【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及土木工程，尤其涉及一种frp拉杆的紧凑型机械粘结复合锚固系统及施工方法。
技术介绍
1、以碳纤维复合材料(cfrp，即carbon fibre-reinforced polymer)为代表的纤维增强复合材料(frp，即fiber reinforced polymer)具有轻质高强、耐腐蚀、抗疲劳等优异性能，是一种新型高性能结构材料，应用于土木工程结构可减轻结构自重，提高结构的性能和耐久性，具有很好的应用前景。frp材料往往具有超高抗拉强度，将其制作成受拉的拉杆能充分发挥其抗拉强度，可在大跨空间结构(如索网结构、悬挂结构)中作为主要受拉构件，也可用于机电工程中支吊架的吊杆。然而frp拉杆是典型的各向异性材料，具有很高的纤维纵向抗拉强度，但横向抗压、抗剪强度较差，采用传统的锚具很难有效锚固。
2、目前，常见的frp拉杆锚固方式有粘结式和夹片式。夹片式锚具往往采用内锥式套筒与楔形夹片结合，经合理设计可实现对frp拉杆的锚固，但夹片式锚具对拉杆尺寸敏感，且锚具加工难度大，成本高。粘结式锚具根据通孔的形式可分为直筒型、内锥型、直筒+内锥型，其中直筒型粘结式锚具完全依靠锚固料的粘结提供锚固力，锚固能力有限，且对锚固料的性能要求较高，耐久性受锚固料老化影响很大，不适合长期受力；内锥型和直筒+内锥型虽然具有更好的锚固效果，但其内锥形空腔加工难度更大、成本更高。且由于内壁锥度对锚具尾部壁厚的削弱，锚具尺寸往往较大，导致其工程应用受限。
3、因此，需要提供一种frp拉杆的紧凑型机械粘结复合锚固系统及施工方法，能
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种frp拉杆的紧凑型机械粘结复合锚固系统及施工方法，能够解决现有技术中夹片式锚具加工难度大、成本高，以及粘结式锚具锚固能力有限、加工难度大、成本高、应用受限的问题。
2、本专利技术是这样实现的：
3、一种frp拉杆的紧凑型机械粘结复合锚固系统，包括两组分别锚固于frp杆体两端锚固段的锚具，每组锚具均包括锚固套筒、尾部堵杆、限位堵头和粘结胶体；尾部堵杆可拆卸式安装在锚固套筒的尾部内并封堵锚固套筒的尾端，限位堵头安装在锚固套筒的头部内；frp杆体的端部呈锥体结构并插入在锚固套筒内，frp杆体贯穿锚固套筒的头部和限位堵头；粘结胶体密实填充在锚固套筒与frp杆体之间间隙内，使frp杆体的锚固段锚固在锚固套筒内。
4、所述的frp杆体的端部沿中轴线分叉形成锥形空腔，该锥形空腔内匹配填塞楔块，使frp杆体的端部形成锥体结构。
5、所述的锥体结构的尖端处设有约束环，约束环同轴固定在frp杆体上，且约束环位于锚固套筒内。
6、所述的锚固套筒为直筒状结构，且锚固套筒的尾部内壁上形成有第一内螺纹，尾部堵杆的外壁上形成有与第一内螺纹相匹配的第一外螺纹，使尾部堵杆部分旋接在锚固套筒的尾部内；
7、所述的锚固套筒的头部内壁上形成有第二内螺纹，限位堵头的外壁一端部形成有与第二内螺纹相匹配的第二外螺纹，使限位堵头的一端部旋接在锚固套筒的头部内；限位堵头的另一端部位于锚固套筒的头部内，或延伸至锚固套筒的头部外部形成刚度渐变段。
8、位于所述的frp杆体两个锚固段上的限位堵头的另一端向外延伸出锚固套筒并连接形成一体结构，在frp杆体的外部形成外套管。
9、所述的限位堵头内沿轴向形成有通孔，通孔的孔径大于frp杆体的杆径，frp杆体通过通孔贯穿限位堵头，且粘结胶体填充在通孔与frp杆体之间的间隙内并固定粘结frp杆体与限位堵头。
10、所述的锚固套筒、尾部堵杆、限位堵头、frp杆体和锥体结构同轴设置。
11、一种frp拉杆的紧凑型机械粘结复合锚固系统的施工方法，包括以下步骤：
12、步骤1：对frp杆体的一端锚固段进行表面处理，形成粗糙表面；
13、步骤2：在frp杆体的一端上设置约束环，并将frp杆体上约束环至端部的杆体劈裂，劈裂部位匹配填塞楔块，形成锥体结构；
14、步骤3：将尾部堵杆旋入锚固套筒的尾部，使尾部堵杆封堵锚固套筒的尾端；
15、步骤4：从锚固套筒的头端向锚固套筒内注入粘结胶体；
16、步骤5：将frp杆体的一端锚固段从锚固套筒的头端插入锚固套筒内，使锥体结构和约束环位于锚固套筒内；
17、步骤6：将限位堵头旋入锚固套筒的头部，使frp杆体贯穿限位堵头并与锚固套筒同轴设置；
18、步骤7：静置养护；
19、步骤8：重复步骤1至步骤7，完成frp杆体的另一端锚固段的锚固。
20、在所述的步骤3中，将尾部堵杆旋入锚固套筒的一端端面上涂抹硅脂。
21、在所述的步骤6中，限位堵头旋入时挤压锚固套筒内的粘结胶体，使粘接胶体充分填满锚固套筒与frp杆体之间的间隙和通孔与frp杆体之间的间隙，多余的粘接胶体从通孔与frp杆体之间的间隙溢出，并及时清理溢出的多余粘接胶体。
22、本专利技术与现有技术相比，具有以下有益效果：
23、1、本专利技术由于在frp杆体的锚固段端部形成锥体结构，能够增强与粘结胶体之间的机械锚固，提高frp杆体锚固段的锚固效果，即使粘结胶体对frp杆体的界面粘结作用退化，也能有效限制frp杆体被拔出，保证了frp杆体锚固段的长期受力性能。
24、2、本专利技术由于采用了直筒状的锚固套筒，锚固套筒可采用常规的钢材料经内螺纹加工制成，易于取材和制作，成本低，且锚固套筒的直径、长度等尺寸较小，能在保证frp杆体机械锚固效果的同时减少使用受限，有利于产业化和工程推广。
25、3、本专利技术由于设有锚固套筒、尾部堵杆和限位堵头，通过螺纹旋接尾部堵杆和限位堵头与锚固套筒，连接简单、牢固，且使尾部堵杆和限位堵头对粘结胶体挤压密实，保证粘结胶体对frp杆体的机械粘结效果；同时，尾部堵杆和限位堵头可采用常规的螺杆和中空螺杆，粘结胶体可采用常见的铸工胶，易于取材，成本低，制锚方便，易于实现产业化。
26、4、本专利技术由于采用了带有通孔的限位堵头，且由于锥体结构的设置，可严格限制frp杆体从锚固套筒中滑出；同时，通过通孔的设置，能尽可能的保证frp杆体与锚固套筒之间的同轴度，并使多余的粘结胶体从通孔与frp杆体之间的间隙溢出，且粘结胶体在限位堵头的内环壁与frp杆体之间形成可靠粘结。
27、5、本专利技术由于延长了限位堵头，可以在锚具端口形成刚度渐变段，减小刚度突变的不利影响，改善frp杆体的受力性能。
28、6、本专利技术两个限位堵头和外套管采用圆钢管两端设置外螺纹制成，使该圆钢管能包裹整个frp杆体的外露部分，形成frp-钢组合拉杆，且圆钢管的两端通过螺纹锚固于锚固套筒内。圆钢管一方面与frp杆体共同承受拉力，为整个frp-钢组合拉杆提供一定的延性；另一方面可为frp杆体提供保护，防本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种FRP拉杆的紧凑型机械粘结复合锚固系统，其特征是：包括两组分别锚固于FRP杆体(7)两端锚固段的锚具，每组锚具均包括锚固套筒(1)、尾部堵杆(2)、限位堵头(3)和粘结胶体(4)；尾部堵杆(2)可拆卸式安装在锚固套筒(1)的尾部内并封堵锚固套筒(1)的尾端，限位堵头(3)安装在锚固套筒(1)的头部内；FRP杆体(7)的端部呈锥体结构(701)并插入在锚固套筒(1)内，FRP杆体(7)贯穿锚固套筒(1)的头部和限位堵头(3)；粘结胶体(4)密实填充在锚固套筒(1)与FRP杆体(7)之间间隙内，使FRP杆体(7)的锚固段锚固在锚固套筒(1)内。
2.根据权利要求1所述的FRP拉杆的紧凑型机械粘结复合锚固系统，其特征是：所述的FRP杆体(7)的端部沿中轴线分叉形成锥形空腔，该锥形空腔内匹配填塞楔块(5)，使FRP杆体(7)的端部形成锥体结构(701)。
3.根据权利要求2所述的FRP拉杆的紧凑型机械粘结复合锚固系统，其特征是：所述的锥体结构(701)的尖端处设有约束环(6)，约束环(6)同轴固定在FRP杆体(7)上，且约束环(6)位于锚固套筒(1)内。<...
【技术特征摘要】
1.一种frp拉杆的紧凑型机械粘结复合锚固系统，其特征是：包括两组分别锚固于frp杆体(7)两端锚固段的锚具，每组锚具均包括锚固套筒(1)、尾部堵杆(2)、限位堵头(3)和粘结胶体(4)；尾部堵杆(2)可拆卸式安装在锚固套筒(1)的尾部内并封堵锚固套筒(1)的尾端，限位堵头(3)安装在锚固套筒(1)的头部内；frp杆体(7)的端部呈锥体结构(701)并插入在锚固套筒(1)内，frp杆体(7)贯穿锚固套筒(1)的头部和限位堵头(3)；粘结胶体(4)密实填充在锚固套筒(1)与frp杆体(7)之间间隙内，使frp杆体(7)的锚固段锚固在锚固套筒(1)内。
2.根据权利要求1所述的frp拉杆的紧凑型机械粘结复合锚固系统，其特征是：所述的frp杆体(7)的端部沿中轴线分叉形成锥形空腔，该锥形空腔内匹配填塞楔块(5)，使frp杆体(7)的端部形成锥体结构(701)。
3.根据权利要求2所述的frp拉杆的紧凑型机械粘结复合锚固系统，其特征是：所述的锥体结构(701)的尖端处设有约束环(6)，约束环(6)同轴固定在frp杆体(7)上，且约束环(6)位于锚固套筒(1)内。
4.根据权利要求1所述的frp拉杆的紧凑型机械粘结复合锚固系统，其特征是：所述的锚固套筒(1)为直筒状结构，且锚固套筒(1)的尾部内壁上形成有第一内螺纹(101)，尾部堵杆(2)的外壁上形成有与第一内螺纹(101)相匹配的第一外螺纹(201)，使尾部堵杆(2)部分旋接在锚固套筒(1)的尾部内；
5.根据权利要求1...
【专利技术属性】
技术研发人员：许国文，亓立刚，马明磊，张世阳，白洁，杨燕，陈雨生，付冠杰，乔沛，苏豪，张斌，杨志强，
申请(专利权)人：中国建筑第八工程局有限公司，
类型：发明
国别省市：
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