一种FRP用夹片型锚具的预夹紧装置的制作方法

一种frp用夹片型锚具的预夹紧装置
技术领域
[0001]
本发明属于建材张拉锚固技术领域，特别涉及一种frp用夹片型锚具的预夹紧装置。


背景技术：

[0002]
预应力技术广泛应用于桥梁、房屋及特种工程等的建造和加固维护领域。通过张拉对预应力材料施加预应力需要性能优良的锚固系统，当前针对预应力材料的夹持或锚固方式主要有机械式夹持和夹片式夹持两种设计。
[0003]
夹片式夹持主要是采用夹持片和锚固螺栓对预应力材料进行压紧和锁定，依靠机械力实现夹持。这种结构因为设计简单、性能可靠为建筑工程所普遍接受。普通的夹片型预应力结构是由两端的锚具、预应力材料(frp板、frp筋及frp绞线等)和必要的附件组成。锚具多为夹片型结构，通常由锚头、夹片、锚座及相应螺栓等构件组成。通常，预应力锚具的锚头部分设置了楔形或细长圆台形通孔，配套夹片也采取相同锥度的楔形或圆台结构。这就意味着要实现对预应力结构的整体张拉，必须将预应力材料配合夹片预先导入锚头通孔内部实现预夹紧。特别地，采用普通夹片夹持和结构胶粘剂粘接相结合的夹片式粘接夹持锚固时，预夹紧要在结构胶粘剂粘接固化之前完成。
[0004]
目前，针对以上夹片型锚具的预夹紧尚没有成形的方法和设备。这导致预应力施工过程中锚具的安装完全是以经验为主导，以人力进行预夹紧，难以保证预夹紧力的量化和预夹紧程度的准确到位。施工中预应力系统的预应力损失乃至施工中预应力材料在锚具中滑脱等状况均与锚具预夹紧不足、锚具安装不到位存在关系，是预应力施工中需要引起高度重视的。


技术实现要素：

[0005]
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种frp用夹片型锚具的预夹紧装置，以分体式千斤顶提供预夹紧力，通过传力螺栓将预夹紧力传递给滑动传力块，通过反力块的反力将夹片与待夹紧材料均匀送入锚头的楔形通孔内，通过楔形通孔对夹片与待夹紧材料进行法向压紧，最终实现锚头整体的预夹紧。
[0006]
技术方案如下：
[0007]
一种frp用夹片型锚具的预夹紧装置，包括：滑动传力块、反力块、千斤顶、基座、传力螺杆和配套螺母；其中：两条传力螺杆依次平行穿设于滑动传力块、基座和反力块上的连接通孔，两端以螺母紧固，待夹紧锚头内置于滑动传力块和基座之间，千斤顶内置于基座和反力块之间，整体形成封闭的传力体系；所述滑动传力块内设通孔以供待夹紧预应力材料通过，通孔的尺寸与预应力材料的截面尺寸匹配；
[0008]
所述预夹紧装置通过配备码表的千斤顶施加张力实现预夹紧，预夹紧张力的量化控制依公式得到，其中：
[0009]
对于frp与夹片间涂抹结构胶的情况：
[0010][0011]
其中，f
设计
为frp抗拉强度设计值，单位吨；θ为楔形夹片的楔角且1
°
≤θ≤5
°
；a为frp被夹持段的表面积，单位cm2；
[0012]
对于未涂抹结构胶的情况：
[0013][0014]
其中，f
设计
为frp抗拉强度设计值，单位吨；θ为楔形夹片的楔角且1
°
≤θ≤5
°
；μ为夹片与frp间的实测摩擦系数。
[0015]
进一步的，所述预夹紧装置在滑动传力块内侧设置具有弧度的弧形接触面以适应铰式锚头的预夹紧。
[0016]
进一步的，所述预夹紧装置的基座是钢结构平台或混凝土平台，预夹紧装置通过焊缝连接、螺栓连接、铆钉连接或地脚螺栓连接方式中的至少一种固定在基座上，形成预夹紧工作面。
[0017]
进一步的，所述预夹紧装置在钢结构基座上安装滚轮驱动以便于现场的预夹紧施工。
[0018]
进一步的，所述预夹紧装置在基座上安装升降装置形成可升降装置，通过调整基座高度以保证夹片与预夹紧装置在相同水平面上，从而确保预夹紧的稳定性和准确性。
[0019]
进一步的，在工作面平整的条件下所述预夹紧装置取消基座就地安装应用。
[0020]
本发明的有益效果：
[0021]
1、本发明提出的预夹紧装置实现了夹片型锚头的定量可控预夹紧。预夹紧装置通过配备码表的千斤顶施加张力实现锚头的预夹紧，而所施加张力的大小可以由千斤顶码表的读数实时显示，并根据公式合理控制。
[0022]
2、本发明提出的预夹紧装置适合厂房车间、施工现场等多种场合的施工操作。预夹紧装置可以依据现场条件确定其所附着的结构基础或基座，该结构基础可以是钢结构平台、混凝土平台等；可以在结构基础或基座上安装滚轮驱动，从而进一步方便现场的预夹紧施工。
[0023]
3、本发明提出的预夹紧装置可用于frp板、frp筋及frp绞线等材料的预夹紧，具有体型轻巧、制作简单、安装简易、性能可靠、通用性强等特点，可有效减少锚固系统局部应力集中的发生，可有效提高待夹紧材料与锚固系统接触的稳固度，可充分发挥材料的力学特性，保证各种类型筋、绞线、板材及型材的夹持均匀性，提升预应力加固技术的应用优势。
附图说明
[0024]
图1是实施例1中的frp用夹片型锚具的预夹紧装置的正视图。
[0025]
图2是实施例1中frp用夹片型锚具的预夹紧装置的侧面剖视图。
[0026]
图3是实施例2中frp用夹片型锚具的预夹紧装置的正视图。
[0027]
图4是实施例2中frp用夹片型锚具的预夹紧装置的侧面剖视图。
[0028]
图5是实施例3中frp用夹片型锚具的预夹紧装置的正视图。
[0029]
图6是实施例3中frp用夹片型锚具的预夹紧装置的侧面剖视图。
[0030]
图7是实施例4中frp用夹片型锚具的预夹紧装置的侧面剖视图。
[0031]
附图标记说明：
[0032]
1a-锚头，1b-待夹紧材料(可以是frp板、frp棒、frp筋及frp绞线等)，1c-待夹紧锚头，2-传力螺杆及配套螺母，3-滑动传力块，4-垫块，5a-结构基础或基座，5b-紧固螺母，5c-金属杆，5d-斜支撑杆，5e-脚轮，5f-滑动槽，6-带数字码表的千斤顶，7-反力块，8-水泥基础。
具体实施方式
[0033]
为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合实施例对本发明提供的一种frp用夹片型锚具的预夹紧装置进行详细描述。以下实施例仅用于说明本发明而非用于限制本发明的范围。
[0034]
本发明公开了一种frp用夹片式锚固系统专用的锚头预夹紧装置，主要由传力螺栓将滑动传力块和反力块相连接，内置待夹紧锚头和千斤顶，通过千斤顶的张力将夹片与待夹紧材料均匀送入锚头的楔形通孔内，通过楔形通孔对夹片与待夹紧材料进行法向压紧，通过公式和配置在千斤顶上的数字码表实现张力的量化控制，最终实现锚头整体的量化可控预夹紧。
[0035]
一种frp用夹片型锚具的预夹紧装置，主要由滑动传力块、反力块、千斤顶、结构基础或基座、传力螺杆及配套螺母等关键部件组成；所述两条传力螺杆依次平行穿设于滑动传力块、基座、反力块上的连接通孔，两端以螺母紧固，待夹紧锚头内置于滑动传力块、基座之间，千斤顶内置于基座、反力块之间，整体形成封闭的传力体系；滑动传力块内设通孔以供待夹紧预应力材料通过，通孔的尺寸视预应力材料的种类和外观而定，应与预应力材料的截面尺寸相当，以利于预应力材料的放置为准。
[0036]
进一步的，预夹紧装置通过配备码表的千斤顶施加张力实现预夹紧，而所施加张力的大小由千斤顶码表的读数实时显示，预夹紧张力的量化控制依公式得到，其中对于frp与夹片间涂抹结构胶的情况：
[0037][0038]
其中，f
设计
为frp抗拉强度设计值，吨；θ为楔形夹片的楔角，建议值1
°
≤θ≤5
°
；a为frp被夹持段的表面积，cm2。对于未涂抹结构胶的情况：
[0039][0040]
其中，μ为夹片与frp间的实测摩擦系数。
[0041]
进一步的，预夹紧装置在滑动传力块内侧可以设置具有一定弧度的弧形接触面，以适应铰式锚头的预夹紧。
[0042]
进一步的，预夹紧装置可以依据现场条件确定其所附着的结构基础，该结构基础可以是钢结构平台、混凝土平台等，预夹紧装置通过焊缝连接、螺栓连接、铆钉连接、地脚螺栓连接等方式固定在结构平台上，形成预夹紧工作面。
[0043]
进一步的，预夹紧装置可以在钢结构基础或基座上安装滚轮驱动，从而进一步方便了现场的预夹紧施工。
[0044]
进一步的，预夹紧装置可以在结构基础或基座上安装升降装置形成可升降基座，通过调整基座高度以保证夹片与预夹紧装置纯在相同水平面上，从而确保预夹紧的稳定性和准确性。
[0045]
进一步的，在工作面平整的条件下所述预夹紧装置可以取消结构基础或基座，实现就地安装应用。
[0046]
实施例1
[0047]
如图1及图2所示，一种应用于frp板材的夹片型锚具预夹紧装置，整个预夹紧装置除去待夹紧frp板外，主要由传力螺杆及配套螺母2、滑动传力块3、垫块4、结构基础或基座5a、带数字码表的千斤顶6及反力块7等关键部件组成。
[0048]
两条传力螺杆2依次平行穿设于滑动传力块3、结构基础或基座5a及反力块7上的连接通孔，两端以螺母紧固，待夹紧锚头1c内置于滑动传力块3、结构基础或基座5a之间，带数字码表的千斤顶6内置于结构基础或基座5a、反力块7之间，整体形成封闭的传力体系。滑动传力块3内设通孔以供待夹紧预应力材料通过。
[0049]
预夹紧过程中，首先驱动千斤顶6顶推反力块7，反力块7带动传力螺杆2向后移动，并带动滑动传力块3相对于结构基础或基座5a移动，从而实现了对待夹紧锚头1c的预夹紧。
[0050]
本实施例中，frp与夹片间涂抹高强环氧类结构胶，frp板材抗拉强度设计值为14吨，夹片的尺寸为20cm
×
10cm，夹片的楔角为2
°
，根据计算可知预夹紧张力为2吨左右时为最佳。据此，千斤顶6连续张拉至数字码表显示张力为2吨时，本实施例停止预夹紧，后期应用显示复合材料板材锚固适当，锚头的预紧力可以保障其对建筑结构的加固效果。
[0051]
本实施例中，待夹紧的frp板及锚头1在预夹紧到位后，依次松开并撤出千斤顶6，卸下传力螺杆及配套螺母2，取下反力块7，再进行下一个锚头的预夹紧。
[0052]
实施例2
[0053]
如图3及图4所示，一种应用于frp筋材的夹片型锚具预夹紧装置，整个预夹紧装置除去待夹紧的frp筋外，主要由传力螺杆及配套螺母2、滑动传力块3、垫块4、带数字码表的千斤顶6及反力块7等关键部件组成，省去了结构基础或基座部分，主要应用于预夹紧精度要求不高的临时或施工现场。
[0054]
两条传力螺杆2依次平行穿设于滑动传力块3及反力块7上的连接通孔，两端以螺母紧固，待夹紧锚头1c内置于滑动传力块3与垫块4之间，带数字码表的千斤顶6内置于垫块4、反力块7之间，整体形成封闭的传力体系；滑动传力块3内设通孔以供待夹紧预应力材料通过。
[0055]
预夹紧过程中，首先驱动千斤顶6顶推反力块7，反力块7带动传力螺杆2向后移动，并带动滑动传力块3相对于垫块4移动，从而实现了对待夹紧锚头1c的预夹紧。
[0056]
本实施例中，frp与夹片间涂抹高强环氧类结构胶，frp筋材抗拉强度设计值为11吨，frp被夹持段的表面积113cm2，夹片的楔角为1.5
°
，根据公式计算可知预夹紧张力为4.1吨左右时为最佳。据此，千斤顶6连续张拉至数字码表显示张力为4.1吨时，本实施例停止预夹紧，后期应用显示复合材料筋锚固适当，锚头的预紧力可以保障其对建筑结构的加固效果。
[0057]
本实施例中，待夹紧的frp筋及锚头1在预夹紧到位后，依次松开并撤出千斤顶6，卸下传力螺杆及配套螺母2，取下反力块7，再进行下一个锚头的预夹紧。
[0058]
实施例3
[0059]
如图5及图6所示，一种应用于frp板材的夹片型铰式锚具预夹紧装置，整个预夹紧装置除去待夹紧的frp板外，主要由传力螺杆及配套螺母2、滑动传力块3、垫块4、临时水泥基座5a、带数字码表的千斤顶6及反力块7等关键部件组成；临时水泥基座5a通过两条长螺栓临时紧固于平整的水泥基础8之上；滑动传力块3内缘为内凹的弧形面，预夹紧过程中与铰式锚锚头内缘的外凸弧面形成铰式结构。
[0060]
两条传力螺杆2依次平行穿设于滑动传力块3、临时水泥基座5a及反力块7上的连接通孔，两端以螺母紧固，待夹紧锚头1c内置于滑动传力块3、临时水泥基座5a之间，带数字码表的千斤顶6内置于临时水泥基座5a、反力块7之间，整体形成封闭的传力体系；滑动传力块3内设通孔以供待夹紧预应力材料通过。
[0061]
预夹紧过程中，首先驱动千斤顶6顶推反力块7，反力块7带动传力螺杆2向后移动，并带动滑动传力块3相对于临时水泥基座5a移动，从而实现对待夹紧锚头1c的预夹紧。本实施例中，frp与夹片间涂抹高强环氧类结构胶，frp板材抗拉强度设计值为14吨，frp被夹持段的表面积约为350cm2，夹片的楔角为2
°
，根据公式计算可知预夹紧张力为2.3吨左右时为最佳。据此，千斤顶6连续张拉至数字码表显示张力为2.3吨时，本实施例停止预夹紧，后期应用显示复合材料板材锚固适当，锚头的预紧力可以保障其对建筑结构的加固效果。
[0062]
本实施例中，待夹紧的frp板及锚头1在预夹紧到位后，依次松开并撤出千斤顶6，卸下传力螺杆及配套螺母2，取下反力块7，再进行下一个锚头的预夹紧。
[0063]
本实施例中，考虑到应用的是铰式锚固系统，相应地将滑动传力块3内缘设置为与铰式锚头内缘等弧度的弧形面，预夹紧过程中滑动传力块3与铰式锚的锚头1c形成铰式结构，起到均匀受力、平衡夹紧的效果，便于锚固系统的预夹紧和后期的有效张拉。
[0064]
实施例4
[0065]
如图7所示，一种可移动的应用于frp绞线的夹片型锚具预夹紧装置，整个预夹紧装置除去待夹紧的frp板1外，主要由传力螺杆及配套螺母2、滑动传力块3、垫块4、可移动基座5a、带数字码表的千斤顶6及反力块7等关键部件组成。
[0066]
可移动基座5a通过若干螺母5b将金属杆5c紧固支撑于基座5a，通过安装于斜支撑杆5d上的脚轮5e实现支架整体的移动，斜支撑杆5d通过安装于基座5a上的滑动槽5f进行滑动进而实现整个支座的的上下调节，起到便于预夹紧施工的效果；
[0067]
两条传力螺杆2依次平行穿设于滑动传力块3、可移动基座5a及反力块7上的连接通孔，两端以螺母紧固，待夹紧锚头1c内置于滑动传力块3、可移动基座5a之间，带数字码表的千斤顶6内置于可移动基座5a、反力块7之间，整体形成封闭的传力体系；滑动传力块3内设通孔以供待夹紧预应力材料通过。
[0068]
预夹紧过程中，首先驱动千斤顶6顶推反力块7，反力块7带动传力螺杆2向后移动，并带动滑动传力块3相对于可移动基座5a移动，从而实现了对待夹紧锚头1c的预夹紧。
[0069]
本实施例中，frp与夹片间涂抹高强环氧类结构胶，frp绞线抗拉强度设计值为21吨，frp被夹持段的表面积310cm2，夹片的楔角为1.6
°
，根据公式计算可知预夹紧张力为3.1吨左右时为最佳。据此，千斤顶6连续张拉至数字码表显示张力为3.1吨时，本实施例停止预夹紧，后期应用显示frp绞线锚固适当，锚头的预紧力可以保障其对建筑结构的加固效果。
[0070]
本实施例中，待夹紧frp绞线及锚头1在预夹紧到位后，依次松开并撤出千斤顶6，
卸下传力螺杆及配套螺母2，取下反力块7，再进行下一锚头的预夹紧。
[0071]
本发明提出的这种锚头预夹紧装置可用于frp板、frp棒、frp筋及frp绞线等材料的预夹紧，具有体型轻巧、制作简单、安装简易、预应力定量可控、性能可靠、通用性强等特点，可有效减少锚固系统局部应力集中的发生，可有效提高待夹紧材料与锚固系统接触的稳固度，可充分发挥材料的力学特性，保证各种类型筋、绞线、板材及型材的夹持均匀性，提升预应力加固技术的应用优势。
[0072]
上面结合实施例对本发明的实例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出的各种变化，也应视为本发明的保护范围。