[实用新型]一种可用于夹片锚固的预应力FRP筋

说明书

本实用新型公开了一种可用于夹片锚固的预应力FRP筋，包括中间的FRP段(1)、两端的钢索段(2)以及连接FRP段(1)和钢索段(2)的过渡段(3)；所述FRP段(1)由FRP纤维丝束在树脂基体内浸胶并加热固化形成；所述过渡段(3)由钢索段(2)端部的钢索与FRP段(1)端部的FRP纤维丝束粘结形成，所述钢索位于FRP纤维丝束的中心，所述FRP纤维丝束沿钢索中轴线均匀粘结于钢索周围，粘结方式为加热固化。该实用新型可作为预应力筋使用，锚固时对两端的钢绞线或高强钢丝进行锚固，其力学性能具有FRP筋的全部优点，并且避免了FRP筋由于抗剪强度低造成的锚固难的问题。

技术领域

本实用新型涉及预应力拉锁技术领域，具体涉及一种可用于夹片锚固的预应力FRP筋。

背景技术

目前，板材、棒材、索材等，已经广泛应用于土木工程中，现有研究中，不乏将FRP材料应用于大跨、超大跨桥梁的设想。利用FRP材料轻质、高强的特性，可以有效解决钢拉索由于自重带来的垂度效应，大幅度提高桥梁的理论极限跨径，同时FRP拉索更适用于跨江、跨海等潮湿、氯离子浓度高的有害环境。

但是，由于FRP材料(纤维增强复合材料)的抗剪强度低，其锚固一直是制约其在预应力拉索领域应用的瓶颈问题。目前FRP拉索的锚固体系，从锚固受力机理可分为机械夹持式和粘结型两大类。机械夹持类锚具与钢绞线夹片式锚具类似，依靠夹片施加在FRP筋上的压力产生夹持作用，优点是设计灵活、施工方便，缺点是夹片在夹持过程中容易产生集中应力，造成FRP筋损伤，使FRP筋在锚固区发生剪切破坏，而理想的破坏模式不应发生在锚固区。粘结型锚具则是通过在类似套筒装置内注满树脂或其它粘结材料，通过粘结材料与FRP索之间的粘结力、摩擦力和机械咬合力传递剪力，优点是技术成熟、锚固可靠度高，缺点是锚具长度尺寸大，不适合大荷载情况以及光圆筋等。

目前公开技术中，一般是在钢绞线或钢筋纵向全长包裹FRP，利用了FRP强度高、弹性模量低、质量轻、耐腐蚀的特点，与钢材强度低、弹性模量高、质量大和不耐腐蚀的特点进行互补，通过材料混杂原理，形成一种强度高、弹性模量高、质量中等且耐腐蚀的复合筋材。可见从混杂筋实用新型的目的讲，主要是为了解决FRP材料弹模低的缺陷和钢材不耐腐蚀的缺陷。成品的力学性能既有钢材，又有FRP材料的性能。

然而，上述FRP-钢材复合筋内芯为钢材，外部包裹FRP材料，用于预应力结构时，需要采用和FRP材料相匹配的锚具，无法解决FRP锚固问题。

实用新型内容

本实用新型目的在于提出一种新型的可用于夹片锚固的预应力FRP筋，利用材料混杂原理和粘结原理，将FRP材料的端部替换为钢索段，充分发挥FRP和钢绞线各自的优势，弥补各自材料的力学和化学性能缺陷，解决FRP拉索的锚固问题。

为实现上述技术目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种可用于夹片锚固的预应力FRP筋，其特征在于：包括中间的FRP段、两端的钢索段以及连接FRP段和钢索段的过渡段；所述FRP段由FRP纤维丝束在树脂基体内浸胶并加热固化形成；所述过渡段由钢索段端部的钢索与FRP段端部的FRP纤维丝束粘结形成，所述钢索位于FRP纤维丝束的中心，所述FRP纤维丝束沿钢索中轴线均匀粘结于钢索周围，粘结方式为加热固化。钢绞线和FRP的比例可以根据使用目标的不同进行设计。

作为本实用新型的优选技术方案，所述过渡段中，围绕在钢索周围的FRP纤维丝自内而外分层布置，采用渐进式粘结搭接，内层的FRP纤维丝层搭接长度比外层的长，即靠近芯材的FRP纤维丝搭接长度长，直径方向距离芯材越远，搭接长度越短，可有效防止剥离。

进一步的，还可以包括缠绕带，所述缠绕带为缠绕在过渡段外侧的FRP缠绕丝、FRP缠绕束或FRP缠绕带，或其它匹配的材料，粘结方式为加热固化，目的也是防止剥离。

其中，所述FRP纤维丝束为碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维或玄武岩纤维材料束。

进一步的，所述树脂基体为热固性和热塑性树脂基体。