[发明专利]应用于土木工程后张预应力纤维增强聚合材料筋锚固装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种夹片式锚具，特别是指应用于土木工程后张预应力纤维增强聚合材料筋锚固装置。

背景技术

由于碳纤维增强聚合材料（ CFRP ）预应力筋为正交异性材料，其横向抗压强度和抗剪强度较低，因此，传统的预应力钢筋锚具将不适用于 CF 即预应力筋的锚固，否则将会由于预应力 CF 即筋抗剪强度较低导致其在锚固区的过早失效，达不到预应力混凝土结构的预期目的，这也是制约其目前不能在预应力混凝土结构中得到广泛应用的关键因素之一。所以要将 CFRP 预应力筋应用于后张预应力混凝土结构，锚具的研制是一个急需解决的问题。近年来，各国一直在进行 CFRP 预应力筋专用锚具的研究和开发。按照这些锚具的受力工作原理基本上可分为机械夹持式锚具和粘结式锚具两大类，并由此派生出许多锚具系统。现有的预应力夹片式锚具应用于 CFRP 预应力筋的锚固都不是很成熟，张拉时须采用配套特制的千斤顶，这种结构的锚具，首先张拉必须采用特制的千斤顶，张拉工艺复杂，同时，预应力筋回缩引起的预应力损失也较大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种张拉工艺简单且易于锚固的夹片式锚具。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种应用于碳纤维增强聚合材料预应力筋的夹片式锚具，包括锚环以及设置在锚环内的楔形夹片，在所述的锚环外还设置有一紧固件，该紧固件用于将可延紧固件上下运动的锚环固定在某一位置上。所述的紧固件为锚固螺母，该锚固螺母与锚环螺纹连接。在所述的夹片内还设置有一软金属管层。所述的软金属管层的长度等于或大于夹片的长度。所述的软金属管层为软铝层、软锌层或软铅层。

与现有技术相比，本发明锚具具有如下优点：

1 、本发明锚具在锚环外设置紧固件，在张拉预应力 CF 即筋时，锚环在张拉千斤顶的作用下延预应力筋轴向运动，当预应力筋满足预定预应力时，停止张拉，调节设置在锚环外的紧固件，将锚环锚固在预定的位置，实现预应力筋的张拉锚固工艺，整个工艺操作简单，方便，易于施工。

     2 、同时，本发明锚具的紧固件可以选择锚固螺母，在锚环上加工外螺纹，该外螺纹用于连接一张拉杆，张拉杆的另一端可以与普通的千斤顶连接，所以，采用本发明的锚具后，在对预应力筋实现张拉工艺时，无需特制的千斤顶，减少了设备成本。

     3 、本发明锚具在夹片内设置软金属层，软金属层直接包裹碳纤维增强聚合材料预应力筋，夹片直接作用在软金属层上，间接的作用在碳纤维增强聚合材料预应力筋上，从而增大了碳纤维增强聚合材料预应力筋与夹片之间的接触面积，降低了接触应力，此外还减少了应力集中现象。经多次试验证明，我们研制开发的碳纤维增强聚合材料预应力筋夹片式锚具式是可行的，可应用于实际工程，防止了碳纤维增强聚合材料筋过早失效，且结构简单。

附图说明图 

1 是本发明锚具的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细说明：

如图 1 所示，本发明锚具包括设置在锚垫板 6 上的锚环 4 ，锚环 4 为圆柱形，在锚环 4 的中部加工有一圆锥形孔，在该圆锥形孔内设置有楔形夹片 3 ，楔形夹片 3 可以是两块半圆形夹片围成，也可以多个小半圆形夹片围成，在夹片 3 的内侧还设置有一软金属管层 2 ，软金属管层 2 可以是软铝层、软锌层或软铅层等软金属层，该软金属管层 2 的长度等于或大于夹片 3 的长度，在锚环 4 的外侧加工有外螺纹，锚环 4 通过其外部的外螺纹连接有一锚固螺母 5 ，在预应力筋张拉时，锚环在张拉千斤顶的作用下向上运动，同时，夹片自动跟进锚环，夹紧预应力 CFRP 筋，锚环 4 在张拉力作用下远离锚垫板 6 ，当预应力筋达到所需预应力时，停止张拉，将锚固螺母 5 通过锚环 4 的外螺纹拧紧在锚环 4 上，并将锚环 4 固定在张拉位置，锚固螺母 5 置于锚垫板 6 上，从而使构件达到施加预应力的目的。

预应力 CFRP 筋夹片式锚具是利用楔块原理，通过张拉千斤顶把夹片 3 顶进锚环 4 , 在较大的横向压力和摩擦阻力作用下夹紧预应力 CFRP 筋 1 。为防止夹片内侧的齿槽损伤预应力 CFRP 筋 l 的表面，导致 CFRP 筋在锚固区过早的失效，在夹片 3 与 CFRP 预应力筋 1 之间采用一种软质金属材料作为传递介质，即软金属层 2 ，增大 CFRP 预应力筋 1 与夹片 3 之间的接触面积，降低接触应力，减少预应力 CF 即筋 1 的应力集中现象，达到锚固预应力 CFRP 筋 1 的目的。为了进一步增大 CF 即预应力筋 1 与夹片 3 之间的接触面积，还可以加长锚环 4 和夹片 3 的长度，从而进一步降低接触应力，提高锚固强度。