[发明专利]高性能FRP锚杆的制造工艺及抗扭承载力计算方法

摘要

本发明提供高性能FRP锚杆的制造工艺及抗扭承载力计算方法。高性能FRP锚杆的制造工艺，包括以下步骤步骤a制作纤维带；步骤b、送纱；步骤c、浸胶；步骤d、成型；步骤e、缠绕成肋；步骤f、加热固化。本发明的高性能FRP锚杆的制造工艺，在FRP筋拉挤成型后，纤维带由绕线轴紧紧缠绕在FRP筋表面，并随着FRP筋共同进入加热通道进行固化，在安装锚杆时纤维带与其包裹的FRP筋相互支撑、协同抗扭，增强了锚杆的整体抗扭性能。其中，纤维带包括纤维束及经过加热固化的热固性树脂基体。本发明的高性能FRP锚杆的制造工艺步骤简单，能够规模化生产合格的FRP锚杆，生产成本低。同时，本发明还提供高性能FRP锚杆的抗扭承载力计算方法。

主权项

高性能FRP锚杆的抗扭承载力计算方法，所述高性能FRP锚杆由以下步骤制造而成：步骤a：制作纤维带：将用于制作纤维带的纤维束在浸胶槽中浸胶，然后加热固化形成纤维带；步骤b、送纱：将用于制作FRP筋的纤维束从纱架中引出；步骤c、浸胶：步骤b中的纤维束进入浸胶槽中充分浸润；步骤d、成型：步骤c中经过浸胶的纤维束穿过穿纱板并且进入成型模具挤压成光圆的FRP筋；步骤e、缠绕成肋：绕线轴将步骤a制作的纤维带均匀缠绕在FRP筋上形成高性能FRP锚杆中间体；步骤f、加热固化：高性能FRP锚杆中间体进入加热通道加热固化形成高性能FRP锚杆；其特征在于该计算方法包括以下步骤：步骤1、通过试验测试出纤维带的抗拉强度fF，测量计算出一圈纤维带投影形成的圆环形截面的截面积A以及纤维带在FRP筋上的绕设间距d，测量出纤维带与FRP筋垂直截面的夹角β，测量出高性能FRP锚杆的平均半径R0并定义θ为圆环形截面的圆心角，然后通过公式计算出一圈纤维带即所承担的扭矩TF，公式为：TF=∫02πfFcosβAdR02dθ=2πR02fFcosβAd]]>式中：步骤2、通过试验测试出无纤维带FRP筋本身的抗扭承载力T0，并通过试验数据拟合的方式得出有纤维带条件下的FRP筋作为高性能FRP锚杆的一部分参与抗扭承载的工作系数α；表面纤维带接近其抗拉强度时，中心的FRP筋承担的扭矩TT按下式计算：TT＝αT0步骤3、高性能FRP锚杆的抗扭承载力T按下式计算：T＝TF+TT。