[发明专利]基于形状记忆合金的复合材料预应力张拉锚固方法及系统

说明书

本发明属于机械连接领域，具体涉及一种基于形状记忆合金的复合材料预应力张拉锚固方法及系统。包括复合材料构件，夹具和温控装置；复合材料构件端部上下表面均开设有齿槽；夹具包括均开设与复合材料构件上的齿槽相匹配的齿的上夹具和下夹具，上夹具和下夹具至少有一个为形状记忆合金板，形状记忆合金板包括用于夹持的夹具端和伸长部，形状记忆合金板伸长部的一端与需要用复合材料构件加固的混凝土或金属构件连接；温控装置用于对形状记忆合金板的伸长部进行加热使其发生相变由去孪晶马氏体变为奥氏体。本发明的锚固技术采用两种基于形状记忆合金的复合材料桥面板预紧力施加锚固系统结构简单，施工作业效率高，特别适合快速化施工的场合。

技术领域

本发明属于机械连接领域，具体涉及一种基于形状记忆合金的复合材料预应力张拉锚固方法及系统。

背景技术

复合材料具有轻质高强、耐疲劳和抗腐蚀等优点，已经在土木工程中得到了越来越广泛的应用。近年来，越来越多的工程使用体外张拉预应力技术，对复合材料进行张拉来施加预应力。该方法具体步骤如下：

1.在选定位置打孔，之后用螺栓连接固定锚具。

2.连接锚具与碳纤维板。使用环氧树脂胶和波纹板，用锚具将复合材料压紧，之后用螺栓固定。

3.安装张拉设备，将拉杆和千斤顶安装到张拉端的锚具上。

4.张拉复合材料，施工前先预张拉20kN，之后在碳纤维板表面涂一层环氧树脂胶。进行逐级张拉，每级张拉需停止2-3分钟再进行张拉。

5.张拉完成后旋紧拉杆螺母，卸除千斤顶和张拉装置，清除多余粘胶，安装压条，涂抹防腐层。

此技术在实施过程中需要安装和拆卸张拉系统，耗时耗力，若是实桥的桥面下进行张拉会更加耗时且危险。

发明内容

本发明的目的在于提供一种复合材料预应力张拉锚固方法及系统，基于形状记忆合金的形变实现了对复合材料构件的张拉锚固，施工方便、安全、高效，避免了安装和卸除张拉装置。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种基于形状记忆合金的复合材料预应力张拉锚固系统，包括复合材料构件，夹具和温控装置；

所述复合材料构件端部上下表面均开设有齿槽；

所述夹具包括均开设与复合材料构件上的齿槽相匹配的齿的上夹具和下夹具，所述上夹具和下夹具至少有一个为形状记忆合金板，所述形状记忆合金板包括用于夹持的夹具端、预先拉长用于回复的伸长部和用于锚固的锚固端，形状记忆合金板的锚固端与需要用复合材料构件加固的混凝土或金属构件连接；

所述温控装置用于对形状记忆合金板的伸长部进行加热使其发生相变由去孪晶马氏体变为奥氏体。

进一步的，所述形状记忆合金板的夹具端作为上夹具，所述下夹具为设有齿的下夹具，形状记忆合金板的夹具端的厚度小于伸长部的厚度，厚度差等于复合材料构件的厚度。

进一步的，下夹具一端与形状记忆合金的伸长部连接，下夹具用于夹持的部分与形状记忆合金板的夹具端连接；形状记忆合金板的锚固端与桥面板连接。

进一步的，下夹具一端与形状记忆合金的伸长部通过螺栓连接，下夹具用于夹持的部分与形状记忆合金板的夹具端通过螺栓连接；形状记忆合金板的锚固端与桥面板通过螺栓连接；

所述下夹具为不锈钢夹具。

进一步的，所述温控装置包括加热片和外接温控单元；所述加热片用于贴在形状记忆合金板伸长部的表面，外接温控单元用于将加热片加热至相变温度以上，使形状记忆合金板发生相变，由去孪晶马氏体相变为奥氏体，带动形状记忆合金夹具端位移，进而通过齿接头对复合材料构件施加张拉。

进一步的，所述上夹具和下夹具均为形状记忆合金板，形状记忆合金板的夹具端和伸长部、锚固端的厚度相同；