[发明专利]基于柔性预应力碳纤维塑料筋的锚具设计

说明书

技术领域

本专利技术涉及土木工程施工领域，适用于预应力碳纤维塑料筋(CFRP)的锚固。

背景技术

预应力碳纤维塑料筋(Carbon Fiber Reinforced Polymer)简称CFRP，是一种钢筋替代材料。在钢筋运用越来越广泛的今天，钢筋的一些弊端也给工程造成了越来越多的麻烦。比如钢筋容易锈蚀，在长时间的使用之后，结构会因为这些锈蚀强度下降造成危险。还有，钢筋的比重虽然比混凝土要优秀，但是在桥梁的跨度越来越长的今天，它的比重已经成为制约人类制造更大跨度建筑的主要因素。CFRP作为钢筋的替代材料，有轻质高强，不锈蚀，耐酸、碱、盐等各种环境，同时抗拉强度和弹性模量也非常出色。

在桥梁的悬索中用CFRP代替钢筋可以：①增大桥梁的跨度，使更多的工程能够实现；②免去建筑造成后每年用于维护的费用；③有效减少其他相应材料的使用。

但是CFRP的应用也受到了很多的制约，工程实践表明，结构破坏的时候，CFRP的内力仅为极限内力的30％，也就是说它的强度得不到发挥，而制约它的发挥的部分很大程度就是CFRP的锚具。因为CFRP虽然轴拉的强度大，但是它的抗剪和抗压的能力非常弱，这使锚具设计比较困难。

所以需要根据CFRP筋的特点设计相应的锚具，目前使用的直线型的锚具都或多或少存在一些问题。

发明内容

本专利发明的内容就是针对新出现的柔性FRP筋，设计一种可以张拉这种柔性CFRP筋的锚具。

为了达到上述的目标，本专利利用的是最近开发出来的柔性CFRP筋，虽然国内的生产尚属空白，但是国外已经有比较成熟的柔性CFRP筋出现，这样就可以摆脱过去因为CFRP筋的硬脆性而不得不采用的直线型锚具。具体方法就是把CFRP筋缠绕在一个圆锥形钢平台的表面的凹槽内，使CFRP筋得以固定，然后通过锚具施加轴向的拉力和侧向的压力使CFRP筋锚定在锚具内。

附图说明

下面是附图的一些简介

图1：锚具锚固端的结构示意图

图2：锚具内部的俯视图

图3：锚具内部的侧视图

图4：锚具内部的前视图

图5：锚具内部的后视图

图6：套筒示意图

图中标号：A为套筒，B味套筒与锚具间的空隙，用环氧树脂填充，C为圆锥台，表面有凹槽，D为CFRP筋置于凹槽中，盘旋在C的表面

具体实施方式

首先，利用圆锥台表面的凹槽固定CFRP筋；

然后，在圆锥台和CFRP筋的表面蒙上一层软金属层，这里以铜为例；

之后，在把铜套层、里面的CFRP筋和圆锥台放进套筒内，将锚具整体放置在混凝土梁的一端，往套筒和圆锥台的缝隙内灌注胶水或者水泥(并且在里面加入环氧砂，增加摩阻力)；

然后，在形成一定的强度之后，在锚具的另一端利用千斤顶以比较小的力张拉CFRP筋，待强度完全形成时张拉至设计强度；

最后，在张拉端使用同样的锚具，也把锚具固定在混凝土梁端部即可。