一种用于锚固纤维增强塑料筋或拉索的粘结式锚具与锚固方法

摘要

一种用于锚固纤维增强塑料筋或拉索的粘结式锚具与锚固方法，锚具有一端设有端盖而另一端有定位孔的套筒，套筒有锥形内腔，设有灌浆孔和排气孔的套筒外周装有螺母，纤维增强塑料筋或拉索穿过定位孔且其位于锥形内腔中的一端被劈裂成分叉的两瓣，在该两瓣之间楔入支撑楔块而使之成楔形；所述筋或拉索一端的分叉起始部位套有约束环且其通过所述定位孔的部位套有薄壁铝套管，套筒的锥形内腔中充满活性粉末混凝土。方法主要是，将所述筋或拉索轴向穿过锚具的套筒后对其施加预张力，再向套筒灌入活性粉末混凝土。本发明提高了粘结介质与FRP筋的锚固性能，由此减小了锚固长度，且其结构简单，使用方便，安全可靠，造价低，RPC制作和养护简单。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于锚固纤维增强塑料筋或拉索的粘结式锚具与锚固方法。

背景技术

目前纤维增强塑料(FRP)筋或拉索粘结式锚具存在粘结介质的粘结强度较低所导致的锚固长度过长，或粘结介质徐变过大、热稳性能较差等不足，因此有必要提供一种具有强度高、耐久性好等特点的粘结式锚具装置及利用相应锚具的锚固方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提出一种用于锚固纤维增强塑料筋或拉索的粘结式锚具与锚固方法，通过特定的技术措施来达到提高粘结介质与FRP筋的锚固性能以及减小锚固长度的目的，而且结构及方法简单，使用方便，安全可靠，造价低。

本发明的技术方案之一是，所述用于锚固纤维增强塑料筋或拉索的粘结式锚具有一端设有端盖而另一端开有定位孔的圆柱形套筒，该套筒有锥形内腔且其口径较小的一端同所述定位孔连通，筒体两头分别设有灌浆孔和排气孔的所述套筒外周有外螺纹并装有螺母，所述灌浆孔和排气孔均与锥形内腔连通，纤维增强塑料筋或拉索穿过所述定位孔且其一端位于所述锥形内腔中，而位于该锥形内腔中的纤维增强塑料筋或拉索的所述一端被劈裂成分叉的两瓣，在该两瓣之间楔入支撑楔块；所述纤维增强塑料筋或拉索一端的分叉起始部位套有约束环且其通过所述定位孔的部位套有薄壁铝套管，所述套筒的锥形内腔中充满由所述灌浆孔注入的活性粉末混凝土。

以下对本发明的上述粘结式锚具做出进一步说明。

参见图1至图3，本发明所述粘结式锚具有一端设有端盖1而另一端开有定位孔11的圆柱形套筒3，该套筒3有锥形内腔4且其口径较小的一端同所述定位孔11连通，筒体两头分别设有灌浆孔2和排气孔6的所述套筒3外周有外螺纹并装有螺母5，所述灌浆孔2和排气孔6均与锥形内腔4连通，纤维增强塑料筋或拉索8穿过所述定位孔11且其一端位于所述锥形内腔4中，而位于该锥形内腔4中的纤维增强塑料筋或拉索8的所述一端被劈裂成分叉的两瓣，在该两瓣之间楔入支撑楔块9而使该端形成楔形；所述纤维增强塑料筋或拉索8一端的分叉起始部位套有约束环10且其通过所述定位孔的部位套有薄壁铝套管7，所述套筒3的锥形内腔4中充满由所述灌浆孔2注入的活性粉末混凝土12。

为了避免纤维增强塑料筋或拉索应力集中，还可将所述定位孔设计为其两端口径大于该定位孔内径的喇叭口(参见图2)。

如图1所示，实际使用时，在纤维增强塑料筋或拉索8套上约束环10和薄壁铝套管7，并在锚固区域劈裂纤维增强塑料筋或拉索8的一端，然后用支撑楔块9楔入所述FRP筋或拉索的劈裂端，使纤维增强塑料筋或拉索8在锚固区形成楔形，最后再将纤维增强塑料筋或拉索8放入套筒3内并穿过定位孔11，安装端盖1，通过灌浆孔2将活性粉末混凝土灌入套筒3的锥形内腔4，直至活性粉末混凝土从排气孔6溢出为止。

本发明的上述粘结式锚具，FRP筋或拉索在定位孔11区段套上薄壁铝套管7，并将定位孔11设计成所述喇叭口结构，可有效避免筋材应力集中而导致早期失效的情况发生；又由于活性粉末混凝土具有超高强度、高弹性模量、良好的塑性、耐磨性、耐久性以及在长期荷载作用下的徐变很小的特性，本发明的粘结介质采用活性粉末混凝土(RPC)，并将FRP筋或拉索的一端劈裂后压入支撑楔块使FRP筋或拉索在锚固区形成楔形，提高了粘结介质与FRP筋的锚固性能，解决了粘结树脂或水泥浆体等粘结介质的锚固长度过长、徐变过大、以及热稳性能较差等问题。

本发明的技术方案之二是，用粘结式锚具锚固纤维增强塑料筋或拉索的方法是：

a.采用的锚具结构(参见图4)：该锚具具有一端设有端盖1而另一端开有定位孔11的圆柱形套筒3，该套筒3有锥形内腔4且其口径较小的一端同所述定位孔11连通，筒体两头分别设有灌浆孔2和排气孔6的所述套筒3外周有外螺纹并装有螺母5，所述灌浆孔2和排气孔6均与锥形内腔4连通，端盖1上有通孔13；

b.锚固方法：首先将纤维增强塑料筋或拉索8穿过端盖1的通孔13并通过钢套筒3的锥形内腔4后，再由定位孔11穿出，纤维增强塑料筋或拉索8通过通孔13和定位孔11的部位分别套有薄壁铝套管7，然后用预张拉装置给纤维增强塑料筋或拉索8施加初始预张力(图4中箭头所指为施加初始预张力方向)，再通过灌浆孔2将活性粉末混凝土12灌入锥形内腔4，最后待活性粉末混凝土的100mm×100mm×100mm立方体抗压强度达到100～130MPa后释放所述初始预张力，由此致使纤维增强塑料筋或拉索8与活性粉末混凝土12的粘结界面存在初始粘结应力。此后，当张拉纤维增强塑料筋时，使得纤维增强塑料筋开始处于抵消初始粘结应力状态，提高了纤维增强塑料(FRP)筋或拉索粘结式锚具的极限荷载，达到了降低锚固长度的目的。

由以上可知，本发明为一种用于锚固纤维增强塑料筋或拉索的粘结式锚具与锚固方法，它提高了粘结介质与FRP筋的锚固性能，由此减小了锚固长度，而且所述方法与锚具的结构均简单，使用方便，安全可靠，造价低，RPC制作和养护简单。

附图说明

图1为本发明一种实施例的剖视结构示意图；

图2为套筒的剖视图；

图3为图2中A-A向视图；

图4为本发明一种实施例的锚固方法示意图。

在图中：

1-端盖，        2-灌浆孔，    3-套筒，

4-锥形内腔，    5-螺母，      6-排气孔，

7-薄壁铝套管，  8-纤维增强塑料筋或拉索，

9-支撑楔块，    10-约束环，   11-定位孔，

12-活性粉末混凝土，           13-通孔。

具体实施方式

实施例1：如图1至3所示，本发明的用于锚固纤维增强塑料筋或拉索的粘结式锚具有一端设有端盖1而另一端开有定位孔11的圆柱形套筒3，该套筒3为钢套筒，它有锥形内腔4且其口径较小的一端同所述定位孔11连通，该锥形内腔4的表面最好做成粗糙的；筒体两头分别设有灌浆孔2和排气孔6的所述套筒3外周有外螺纹并装有螺母5；所述灌浆孔2和排气孔6均与锥形内腔4连通，纤维增强塑料筋或拉索8穿过所述定位孔11且其一端位于所述锥形内腔4中，而位于该锥形内腔4中的纤维增强塑料筋或拉索8的所述一端被劈裂成分叉的两瓣，在该两瓣之间楔入支撑楔块9而使该端形成楔形；所述纤维增强塑料筋或拉索8一端的分叉起始部位套有约束环10且其通过所述定位孔的部位套有薄壁铝套管7，所述套筒3的锥形内腔4中充满由所述灌浆孔2注入的活性粉末混凝土12。活性粉末混凝土的组成包括水泥、硅灰、石英粉、标准砂以及减水剂，它们之间的质量配比为1∶0.25∶0.3∶1.1∶0.025，且这些材料均可采用市售产品。

所述定位孔11的半径为5.5mm，两端口的半径为7mm，且在孔内半径突变处设置半径24mm的圆角。

实施例2：如图4所示，本发明的锚固方法为：a.采用的锚具结构(参见图4)：该锚具具有一端设有端盖1而另一端开有定位孔11的圆柱形套筒3，该套筒3有锥形内腔4且其口径较小的一端同所述定位孔11连通，筒体两头分别设有灌浆孔2和排气孔6的所述套筒3外周有外螺纹并装有螺母5，所述灌浆孔2和排气孔6均与锥形内腔4连通，端盖1上有通孔13；

b.锚固方法：首先将纤维增强塑料筋或拉索8穿过端盖1的通孔13并通过钢套筒3的锥形内腔4后，再由定位孔11穿出，纤维增强塑料筋或拉索8通过通孔13和定位孔11的部位分别套有薄壁铝套管7，然后用预张拉装置给纤维增强塑料筋或拉索8施加初始预张力(图4中箭头所指为施加初始预张力方向)，再通过灌浆孔2将活性粉末混凝土12灌入锥形内腔4，最后待活性粉末混凝土12的100mm×100mm×100mm立方体抗压强度达到100～130MPa后释放所述初始预张力，由此致使纤维增强塑料筋或拉索8与活性粉末混凝土12的粘结界面存在初始粘结应力。