内嵌钢珠FRP筋内锥式粘结锚具及其实施方法

摘要

本发明公开了一种内嵌钢珠FRP筋内锥式粘结锚具及其实施方法，该锚具包括锚筒、钢珠，所述锚筒内开设有锥形的空腔，该空腔的直径由上自下递减；所述锚筒的上下两端分别设置有上端对中堵头和下端对中堵头，上端对中堵头和下端对中堵头上均开设有对中孔，对中孔用于将筋材穿过；所述上端对中堵头上开设有若干个孔洞，所述孔洞的直径大于钢珠的直径；所述钢珠为多个，填充于锚筒和筋材之间；所述锚筒上设有灌胶孔，灌胶孔与锚筒内的空腔连通。本发明的锚具具有较高的抗滑移能力、高锚固效率、良好的耐久性等优点。

说明书

技术领域

本发明涉及一种受拉索或筋材的锚固装置，尤其是锚固纤维筋材(FRP)的粘结式锚固装置及其实施方法。

背景技术

现有的FRP筋锚具主要有粘结式、夹持式和复合式三种。虽然现有的粘结式锚固装置，实现了对FRP筋的有效粘结，但该类型锚具在保证有效锚固的前提下，会导致锚具长度过大；同时内锥段的挤压作用可能出现明显的分布不均匀，整个内锥段的锚固作用不能完全发挥，整体锚固效率较低，不利于锚筒吨位的提高。夹持式锚具中夹片对FRP筋的横向挤压力过大，而FRP筋的横向抗剪强度较低，容易因筋材剪切破坏导致锚具失效。复合式锚具的构造复杂，对锚具材料要求高，增加了成本，不适于大规模生产应用。

发明内容

发明目的：本发明提供一种内嵌钢珠FRP筋内锥式粘结锚具及其实施方法，以缩短锚具长度，能有效避免因夹持产生的剪切破坏和筋材的滑移，施工简单方便，费用较低，应用面广，可适用于各种不同类型的纤维筋材的锚具。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用以下的技术方案：

一种内嵌钢珠FRP筋内锥式粘结锚具，包括锚筒、钢珠，所述锚筒内开设有锥形的空腔，该空腔的直径由上自下递减；所述锚筒的上下两端分别设置有上端对中堵头和下端对中堵头，上端对中堵头和下端对中堵头上均开设有对中孔，对中孔用于将筋材穿过；所述上端对中堵头上开设有若干个孔洞，所述孔洞的直径大于钢珠的直径；所述钢珠为多个，填充于锚筒和筋材之间；所述锚筒上设有灌胶孔，灌胶孔与锚筒内的空腔连通。

所述灌胶孔位于锚筒下端。

所述钢珠为多个直径不同的钢珠，以不同级配分层放入锚筒和筋材之间。

所述上端对中堵头和下端对中堵头的中心位于锚筒的中轴线上。

所述对中孔位于上端对中堵头和下端对中堵头的中心位置。

所述孔洞位于对中孔周围，且呈环状分布。

一种内嵌钢珠FRP筋粘结式锚具的实施方法，包括以下步骤：

步骤一：将锚筒直立，并且将其内部的空腔直径较大的一端朝上，将筋材依次穿过下端对中堵头上的对中孔、锚筒、上端对中堵头上的对中孔；

步骤二：固定锚筒的上端对中堵头和下端对中堵头，使筋材对中；

步骤三：通过上端对中堵头上的若干个的孔洞，将直径由小到大的钢珠依次放入；

步骤四：用压力灌胶设备从灌胶孔开口处进行灌胶；

步骤五：灌胶后，待固化即可。

所述步骤三中，每个孔洞中放入的相同直径的钢珠数量相等，使得钢珠在锚筒和筋材间均匀分布。

所述步骤四中，灌胶时，直到上端对中堵头的所有对中孔及孔洞均有胶体溢出，完成灌胶。

所述步骤五中，固化过程中，托住锚筒的下端对中堵头并保持锚筒筋材始终保持竖直状态，直至固化。

有益效果：本发明在FRP筋材和锚筒之间嵌入钢珠，固定了筋材的位置，加强了锚具的性能，同时使锚具的抗滑移能力增强，锚具效率提高，减小了锚具长度，提高了锚具的耐久性。施工简单方便，费用低，可以广泛推广，适用于不同类型的FRP筋材。

附图说明

图1为本发明内嵌钢珠FRP筋带锥度粘结式锚具的三维模型示意图；

图2为本发明内嵌钢珠FRP筋带锥度粘结式锚具的纵剖面结构示意图；

图3为图2的I-I剖视图；

图4为本发明内嵌钢珠FRP筋带锥度粘结式锚具的上端对中堵头的结构三维示意图；

图5为实施例中锚具试验的荷载-位移曲线；

图6为试件S-2纵剖切面的实物图；

图中：1-锚筒，2-上端对中堵头，3-下端对中堵头，4-灌胶孔，5-钢珠，6-筋材，7-对中孔。

具体实施方式

如图1-4所示，一种内嵌钢珠FRP筋内锥式粘结锚具，包括锚筒1、钢珠5，锚筒1内开设有锥形的空腔，该空腔的直径由上自下递减；锚筒1的上下两端分别设置有上端对中堵头2和下端对中堵头3，上端对中堵头2和下端对中堵头3上均开设有对中孔7，对中孔7用于将筋材6穿过；上端对中堵头2上开设有若干个孔洞8，所述孔洞8的直径大于钢珠5的直径；钢珠5为多个，填充于锚筒1和筋材6之间；锚筒1上设有灌胶孔4，灌胶孔4与锚筒1内的空腔连通。

为使得灌胶效果好，灌胶孔4尽量靠近锚筒1下端。

钢珠5为多个直径不同的钢珠，以不同级配分层放入锚筒1和筋材6之间。钢珠5的直径与钢珠5所在位置的锚筒1内壁到筋材6表面的距离相适配。

上端对中堵头2和下端对中堵头3的中心位于锚筒的中轴线上。

对中孔7位于上端对中堵头2和下端对中堵头3的中心位置。

孔洞8位于对中孔7周围，且呈环状分布。

一种内嵌钢珠FRP筋粘结式锚具的实施方法，包括以下步骤：

步骤一：将锚筒1直立，并且将其内部的空腔直径较大的一端朝上，将筋材6依次穿过下端对中堵头3上的对中孔、锚筒1、上端对中堵头2上的对中孔；

步骤二：固定锚筒1的上端对中堵头2和下端对中堵头3，使筋材6对中；

步骤三：通过上端对中堵头2上的若干个的孔洞8，将直径由小到大的钢珠5依次放入；每个孔洞8中放入的相同直径的钢珠数量相等，使得钢珠5在锚筒1和筋材6间均匀分布；

步骤四：用压力灌胶设备从灌胶孔4开口处进行灌胶；直到上端对中堵头2的所有对中孔及孔洞均有胶体溢出，完成灌胶；

步骤五：灌胶后，待固化即可；固化过程中，托住锚筒1的下端对中堵头并保持锚筒筋材始终保持竖直状态，直至固化。

下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。

实施例

本实施例中共制作了3组锚具试件，3组试件均采用与本发明的锚具相同的尺寸，锚具长度为50mm，为了测试发明锚具的锚固效率，3组试件另一端必须有效锚固，故均采用长度200mm钢管直筒锚具，3组试件筋材自由端长度为250mm。筋材均采用直径5mm的带肋CFRP筋材。

本实例的实施方法的步骤如上文所述，3组试件的不同之处如下表1所示：

表1 3组试件制作工艺

图5为锚具试验的荷载-位移曲线，由图可知采用S-2和S-3锚具锚固的筋材没有滑移或者滑移后又有后期承载力，而S-1锚具锚固后的筋材在受力很小时就产生滑移。该试验可证明钢珠对锚具锚固效率提高的作用。图6为试件S-2纵剖切面的实物图。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。