[发明专利]碳纤维增强复合材料筋母材锚具及其锚固方法

说明书

一种碳纤维增强复合材料筋母材锚具及其锚固方法，涉及一种锚具及其锚固方法，锚具包括夹持端钢棒、锚杯、CFRP筋，夹持端钢棒与锚杯的一端连接，CFRP筋的一端锚固于锚杯内，且锚杯内灌注有粘结介质，CFRP筋的锚固段沿轴向被切开分成多瓣，分瓣后的CFRP筋尾端通过挤压锚挤压归拢，并通过支撑架将该分瓣段撑开形成膨胀段。方法包括首先将CFRP筋的一端经过分瓣‑打散‑归拢处理，并将该端插入锚杯中，往锚杯内浇筑粘结介质，待粘结介质凝固后，继续锚固CFRP筋的另一端，即完成对CFRP筋的锚固。本发明通过对CFRP筋锚固段尾端进行分瓣‑打散‑归拢处理，既增大对筋材的粘结力，又能增大对筋材的锚固效果，可防止CFRP筋滑脱失效，获得高锚固效率系数，具有较高的应用价值。

技术领域

本发明涉及一种锚具及其锚固方法，特别是一种碳纤维增强复合材料筋母材锚具及其锚固方法。

背景技术

碳纤维增强复合材料（CFRP）拉索具有抗拉强度高、质量轻、耐腐蚀和抗疲劳等特点，其作为预应力和大跨度结构的受力构件有着广泛的应用前景，是传统钢丝钢绞线拉索的理想替代结构。碳纤维增强复合材料筋（简称CFRP筋）各向异性的特点使得其难以被传统锚具可靠锚固，对测试其母材强度造成困难。目前，国内外研制的CFRP筋锚具可以总结为以下四种形式：夹片型、粘结型、复合型和挤压锚。

粘结型锚具是目前性能较为稳定的一种锚固结构，其原理是在锚杯中浇筑粘结介质，依靠粘结力和摩擦力锚固CFRP筋。因粘结型锚具对筋材损伤小，CFRP筋母材试验用锚具一般采用该种形式，但对于高强度等级的CFRP筋，若想实现筋材可靠锚固，需要很长的粘结段，且使用传统的粘结型锚具时CFRP筋容易滑脱。

申请公布号为CN102493660A的发明专利申请公开了一种碳纤维增强复合材料预应力筋的锚固方法及锚具，该锚具存在以下不足之处：其所使用的锚杯为直筒型，相比内锥型锚杯若想可靠锚固筋材需要更长的锚固段；所使用的挤压套筒仅起到增大筋材和粘结介质接触面积的作用，且锚固效果有限。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种锚固可靠的碳纤维增强复合材料筋母材锚具及其锚固方法，以解决现有技术存在的CFRP筋容易滑脱、锚固段过长的不足之处。

解决上述技术问题的技术方案是：一种碳纤维增强复合材料筋母材锚具，包括夹持端钢棒、锚杯、CFRP筋，夹持端钢棒与锚杯的一端连接，CFRP筋的端部被锚固于锚杯内，且锚杯内灌注有粘结介质；所述CFRP筋的锚固段沿轴向被切开分成多瓣，分瓣后的CFRP筋尾端通过挤压锚挤压归拢，并通过支撑架将该分瓣段撑开形成膨胀段。

本发明的进一步技术方案是：所述的CFRP筋被分成2～8瓣，其分瓣段长度大于锚固段长度的1/3，分瓣发散的角度为1～30°。

本发明的再进一步技术方案是：所述的支撑架根据CFRP筋的分瓣数来选用楔形架或三角架或十字架或星形架或梅花架，支撑架的直径为CFRP筋直径的1～2倍。

本发明的进一步技术方案是：所述的锚杯采用内锥型锚杯，该内锥型锚杯的内锥角度θ=0°～10°。

本发明的再进一步技术方案是：所述的内锥型锚杯数量为1～5个；该1～5个内锥型锚杯通过螺纹连接串联在一起，位于最尾端的内锥型锚杯与夹持端钢棒通过螺纹连接在一起。

本发明的进一步技术方案是：所述的挤压锚采用1～5个挤压套串联挤压；单个挤压套的长度L=为5～50mm，挤压套内孔设有内螺纹或涂抹有金刚砂、胶粘剂。

本发明的另一技术方案是：一种碳纤维增强复合材料筋母材锚具的锚固方法，该方法是采用上述碳纤维增强复合材料筋母材锚具对CFRP筋进行锚固，该方法包括首先将CFRP筋的一端经分瓣-打散-归拢处理形成膨胀段，所述归拢采用挤压锚挤压归拢，然后将该端插入锚杯中，往锚杯内浇筑粘结介质，待粘结介质凝固后，重复上述方法锚固CFRP筋的另一端，即完成对CFRP筋的锚固。