本发明涉及一种frp筋的挤压式锚具及其锚固方法。
背景技术：
纤维增强复合材料(fiberreinforcedplastic，简称frp)筋是将碳纤维、玻璃纤维等高性能连续纤维浸渍于耐腐蚀性能良好的树脂中形成的整体筋材。frp筋具有高强度、低比重、耐腐蚀、耐疲劳等优异的性能，被广泛的应用于土木工程领域。但frp筋作为各向异性性材料，其轴向强度较高，横向强度低，锚固较为困难，因此锚固技术是制约frp筋工程化应用的瓶颈问题。
常用的frp筋锚具主要分为粘结式和夹片式两种。粘结式锚具的优点是对frp筋不造成损伤，通过在锚筒中灌注粘结介质，待粘结介质固化即可制得试件。但一些粘结介质流动性差，灌注比较困难，易导致灌注不密实，影响锚固性能，并且该类锚具需要较长的粘结长度来确保frp筋不与粘结介质发生滑移。夹片式锚具主要用于锚固预应力钢绞线，依赖锥形夹片与锚杯产生的挤压力夹持筋材，具有施工便捷、锚固效率高等优点。但对于横观各向同性的frp筋，frp筋在锚固过程中因局部的应力集中发生早期断裂破坏，不能充分发挥frp筋的高强度。另外，工程上对钢绞线还使用挤压锚施工技术，通过挤压机将挤压元件、钢绞线挤入挤压模锥孔中，由于挤压元件直径大于锥孔直径，挤压元件被紧密的压缩在钢绞线上，但挤压锚技术还仅应用于锚固钢绞线。
目前，国内外土木工程界正在致力于研发适用于frp筋的锚固体系，如何突破现有锚固技术的不足，提出一种能更好发挥frp筋优势的新型锚具，将能极大地推动frp筋在土木工程领域的应用。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是提供一种安全可靠，组装方便，内部受力合理，更能适用于纤维增强复合材料筋的挤压式锚具。
为了解决上述问题，本发明的技术方案为：
一种frp筋的挤压式锚具，包括锚筒1、套管2和纤维增强复合材料frp筋3，所述的锚筒1为一端设有倒角的筒体，用于锚固frp筋，筒体的中部设有沿其中心线延伸的锥形通孔。所述的倒角角度与挤压模4锥孔倾角相同。
所述的锥形通孔内嵌设有与锥形通孔相适配的套管2；所述的套管2外表面为楔面，套管2内径与frp筋3相配合，即锚固的frp筋3能够贯穿通过套管2，套管2套在frp筋3上防止挤压过程中损害frp筋3；所述的筒体的锥形通孔、套管2、frp筋3三者的中心线重合。frp筋3直径小于套管2内径。
所述的锚筒1和套管2的轴向长度相等，且都大于frp筋3锚固力要求的设计锚固长度。
所述的锚筒1中部锥形通孔的倾角θ与套管2楔形外表面的倾角相等，倾角θ的大小与frp筋的强度和尺寸相关。
所述的套管2采用延展性好的金属，包括铝合金、铜合金、锌合金、奥氏体不锈钢、铅锡合金。
上述frp筋的挤压式锚具的锚固方法，具体步骤包括：
步骤1，将套管2穿入锚筒1中，使套管2的楔面与锚筒1的锥形通孔贴合。
步骤2，将frp筋3的尾端贯穿套管2，frp筋3伸出锚筒1和套管2的端面一定长度；所述步骤2中的一定长度为大于锚筒1、套管2的挤压变形伸长量。
步骤3，将锚筒1、套管2和frp筋3的组装件放入挤压机5中，使锚筒1设有倒角的端面与挤压模4的锥孔贴合，锚筒1、套管2、frp筋3的中心线与挤压模4的锥孔的中心线重合，在锚筒1外表面均匀地涂抹油脂。
步骤4，操作挤压机5将锚筒1、套管2和frp筋3的组装件匀速地顶入挤压模4，组装件在挤压模4中挤压变形。
步骤5，对挤压完成的组装件进行质量检验，检查锚具是否出现弯曲变形。
本发明的有益效果为：挤压式锚具采用挤压工艺对frp筋进行锚固，挤压过程中锚具的挤压变形量可控，因此由挤压变形产生的压应力能够在锚固区域内均匀分布，应力分布更加合理；同时，在套筒的一端设有倒角，该端部的挤压变形量小，有效地避免了由于端部应力集中造成的早期断裂破坏，从而能充分发挥frp筋的高强度。
挤压式锚具中的套管采用了延展性好的金属材料，在挤压过程中起到了过渡层的作用，避免了挤压力对frp筋造成损伤，挤压完成后套管和frp筋紧密契合，提高了套管和frp筋的界面剪切强度，保证了锚具对frp筋的有效夹持。
挤压式锚具具有安全可靠、体积小、承载快、施工简便等优点，特别适用于岩土锚固、桥梁拉索以及结构加固等工程领域。
下面结合附图对本发明一种纤维增强复合材料筋的挤压式锚具及锚固方法作进一步说明。
附图说明
图1为挤压前锚筒、套管及frp筋的组装示意图。
图2为frp筋的挤压式锚具挤压过程示意图。
图3为挤压完成后的组装件示意图。
图中：1锚筒；2套管；3frp筋；4挤压模；5挤压机。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，本发明实施例中的挤压式锚具组装件包括钢制的锚筒1，铝制的套管2以及cfrp筋3。锚筒1内部锥形通孔的倾角与套管楔形外表面的倾角相等，倾角θ的角度可以为1°至3°，由于实施例中的cfrp筋3的直径为5mm,取倾角θ为2°。锚筒的一端设有倒角，倒角的角度与挤压模锥孔的倾角相同。
图2为frp筋的挤压式锚具锚固方法示意图，实施例中包括：锚筒1、套管2、cfrp筋3、挤压模4、挤压机5。
使用上述实施例的frp筋的挤压式锚具锚固方法，包括：
步骤1，套管2穿入锚筒1，使套管2的楔面与锚筒1的锥形通孔贴合；
步骤2，将cfrp筋3的尾端贯穿套管2，并伸出锚筒1、套管2端面10mm；
步骤3，将锚筒1、套管2和cfrp筋3的组装件放入挤压机5中，锚筒1设有倒角的一端与挤压模4贴合，锚筒1、套管2、cfrp筋3的中心线与挤压模4的中心线重合，在锚筒1外表面均匀地涂抹油脂；
步骤4，操作挤压机5将锚筒1、套管2和cfrp筋3的组装件匀速地顶入挤压模4，组装件在挤压模4中挤压变形，如图2所示；
步骤5，对挤压完成的组装件(图3)进行质量检验，主要检查锚具是否出现弯曲变形。
上述虽然结合实施例对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性的劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围之内。