效等现象十分普遍,从而严重影响了上述基础设施的正常服役能力,缩短了服役寿命,并由此可能带来严重的直接与间接经济损失,造成重大的社会影响。因此,为了延长拉索的使用寿命,确保拉索的安全性,必须采取有效的措施来降低拉索发生腐蚀破坏程度。

针对上述背景与工程需求,国内外许多学者以桥梁拉索类构件为研究出发点,研究开发既能防腐,又能受力承载的FRP(Fiber Reinforced Polymer,纤维增强树脂)拉索。FRP拉索,其在满足工程结构受力需求及整体变形要求的同时,相比传统钢丝具备如下优点:①高强,抗拉强度为钢材的7-10倍;②轻质,密度为钢材的1/4左右;③耐腐蚀性能极好,可满足结构长期服役性能需求。它能有效解决拉索腐蚀问题,但存在一个关键技术问题需要解决,即锚具如何有效锚固FRP拉索。

由于FRP拉索抗剪性能较差,易发生剪坏破坏,采用传统锚具难以将其锚固。因此,从根本上解决锚具锚固FRP拉索的问题,将对FRP拉索的发展具有重要意义。

故一种能有效地锚固FRP拉索,锚固效率系数可靠的FRP拉索锚具亟待提出。



技术实现要素:

针对轻质、高强、耐腐蚀的FRP拉索难以锚固的技术问题,本实用新型提出一种FRP拉索锚具,该锚具能有效地锚固FRP拉索,锚固效率系数可靠。

为了达到上述目的,本实用新型的技术方案如下:

一种FRP拉索锚具,用于锚固桥梁上的FRP拉索,FRP拉索包括:一根或多根碳纤维筋以及沿碳纤维筋长度方向设置于碳纤维筋内的钢丝,包括:

锚板,在锚板上设有一个或多个锚孔;

保护筒,保护筒为内设有粘结腔的柱体,该粘结腔贯穿保护筒的相对两侧,该相对两侧分别为第一开口侧和第二开口侧,保护筒的第一开口侧与锚板固定连接,且在粘结腔内填充有粘结剂;

碳纤维筋在锚板的一侧固定,穿过锚孔后,从锚板的相对另一侧引出,再从保护筒的第一开口侧引入,进入保护筒的粘结腔内后,从保护筒的第二开口侧引出。

本实用新型一种FRP拉索锚具能有效地锚固内嵌钢丝的碳纤维筋,锚固效率系数可靠,解决了拉索的腐蚀性、耐久性问题,提高拉索的使用寿命,有效地降低了工程成本,给社会带来巨大的经济价值。

在上述技术方案的基础上,还可做如下改进:

作为优选的方案,粘结腔的直径大小沿第一开口侧到第二开口侧的方向逐渐减小。

采用上述优选的方案,保护筒内的粘结剂固化后形成内锥角,FRP拉索承受荷载后,保护筒内的内锥角反向给FRP拉索表面提供正压力,使摩擦力提高。

作为优选的方案,保护筒沿其长度方向向外延伸有延伸部,在延伸部上设有贯穿延伸部相对两侧的缓冲腔,且缓冲腔与粘结腔连通。

采用上述优选的方案,对保护筒内的碳纤维筋起到更好的加强紧固的效果,机械强度更好。

作为优选的方案,在碳纤维筋与锚板的固定侧设有保护罩,锚板置于保护罩内。

采用上述优选的方案,对锚板和碳纤维筋的端部进行保护。

作为优选的方案,每一个锚孔对应于一根碳纤维筋。

采用上述优选的方案,碳纤维筋与锚板连接牢固。

作为优选的方案,锚孔均匀分布于锚板上。

采用上述优选的方案,保证锚板受力均匀。

作为优选的方案,在保护筒的粘结腔的腔壁上设多个加强筋。

采用上述优选的方案,提高保护筒与碳纤维筋之间联系的机械强度。同时,提高保护筒反向给碳纤维筋表面提供正压力,使摩擦力提高。

作为优选的方案,在保护筒的粘结腔的腔壁上设多个加强槽。

采用上述优选的方案,提高保护筒反向给碳纤维筋表面提供正压力,使摩擦力提高。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种FRP拉索锚具的剖视图。

其中:1碳纤维筋、2钢丝、3锚板、31锚孔、4保护筒、41第一开口侧、42第二开口侧、43延伸部、5粘结腔、6缓冲腔、7保护罩、8螺母。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本实用新型的优选实施方式。

为了达到本实用新型的目的,一种FRP拉索锚具的其中一些实施例中,

如图1所示,一种FRP拉索锚具,用于锚固桥梁上的FRP拉索,FRP拉索包括:多根碳纤维筋1以及沿碳纤维筋1长度方向设置于碳纤维筋1内的钢丝2(图中未示出),包括:

锚板3,在锚板3上设有一个或多个锚孔31,锚孔31均匀分布于锚板3上,每一个锚孔31对应于一根碳纤维筋1;

保护筒4,保护筒4为内设有粘结腔5的柱体,该粘结腔5贯穿保护筒4的相对两侧,该相对两侧分别为第一开口侧41和第二开口侧42,保护筒4的第一开口侧41与锚板3固定连接,粘结腔5的直径大小沿第一开口侧41到第二开口侧42的方向逐渐减小,且在粘结腔5内填充有粘结剂;

碳纤维筋1在锚板3的一侧固定,穿过锚孔31后,从锚板3的相对另一侧引出,再从保护筒4的第一开口侧41引入,进入保护筒4的粘结腔5内后,从保护筒4的第二开口侧42引出。

FRP拉索锚具的制备方法,用于制备FRP拉索锚具,具体包括以下步骤:

1)清洁碳纤维筋1的外表面、保护筒4的粘结腔5的腔壁以及锚板3的锚孔31;

2)将碳纤维筋1穿束到保护筒4的粘结腔5内;

3)将每个碳纤维筋1与锚板3的锚孔31一一对应;

4)在保护筒4的粘结腔5内灌注粘结剂;

5)将碳纤维筋1与锚板3的接触端面做墩头处理,进行固定。

本实用新型一种FRP拉索锚具兼具黏结式锚具,夹片式锚具的特征,本实施例所涉及的粘结剂主要为环氧树脂复合铁粉组成的混合填料。FRP拉索包括碳纤维筋1以及设置于碳纤维筋1内的钢丝2,碳纤维筋1的既能受力承载又能感知传感。

在本实施例中,碳纤维筋1直径为φ5mm或φ7mm,钢丝2可以为光圆钢丝或带肋钢丝,钢丝2直径在1mm~5mm之间。钢丝2抗拉强度为2500MPa以上。碳纤维筋1抗拉强度为2400MPa以上。

FRP拉索锚具能有效地锚固FRP斜拉索,其受力过程如下:

第一阶段受力,主要以黏结力、摩擦力为主。FRP拉索承受的荷载通过碳纤维筋1表面粘结剂传递到粘结腔5内的粘结剂上,再通过粘结腔5内的粘结剂将荷载传递至锚具内接触面上;

当黏结力和摩擦力不能抵抗拉索、吊杆的强度时,即受力第二阶段,以摩擦力和机械咬合力承载受力为主。钢套筒内的环氧黏结剂固化后形成内锥角,FRP筋承受荷载后,保护筒4内的内锥角反向给FRP筋表面提供正压力,使摩擦力提高。

第三阶段受力,即第一、二阶段无法承载荷载时,此时,锚固在在锚板3上的钢丝2墩头开始承受荷载,将FRP拉索牢牢锚固。

本实用新型的结构形式与传统钢绞线锚具不同,结合了夹片式锚具与黏结式锚具的优点,锚固效率系数可靠,能有效地锚固内嵌钢丝2的碳纤维筋1,锚固效率系数可靠,解决了拉索的腐蚀性、耐久性问题,提高拉索的使用寿命,有效地降低了工程成本,给社会带来巨大的经济价值。本实用新型一种FRP拉索锚具的制备方法操作便捷,工艺简单,生产效率高,适合大范围的推广及应用。

为了进一步地优化本实用新型的实施效果,在另外一些实施方式中,其余特征技术相同,不同之处在于,保护筒4沿其长度方向向外延伸有延伸部43,在延伸部43上设有贯穿延伸部43相对两侧的缓冲腔6,且缓冲腔6与粘结腔5连通。

采用上述优选的方案,对保护筒4内的碳纤维筋1起到更好的加强紧固的效果,机械强度更好。

为了进一步地优化本实用新型的实施效果,在另外一些实施方式中,其余特征技术相同,不同之处在于,在碳纤维筋1与锚板3的固定侧设有保护罩7,锚板3置于保护罩7内。

一种FRP拉索锚具的制备方法还包括以下步骤:

6)将锚板3与保护罩7固定连接,将锚板3置于保护罩7内,并利用螺母8进行连接,最后将组装好的FRP拉索锚具用缠绕带打包,运往施工现场安装。

采用上述优选实施例的方案,对锚板3和碳纤维筋1的端部进行保护。

为了进一步地优化本实用新型的实施效果,在另外一些实施方式中,其余特征技术相同,不同之处在于,在保护筒4的粘结腔5的腔壁上设多个加强筋(图中未示出)。

采用上述优选实施例的方案,提高保护筒4与粘结剂的接触面积,提高保护筒4与碳纤维筋1之间联系的机械强度。同时,提高保护筒4反向给碳纤维筋1表面提供正压力,使摩擦力提高。

为了进一步地优化本实用新型的实施效果,在另外一些实施方式中,其余特征技术相同,不同之处在于,在保护筒4的粘结腔5的腔壁上设多个加强槽(图中未示出)。

采用上述优选实施例的方案,提高保护筒4反向给碳纤维筋1表面提供正压力,使摩擦力提高,提高保护筒4与粘结剂的接触面积。

以上的仅是本实用新型的优选实施方式,应当指出,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型创造构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本实用新型的保护范围。

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