一种用于FRP筋的可重复用挤压-摩擦型锚固系统及其锚固方法技术方案

本发明专利技术提出了一种用于FRP筋的可重复用挤压

【技术实现步骤摘要】
一种用于FRP筋的可重复用挤压
‑
摩擦型锚固系统及其锚固方法


[0001]本专利技术属于土木工程
，具体涉及一种用于FRP筋的可重复用挤压
‑
摩擦型锚固系统及其锚固方法。

技术介绍

[0002]FRP复合材料具有轻质、高强、耐腐蚀、耐疲劳与可设计的优点，已在土木工程领域得到了大规模的推广与应用。上世纪九十年代，中冶建筑研究总院有限公司率先在国内开展纤维增强复合材料制品开发、性能评价以及应用技术研究工作。此后，我国纤维复合材料在土木工程领域中的应用研究呈现迅猛发展态势。复合材料在既有结构的加固补强领域得到了最为广泛的使用，随着新的产品和应用形式不断涌现，复合材料筋、索、网格、型材等在新建建筑中的应用也被重视并开展了相关研究，现已发展形成了多种新型的复合材料结构。将纤维复合材料杆制成的FRP索锚结构应用于桥梁工程，可以显著的增大桥梁结构的设计跨度，提升材料与结构的耐久性能。但由于纤维增强复合材料横向的抗剪切与抗压性能较差，沿纤维方向具有较高的拉伸强度，造成复合材料筋锚固困难，这严重限制了FRP索锚结构在大跨桥梁中的推广与应用。
[0003]现有的复合材料筋的锚固技术主要包括加持式锚固系统、粘结式锚固系统。加持式锚固系统具有安装方便快捷的优点，但复合材料在锚具内有应力集中，在疲劳荷载作用下，筋易发生疲劳破坏。粘结式锚固系统不对筋造成疲劳损伤，但其锚固比较繁琐，锚具过于笨重，不利于工业化的生产与应用。由此可见，现有的加持式锚具与粘结式锚固系统都无法满足土木工程用FRP筋的锚固需求。

技术实现思路

[0004]基于以上不足之处，本专利技术的目的在于提出一种用于FRP筋的可重复用挤压
‑
摩擦型锚固系统及其锚固方法，以解决传统锚固系统存在的锚固效率低、锚具内部应力分布不均匀、耐疲劳性能差等问题。
[0005]为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种用于FRP筋的可重复用挤压
‑
摩擦型锚固系统，包括长度相同的锚固钢管、钢楔块和铝套袖，钢楔块和铝套袖的外形均为圆台形；所述的锚固钢管内孔为圆台形，所述的钢楔块的外形锥度与锚固钢管的内孔锥度一致，所述的钢楔块位于锚固钢管内部，两者过盈配合；所述的铝套袖位于钢楔块内部，两者过盈配合；所述的铝套袖内孔为圆形，所述的FRP筋的端部位于所述的铝套袖内孔中，并与其过盈配合。
[0006]进一步的，所述的钢楔块为径向三瓣结构，组合形成带有锥形内孔的圆台，钢楔块的内孔锥度为0.5
°‑1°
。
[0007]进一步的，所述的铝套袖包括三瓣结构，组合形成带有圆形内孔的圆台；所述的铝套袖的外形锥度大于钢楔块的内孔锥度，锥度差值范围为0.05
°‑
0.15
°
。
[0008]进一步的，所述的锚固钢管的内孔锥度为1
°‑2°
。
[0009]本专利技术的另一目的是提供一种采用如上所述的锚固系统得出的一种FRP筋锚固方法，步骤如下：
[0010]步骤一、将FRP筋的锚固端进行粗糙处理，所述的FRP筋为表面光滑与带肋的圆形筋，直径为4mm
‑
35mm，；
[0011]步骤二、分别将铝套袖的三瓣结构与对应的钢楔块的三瓣结构分别通过点接触的方式粘结在一起，将粘结好的铝套袖和钢楔块的三瓣结构以点接触的方式围绕粘结在FRP筋锚固端；
[0012]步骤三、将FRP筋连同铝套袖与钢楔块插入到锚固钢管内孔；
[0013]步骤四、钢架上平面开有限位槽，限位槽上安装有限位卡扣，将组合好锚固钢管的下端放置在钢架的限位卡扣内部；
[0014]步骤五、启动压力机，将压头与钢楔块、铝套袖及FRP筋锚固端的上平面接触，压入到锚固钢管内部，直至达到所需的压力值，停止压力机并卸掉压力，取出锚固好的FRP筋，完成了对FRP筋的锚固。
[0015]进一步的，对铝套袖的外壁和内孔、钢楔块的内孔均进行喷砂处理，增大钢楔块、铝套袖与FRP筋界面处的摩擦力。
[0016]进一步的，所述的铝套袖或为其它软质的金属材料。
[0017]本专利技术具有如下优点及有益效果：
[0018]1、本锚固系统在钢楔块与FRP筋之间设置了模量较低的铝套袖，可缓解筋在疲劳荷载下的应力集中，降低FRP筋的疲劳损伤。
[0019]2、在铝套袖与钢楔块之间设置了锥度差，防止降低了FRP筋在锚固系统前端受到环向挤压力，使得铝套袖与筋之间的摩擦力沿着锚固系统长度方向分布均匀。
[0020]3、钢楔块与铝套袖、铝套袖与FRP筋之间过盈配合，增大铝套袖与FRP筋之间的接触，提升两者之间的摩擦力。
[0021]4、本锚固系统可在铝套袖与筋之间施加所需要的环向预压应力，可满足不同强度等级FRP筋的拉伸与疲劳测试。
[0022]5、本锚固系统安装方便，易于拆卸，可重复使用，便于工业化的生产与应用。
附图说明
[0023]图1为本专利技术的锚固系统剖视示意图；
[0024]图2为锚具的剖视示意图；
[0025]图3为锚具的左侧剖视示意图；
[0026]图4为锚具的右侧剖视示意图；
[0027]图5为本专利技术的锚固系统的荷载
‑
位移曲线图；
[0028]其中，1
‑
铝套袖、2
‑
钢楔块、3
‑
锚固钢管、4
‑
FRP筋、5
‑
压力机压头、6
‑
限位卡扣、7
‑
限位槽、8
‑
钢架、9
‑
螺栓、10
‑
压力机底座。
具体实施方式
[0029]下面结合说明书附图举例对本专利技术做进一步的说明：
[0030]实施例1
[0031]如图1
‑
4所示，一种用于FRP筋的可重复用挤压
‑
摩擦型锚固系统，包括长度相同的锚固钢管3、钢楔块2和铝套袖1，所述的钢楔块2和铝套袖1的外形均为圆台形；所述的锚固钢管3内孔为圆台形，其内孔锥度设置为1
°
，所述的钢楔块2的外形锥度与锚固钢管3的内孔锥度一致,所述的钢楔块2位于锚固钢管3内部，两者过盈配合；所述的铝套袖1位于钢楔块2内部，两者过盈配合；所述的铝套袖1内孔为圆形，所述的FRP筋4的端部位于所述的铝套袖1内孔中，并与其过盈配合。所述的钢楔块2为径向三瓣结构，组合形成带有锥形内孔的圆台，钢楔块2的内孔锥度为0.5
°
。所述的铝套袖1包括三瓣结构，组合形成带有圆形内孔的圆台；所述的铝套袖1的外形锥度大于钢楔块2的内孔锥度，锥度差值范围为0.1
°
。对铝套袖2的外壁与内孔与钢楔块3的内孔进行喷砂处理，增大钢楔块3、铝套袖2与FRP筋4界面处的摩擦力。该锚固系统可以锚固表面光滑与带螺纹的圆形筋，筋的直径范围为4mm，筋的长度不受限制。对本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于FRP筋的可重复用挤压
‑
摩擦型锚固系统，其特征在于：包括长度相同的锚固钢管(3)、钢楔块(2)和铝套袖(1)，钢楔块(2)和铝套袖(1)的外形均为圆台形；所述的锚固钢管(3)内孔为圆台形，所述的钢楔块(2)的外形锥度与锚固钢管(3)的内孔锥度一致,所述的钢楔块(2)位于锚固钢管(3)内部，两者过盈配合；所述的铝套袖(1)位于钢楔块(2)内部，两者过盈配合；所述的铝套袖(1)内孔为圆形，所述的FRP筋(4)的端部位于所述的铝套袖(1)内孔中，并与其过盈配合。2.根据权利要求1所述的一种用于FRP筋的可重复用挤压
‑
摩擦型锚固系统，其特征在于：所述的钢楔块(2)为径向三瓣结构，组合形成带有锥形内孔的圆台，钢楔块(2)的内孔锥度为0.5
°‑1°
。3.根据权利要求2所述的一种用于FRP筋的可重复用挤压
‑
摩擦型锚固系统，其特征在于：所述的铝套袖(1)包括三瓣结构，组合形成带有圆形内孔的圆台；所述的铝套袖(1)的外形锥度大于钢楔块(2)的内孔锥度，锥度差值范围为0.05
°‑
0.15
°
。4.根据权利要求3所述的一种用于FRP筋的可重复用挤压
‑
摩擦型锚固系统，其特征在于：所述的锚固钢管(3)的内孔锥度为1
°‑2°

【专利技术属性】
技术研发人员：咸贵军，郭瑞，李承高，牛延沼，岳清瑞，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：