一种用于FRP筋的夹片式锚具制造技术

本实用新型专利技术一种用于FRP筋的夹片式锚具，包括锚筒，锚筒中部开设有沿其中心线延伸的内锥孔，内锥孔内放置有外形与其匹配的楔形夹片式结构，楔形夹片式结构的中部开设有沿其中心线延伸的圆柱状中心孔，中心孔内设有中空圆柱状的软金属护管，软金属护管内穿设有线材，锚筒的一端与中部开设圆柱状通孔的锚板吻合相接，另一端设有插接机构，密封盖通过插接机构与锚筒连接，内锥孔、中心孔、通孔、线材的中心线重合，轴向受拉的线材贯穿通孔、内锥孔后最终贯穿并固定于中心孔之中。其目的是为了提供一种安全可靠、装配方便、经济实用，并且适用于高性能纤维增强复合材料筋的一种用于FRP筋的夹片式锚具。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种岩土锚固、空间索网和结构加固工程领域专门的用于FRP筋的夹片式锚具，特别是涉及一种高性能纤维增强复合材料(FRP)筋的专用端头锚固的夹片式锚具。
技术介绍
高性能纤维增强复合材料(FRP)具有高强度、耐腐蚀、低松弛等优异性能，近年来碳纤维增强复合材料(CFRP)、玄武岩纤维增强复合材料(BFRP)和芳纶纤维增强复合材料(AFRP)已应用于结构加固工程、岩土锚固工程、空间索网工程和桥梁工程。一个世纪以来在岩土锚固工程领域，作为岩土锚杆受力主筋的钢筋、钢绞线存在易腐蚀、耐久性不足的弊病。而利用高性能纤维增强复合新型材料CFRP、BFRP、AFRP筋替换钢筋、钢绞线作为岩土锚杆的受力主筋是解决上述技术难题的可靠途径之一。高性能纤维增强复合材料FRP(包括CFRP、BFRP、AFRP和GFRP)是各向异性材料，其纤维的平行与垂直方向的强度/刚度差异显著，其抗剪强度与抗拉强度之比约为1:20。若采用传统钢夹片型锚具易引发FRP筋在端头锚固过程中发生早期断裂破坏，致使锚固体系整体失效。如何降低因近受荷端的应力集中而出现的切口效应、解决CFRP或BFRP筋的早期剪断破坏，一直是国内外岩土锚固工程界急于打破的技术瓶颈，其技术关键之一就在于能否成功开发用于CFRP、BFRP筋的专用锚具。目前，国内外土木工程界正在致力于研究开发适用于高性能纤维增强复合材料筋的锚固系统，特别是用于CFRP和BFRP筋的具有安全可靠、尺寸较小、安装方便与经济实用特点的新型夹片型锚具，以期推动新型高性能纤维增强复合材料筋在岩土锚固、空间索网和结构加固及海洋工程领域中的应用。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是提供一种安全可靠、装配方便、经济实用，并且适用于高性能纤维增强复合材料筋的一种用于FRP筋的夹片式锚具。本技术一种用于FRP筋的夹片式锚具，包括锚筒，所述锚筒中部开设有沿其中心线延伸的内锥孔，所述内锥孔内放置有外形与其匹配的楔形夹片式结构，所述楔形夹片式结构的中部开设有沿其中心线延伸的圆柱状中心孔，所述中心孔内设有中空圆柱状的软金属护管，所述软金属护管内穿设有线材，所述锚筒的一端与中部开设圆柱状通孔的锚板吻合相接，另一端设有插接机构，密封盖通过插接机构与所述锚筒连接，所述内锥孔、中心孔、通孔、线材的中心线重合，轴向受拉的所述线材贯穿所述通孔、内锥孔后最终贯穿并固定于所述中心孔之中。本技术一种用于FRP筋的夹片式锚具，其中所述楔形夹片式结构的细端的中心孔的边缘处设有圆弧倒角。本技术一种用于FRP筋的夹片式锚具，其中所述楔形夹片式结构的倾斜角度θ大于所述内锥孔的倾斜角度α。本技术一种用于FRP筋的夹片式锚具，其中所述锚板为球面锚板或平面锚板，所述锚筒靠近锚板一端的外表面的形状与所述球面锚板或平面锚板配合。本技术一种用于FRP筋的夹片式锚具，其中所述软金属护管采用铝箔、铜箔、铅箔或锌箔中的任一种卷制而成且内壁表面涂刷有环氧石英砂，所述软金属护管的横截面为圆环形或双半圆环形，且所述软金属护管的轴向长度a大于所述楔形夹片式结构的轴向长度L及所述锚筒的轴向长度W。本技术一种用于FRP筋的夹片式锚具，其中所述楔形夹片式结构包括相互分离且中部对称开设有半圆形凹槽的上夹片、下夹片，所述上夹片、下夹片的横截面为半圆形或矩形且各自纵剖面的外包络线均为斜线，所述上夹片、下夹片上的半圆形凹槽对接后形成所述中心孔，所述半圆形凹槽的表面加工有横向牙纹。本技术一种用于FRP筋的夹片式锚具，其中所述锚筒为由至少两块可分离的锚筒构件构成的分体式结构，所述分体式结构的各锚筒构件通过紧固螺栓紧固连接，相邻锚筒构件的相对面上均开设有凹槽，所述凹槽对接形成内锥孔，所述锚板上开设有至少1个通孔。本技术一种用于FRP筋的夹片式锚具，其中所述锚筒为具有圆形或矩形横截面的一体式结构，所述锚筒上设置有至少1个内锥孔，所述锚板上开设有至少1个通孔。综上所述，与现有技术相比，本技术的锚具至少具有以下有益效果：通过采用楔形夹片式结构、分体式与一体式锚筒承载、软金属护管保护、球面锚板的张拉角度可调、分段喷涂石英砂的增摩技术，以及锚筒与楔形夹片式结构倾斜角度的差异化技术，优化了锚固区内的压应力分布，使作用在CFRP、BFRP筋等线材上的压应力能够在锚固区域内沿线材轴线相对均匀地分布，有效降低了CFRP、BFRP筋等线材在加载端承受的应力峰值，从而避免了由于缺口效应或弯折损伤引发的CFRP、BFRP筋等线材的早期断裂破坏和锚固体系的整体失效。可见，与现有锚具相比，本技术的用于FRP筋的夹片式锚具具有安全可靠、夹持力大、体积小、长度短、干作业、易装配、承载快及可复用等突出优势，特别适用于岩土锚固、空间索网与结构加固等工程领域。下面结合附图对本技术的一种用于FRP筋的夹片式锚具作进一步说明。附图说明图1为本技术一种用于FRP筋的夹片式锚具实施例一的主视结构示意图；图2为本技术一种用于FRP筋的夹片式锚具实施例一的俯视结构示意图；图3为图1的A-A截面的剖视图；图4为图2的B-B截面的剖视图；图5为图1中G部位的局部放大图；图6a为本技术一种用于FRP筋的夹片式锚具实施例一中锚筒的一端的横向剖面图；图6b为本技术一种用于FRP筋的夹片式锚具实施例一中锚筒的另一端的横向剖面图；图7为本技术一种用于FRP筋的夹片式锚具实施例一的楔形夹片式结构的立体结构示意图；图8a为本技术一种用于FRP筋的夹片式锚具实施例一的软金属护管的一种形式的立体结构示意图；图8b为本技术一种用于FRP筋的夹片式锚具实施例一的软金属护管的另一种形式的立体结构示意图；图9为本技术一种用于FRP筋的夹片式锚具实施例二的结构主视图；图10a为图9的C-C截面的剖视图；图10b为图9的D-D截面的剖视图；图11为本技术一种用于FRP筋的夹片式锚具实施例二的楔形夹片式结构的立体结构示意图；图12为本技术一种用于FRP筋的夹片式锚具实施例三的结构主视图；图13为本技术一种用于FRP筋的夹片式锚具实施例三的结构俯视图；图14a为图12的E-E截面的剖视图；图14b为图12的F-F截面的剖视图；图15a为图12的一种变形结构的E-E截面的剖视图；图15b为图12的一种变形结构的F-F截面的剖视图；图16a为本技术一种用于FRP筋的夹片式锚具实施例三的锚固方法中步骤a的施工状态主视图；图16b为本技术一种用于FRP筋的夹片式锚具实施例三的锚固方法中步骤b的施工状态主视图；图16c为本技术一种用于FRP筋的夹片式锚具实施例三的锚固方法中步骤c的施工状态主视图；图16d为本技术一种用于FRP筋的夹片式锚具实施例三的锚固方法中步骤d的施工状态主视图；图16e为本技术一种用于FRP筋的夹片式锚具实施例三的锚固方法中步骤e的施工状态主视图；图16f为本技术一种用于FRP筋的夹片式锚具实施例三的锚固方法中步骤f的施工状态主视图；图17a为本技术一种用于FRP筋的夹片式锚具实施例四的使用状态主视图；图17b为图17a中H处的局部放大图；图18a为本技术一种用于FRP筋的夹片式锚具实施例五的使用状态主视图；图18本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于FRP筋的夹片式锚具，其特征在于：包括锚筒(3)，所述锚筒(3)中部开设有沿其中心线延伸的内锥孔(8)，所述内锥孔(8)内放置有外形与其匹配的楔形夹片式结构(1)，所述楔形夹片式结构(1)的中部开设有沿其中心线延伸的圆柱状中心孔(9)，所述中心孔(9)内设有中空圆柱状的软金属护管(4)，所述软金属护管(4)内穿设有线材(2)，所述锚筒(3)的一端与中部开设圆柱状通孔(7)的锚板(5)吻合相接，另一端设有插接机构，密封盖(6)通过插接机构与所述锚筒(3)连接，所述内锥孔(8)、中心孔(9)、通孔(7)、线材(2)的中心线重合，轴向受拉的所述线材(2)贯穿所述通孔(7)、内锥孔(8)后最终贯穿并固定于所述中心孔(9)之中。

【技术特征摘要】
1.一种用于FRP筋的夹片式锚具，其特征在于：包括锚筒(3)，所述锚筒(3)中部开设有沿其中心线延伸的内锥孔(8)，所述内锥孔(8)内放置有外形与其匹配的楔形夹片式结构(1)，所述楔形夹片式结构(1)的中部开设有沿其中心线延伸的圆柱状中心孔(9)，所述中心孔(9)内设有中空圆柱状的软金属护管(4)，所述软金属护管(4)内穿设有线材(2)，所述锚筒(3)的一端与中部开设圆柱状通孔(7)的锚板(5)吻合相接，另一端设有插接机构，密封盖(6)通过插接机构与所述锚筒(3)连接，所述内锥孔(8)、中心孔(9)、通孔(7)、线材(2)的中心线重合，轴向受拉的所述线材(2)贯穿所述通孔(7)、内锥孔(8)后最终贯穿并固定于所述中心孔(9)之中。2.根据权利要求1所述的一种用于FRP筋的夹片式锚具，其特征在于：所述楔形夹片式结构(1)的细端的中心孔(9)的边缘处设有圆弧倒角(12)。3.根据权利要求2所述的一种用于FRP筋的夹片式锚具，其特征在于：所述楔形夹片式结构(1)的倾斜角度θ大于所述内锥孔(8)的倾斜角度α。4.根据权利要求3所述的一种用于FRP筋的夹片式锚具，其特征在于：所述锚板(5)为球面锚板或平面锚板，所述锚筒(3)靠近锚板(5)一端的外表面的形状与所述球面锚板或平面锚板配合。5.根据权利要求4所述的一种用于FRP筋的夹片式锚具，其特征在于：所述软金...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘钟，岳清瑞，罗雪音，杨松，贾娟，胡晓晨，
申请(专利权)人：中国京冶工程技术有限公司，中冶建筑研究总院有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11