专利名称：分散式锚固的预应力碳纤维绞线锚固体系的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种岩锚结构，特别是预应力碳纤维绞线锚固体系。
背景技术：
目前的岩锚结构，多采用高强钢丝或钢绞线作为锚杆、普通水泥砂浆作为地下锚固介质、普通预应力筋锚具作为锚杆外露张拉端的锚固体系；此种传统的岩锚体系普遍面临由于钢筋锈蚀、混凝土老化导致的结构耐久性问题，尤其在桥梁建设中，其使用寿命与特大型桥梁长达百年的设计寿命远远不协调，严重影响整体结构的安全性和耐久性。采用新型材料碳纤维绞线代替高强钢丝或钢绞线作为锚杆，可有效延长岩锚体系的使用寿命；但由于碳纤维绞线的抗剪强度和抗挤压强度很小，大约仅为其抗拉强度的 10%，若继续使用普通高强钢丝、高强钢绞线及高强钢筋的锚、夹具对碳纤维绞线进行夹持、 锚固，会很容易使其受到横向应力而起丝、开裂甚至折断而受损，降低其安全性；因此，传统的锚、夹具将不再适用于碳纤维预应力绞线，需要开发一种新型的锚固体系来对碳纤维绞线进行握裹锚固，以最大限度地发挥碳纤维绞线抗拉强度高的优点；现国内还没有适用于碳纤维绞线的分散式锚固的锚固体系，影响了碳纤维绞线在工程上的应用。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种结构紧凑、锚固效果优异，适用于对碳纤维绞线进行锚固的《分散式锚固的预应力碳纤维绞线锚固体系》。解决上述问题的技术方案是一种分散式锚固的预应力碳纤维绞线锚固体系，包括碳纤维绞线及锚固端，所述锚固端包括锚杯，位于锚杯内孔一端的压紧环和定位件，位于锚杯内孔另一端的锚板、压板，碳纤维绞线依次穿过压紧环、定位件后，构成碳纤维绞线的各单根碳纤维筋被分散后分别穿过锚板上的锚孔，用于压紧锚板的压板位于锚板外侧，与锚杯内孔螺纹连接，在锚杯内部灌注有用于将单根碳纤维筋进行灌浆握裹的握裹剂，压紧环与锚杯端部内孔螺纹连接；所述压紧环上开有1个通孔，定位件上开有至少与被锚固碳纤维绞线线数相同数目的通孔以及灌浆孔；所述锚板上的锚孔数目与全部被锚固碳纤维绞线被打散成单根碳纤维筋的总数相同。其进一步技术方案是所述的压紧环是一外缘开有外螺纹的圆环，圆环中心是一个用于穿过所有碳纤维绞线及灌浆管的通孔。所述的定位件是一带有凸台的圆环，圆环上开有至少与被锚固碳纤维绞线线数m 相同数目的通孔以及一个灌浆孔，m的取值范围为1-200之间的任意整数。所述锚板上的锚孔数目与构成分散式锚固的预应力碳纤维绞线锚固体系之全部m 条被锚固碳纤维绞线的单根碳纤维筋的总数mXn相同，上述m表示被锚固碳纤维绞线线数，η表示构成每1条碳纤维绞线之碳纤维筋的根数，m、n的取值范围是:m为1-200之间的任意整数；η为2、3、4、5、7、8或9。所述用于压紧锚板的压板是一个外缘开有外螺纹的圆柱体，圆柱体靠近锚板一端的中心开有一圆形凹槽。所述的握裹剂是RPC活性粉末混凝土或其他能与碳纤维绞线产生良好握裹力的物质，例如环氧砂浆。与采用传统的预应力高强钢丝、钢绞线的锚固方法来锚固碳纤维绞线的体系相比，本实用新型分散式锚固的预应力碳纤维绞线锚固体系的有益效果是锚固体系结构紧凑，握裹时对碳纤维绞线无损伤，且由于采用了分散式的锚固方式，增加了握裹面积，使锚固效果更好，安全性更佳。由于握裹力与握裹剂种类、握裹剂与碳纤维绞线之间的粘结力和握裹面积等多种因素有关，在所用握裹剂类型确定的情况下，其所能提供的单位面积的粘结力是一定的，此时若增加碳纤维绞线与握裹剂之间的握裹面积，其握裹力也随之增大；本实用新型通过将碳纤维绞线打散成为碳纤维筋后再进行灌浆握裹，大大增加了碳纤维绞线碳纤维筋与握裹剂的接触面，如附图图4-1、图4-2所示，打散前的碳纤维绞线只是最外圈的6根碳纤维筋的部分面积与握裹剂接触(参见图4-1)，打散后则7根碳纤维筋均能与握裹剂充分接触(参见图4-2);若将打散后的每根碳纤维筋与握裹剂的接触面积视为S，其总的握裹面积为7S，而打散前的握裹面积经计算为(1 - 120 + 360) XSX6 = 4S，故打散后的握裹面积与打散前的相比，为其的7S + 4S = 1. 75倍，即增加了 0. 75倍，使握裹面积得到了较大的提高，有效增大了握裹力；使其在同等大小的锚杯体积内获得了更优的握裹效果，而且其结构简单、安装便捷，具有良好的施工性能。
以下结合附图和实施例对本实用新型之分散式锚固的预应力碳纤维绞线锚固体系的技术特征作进一步说明。
图1 本实用新型分散式锚固的预应力碳纤维绞线锚固体系的结构示意图；图2 本实用新型分散式锚固的预应力碳纤维绞线锚固体系的压紧环的结构示意图；图3-1 图3-2 本实用新型分散式锚固的预应力碳纤维绞线锚固体系的定位件的结构示意图图3-1 图3-2的右视图，图3-2 主视剖视图；图4-1 图4-2 本实用新型碳纤维绞线打散前和将其打散后的碳纤维筋与握裹剂的接触情况示意图图4-1 本实用新型碳纤维绞线打散前碳纤维筋与握裹剂的接触情况示意图，图4-2 本实用新型碳纤维绞线打散后的碳纤维筋与握裹剂的接触情况示意图；图5-1 图5-2 本实用新型分散式锚固的预应力碳纤维绞线锚固体系的锚板结构示意图图5-1 图5-2的右视图，图5-2 主视剖视图；图6 本实用新型分散式锚固的预应力碳纤维绞线锚固体系的压板的结构示意图。图中1-碳纤维绞线，2-压紧环，21-压紧环的通孔，3-定位件，31-绞线通孔，4_锚杯，5-握裹剂，6-单根碳纤维筋，7-锚板，71-锚孔，8-灌浆孔，9-压板。
具体实施方式
一种分散式锚固的预应力碳纤维绞线锚固体系，包括碳纤维绞线1及锚固端，所述锚固端包括锚杯4，位于锚杯内孔一端的压紧环2和定位件3，位于锚杯内孔另一端的锚板7和压板9，碳纤维绞线依次穿过压紧环2、定位件3，构成碳纤维绞线的各单根碳纤维筋 6被分散后分别穿过锚板7上的锚孔，用于压紧锚板的压板9位于锚板7外侧，与锚杯4内孔螺纹连接，在锚杯内部灌注有用于将单根碳纤维筋6进行灌浆握裹的握裹剂5，压紧环2 亦与锚杯内孔螺纹连接(参见图1)。所述的压紧环2是一外缘开有外螺纹的圆环，圆环中心是一个用于穿过所有碳纤维绞线1及灌浆管的通孔21 (参见图2)。所述的定位件3是一带有凸台的圆环，圆环上开有与被锚固碳纤维绞线1的数目相同的绞线通孔31以及一个灌浆孔8，图3-1中有9个绞线通孔31及1个灌浆孔8，为避免损伤到碳纤维绞线，所述定位件3用橡胶制成，也可以采用其他有一定柔韧度的塑料材料制作而成(参见图3-1 图3-2)。所述锚板7上的锚孔71数目与构成分散式锚固的预应力碳纤维绞线锚固体系的所有被锚固碳纤维绞线1的单根碳纤维筋6的总数相同，图5中有63个绞线通孔71，锚板 7上没有灌浆孔(参见图5)。所述用于压紧锚板7的压板9是一个外缘开有外螺纹的圆柱体，圆柱体靠近锚板一端的中心开有一圆形凹槽(参见图6)。所述锚杯内部灌注的用于将单根碳纤维筋6进行灌浆握裹的握裹剂5是RPC活性粉末混凝土或其他能与碳纤维绞线产生良好握裹力的物质，例如环氧砂浆。作为本实用新型实施例的一种变换，所述定位件3上开有的绞线通孔31的数量根据分散式锚固的预应力碳纤维绞线锚固体系之被锚固碳纤维绞线的线数m而定，一般与被锚固碳纤维绞线1的条数相同或更多，m的取值范围为1-200之间的任意整数。所述锚板7上的锚孔71数目与构成分散式锚固的预应力碳纤维绞线锚固体系之全部被锚固碳纤维绞线1被打散成单根碳纤维筋6的总数相同，即如果被锚固的锚固碳纤维绞线1的线数为m，每1碳纤维绞线1由η根碳纤维筋6构成，则锚板7上的锚孔71的数目则为mXn ；例如图5中，锚板7上的锚孔71有63个，是因为有9条碳纤维绞线1，每1 条碳纤维绞线1由7条碳纤维筋6构成，全部9条被锚固碳纤维绞线1被打散成单根碳纤维筋6的总数为9 X 7=63根，因而，锚板7上的锚孔71就是9 X 7=63个；一般m、n的取值范围是:m为1-200之间的任意整数；η为2、3、4、5、7、8或9，与市场上现有绕制碳纤维绞线的碳纤维筋6的根数规格相同，随着技术进步，η的数目还可以增加。
权利要求1.一种分散式锚固的预应力碳纤维绞线锚固体系，包括碳纤维绞线及锚固端，其特征在于所述锚固端包括锚杯(4)，位于锚杯内孔一端的压紧环(2)和定位件(3)，位于锚杯内孔另一端的锚板(7)和压板(9)，碳纤维绞线依次穿过压紧环(2)、定位件(3)后，构成碳纤维绞线的各单根碳纤维筋(6)被分散后分别穿过锚板(7)上的锚孔，用于压紧锚板的压板 (9)位于锚板(7)外侧，与锚杯(4)内孔螺纹连接，在锚杯内部灌注有用于将单根碳纤维筋 (6)进行灌浆握裹的握裹剂(5)，压紧环(2)与锚杯端部内孔螺纹连接，所述压紧环上开有1 个通孔，定位件上开有至少与被锚固碳纤维绞线的线数相同数目的通孔以及灌浆孔；所述锚板上的锚孔数目与全部被锚固碳纤维绞线被打散成单根碳纤维筋的总数相同。
2.根据权利要求1所述的分散式锚固的预应力碳纤维绞线锚固体系，其特征在于所述的压紧环(2)是一外缘开有外螺纹的圆环，圆环中心是一个用于穿过所有碳纤维绞线 (1)及灌浆管的通孔(21)。
3.根据权利要求1所述的分散式锚固的预应力碳纤维绞线锚固体系，其特征在于所述的定位件(3)是一带有凸台的圆环，圆环上开有至少与被锚固碳纤维绞线线数m相同数目的通孔(31)以及一个灌浆孔(8)，m的取值范围为1-200之间的任意整数。
4.根据权利要求1所述的分散式锚固的预应力碳纤维绞线锚固体系，其特征在于所述锚板(7)上的锚孔数目与构成分散式锚固的预应力碳纤维绞线锚固体系之全部m条被锚固碳纤维绞线(1)的单根碳纤维筋(6)的总数mXn相同，上述m表示被锚固碳纤维绞线的线数，η表示构成每1条碳纤维绞线(1)之碳纤维筋(6)的根数，m、η的取值范围是:m为 1-200之间的任意整数；η为2、3、4、5、7、8或9。
5.根据权利要求1所述的分散式锚固的预应力碳纤维绞线锚固体系，其特征在于所述用于压紧锚板的压板(9)是一外缘开有外螺纹的圆柱体，圆柱体靠近锚板一端的中心开有一圆形凹槽。
6.根据权利要求1所述的分散式锚固的预应力碳纤维绞线锚固体系，其特征在于所述的握裹剂(5)是RPC活性粉末混凝土或环氧砂浆。
专利摘要一种分散式锚固的预应力碳纤维绞线锚固体系，包括碳纤维绞线及锚固端，所述锚固端包括锚杯，位于锚杯内孔一端的压紧环和定位件，位于锚杯内孔另一端的锚板和压板，碳纤维绞线依次穿过压紧环、定位件后，构成碳纤维绞线的各单根碳纤维筋被分散分别穿过锚板上的锚孔，用于压紧锚板的压板位于锚板外侧，在锚杯内部灌注有用于将单根碳纤维筋进行灌浆握裹的握裹剂，压紧环、压板分别与锚杯内孔螺纹连接；定位件上有至少与被锚固碳纤维绞线线数相同数目的通孔以及1个灌浆孔；锚板上的锚孔数目至少与全部被锚固碳纤维绞线被打散成单根碳纤维筋的总数相同；该锚固体系结构紧凑、锚固效果优异，结构简单、安装便捷，具有良好的施工性能。
文档编号E04C5/12GK202299136SQ20112033980
公开日2012年7月4日 申请日期2011年9月12日 优先权日2011年9月12日
发明者区锡祥, 周红梅, 庞忠华, 朱万旭, 杨帆 申请人:柳州欧维姆机械股份有限公司