專利名稱：一種纖維增強(qiáng)塑料布材的錨具及錨固方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及土木工程領(lǐng)域，尤其是涉及一種纖維增強(qiáng)塑料布材的錨具及錨固方法。
背景技術(shù)：
隨著我國交通基礎(chǔ)建設(shè)的不斷增加，大量橋梁，尤其是70%左右的混凝土橋梁進(jìn)入服役期，許多橋梁進(jìn)入了維修加固期，而且大量服役不久的橋梁也出現(xiàn)了損傷，這給我國橋梁帶來了較多的加固維護(hù)工程，在建筑結(jié)構(gòu)和隧道工程中同樣如此。下文以混凝土橋梁工程中橋梁加固為例進(jìn)行描述。在目前對混凝土橋梁的加固中多采用兩類加固方式，一是采用粘鋼板和粘碳纖維板或纖維布的方式進(jìn)行；二是采用預(yù)應(yīng)力，尤其是體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)進(jìn)行加固。根據(jù)結(jié)構(gòu)的受力和損傷及加固的使用性能，采用預(yù)應(yīng)力加固，可一定程度上完全恢復(fù)甚至可提高結(jié)構(gòu)的承載能力。而采用粘鋼板和對纖維增強(qiáng)塑料(FRP)板或布的方式，由于是在結(jié)構(gòu)已發(fā)生損傷或剛度發(fā)生改變后進(jìn)行的補(bǔ)救措施，因而在使用性能或承載力方向均無法恢復(fù)到原有設(shè)計(jì)狀態(tài)。對新建無損傷的結(jié)構(gòu)進(jìn)行承載力加強(qiáng)時(shí)，采用上述兩種方式，粘貼技術(shù)相對于體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)效果也相差較大。此處，不再對粘貼法和預(yù)應(yīng)力加固方法進(jìn)行描述，重點(diǎn)放在采用預(yù)應(yīng)力技術(shù)時(shí)必須解決的錨固問題，因?yàn)槔肍RP施加預(yù)應(yīng)力必須解決其錨固困難的問題。雖然抗拉強(qiáng)度高和彈性模量低使得FRP筋束非常適合于施加預(yù)應(yīng)力，但它還有高度的非均質(zhì)性和脆性的缺點(diǎn)，這種非均質(zhì)性使其極易在預(yù)應(yīng)力錨固時(shí)發(fā)生破壞，而其脆性則在施加預(yù)應(yīng)力時(shí)比鋼材更加危險(xiǎn)。迄今為止還沒有一種錨固系統(tǒng)能保證對FRP力筋達(dá)到最佳頂應(yīng)力傳遞，因此可以查到近幾年有較多FRP筋材或片材錨具的研發(fā)報(bào)告，且多為專門開發(fā)的錨具，成本高。而對FRP布材施工預(yù)應(yīng)力受其材料特性的影響，加上布材的柔性特點(diǎn)，施加預(yù)應(yīng)力更加困難，目前只有國內(nèi)二三家單位開展過相關(guān)研究。湖南科技大學(xué)進(jìn)行申請了有關(guān)FRP片材專用錨具和FRP布錨固方法的研究，均是采見的夾片式方法來實(shí)現(xiàn)對FRP布材的夾持，從而實(shí)現(xiàn)張拉。這類方法同樣會存在上述對 FRP剪切的材料導(dǎo)致FRP纖維的破壞而失效。還有一種是將FRP布通過粘結(jié)劑與一定的鋼板片相連，通過對鋼板張拉，實(shí)現(xiàn)對布的張拉，這種方式由于增加了粘貼過程，明顯影響了效率和可能帶來受力不均影響，粘貼效果也無法保證。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種結(jié)構(gòu)簡單，使用方便的纖維增強(qiáng)塑料布材的錨具及錨固方法。本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)一種纖維增強(qiáng)塑料布材的錨具，其特征在于，該錨具包括鋼管、壓片及壓片固定螺桿，所述的鋼管上設(shè)置有螺孔，所述的壓片經(jīng)壓片固定螺桿連接在鋼管上，該壓片固定螺桿穿設(shè)在螺孔內(nèi)。所述的鋼管直徑為80 100mm，厚度為3 5mm。所述的壓片采用對纖維增強(qiáng)塑料板或金屬材料制成，壓片截面為月牙形，邊緣厚度為1mm，中部厚度為2 3mm，內(nèi)側(cè)表面直徑與鋼管外徑相同，寬度為100mm。所述的壓片的材料包括不銹鋼、銅或鋁或纖維增強(qiáng)塑料板，壓片中部設(shè)置有與鋼管對應(yīng)的螺孔。一種纖維增強(qiáng)塑料布材的錨固方法，其特征在于，該方法包括以下步驟將對纖維增強(qiáng)塑料布沿鋼管表面纏繞3 4圈，然后將壓片壓住對纖維增強(qiáng)塑料布，用壓片固定螺桿將壓片固定在鋼管上，將對纖維增強(qiáng)塑料布夾緊到鋼管表面即可。纏繞的各層的對纖維增強(qiáng)塑料布邊緣對齊。所述的壓片固定螺桿設(shè)在對纖維增強(qiáng)塑料布的兩側(cè)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，采用卷筒法方式，可實(shí)現(xiàn)對FRP布材的有效錨固，避免因采用其它方法而導(dǎo)致纖維增強(qiáng)塑料布的剪切破壞，從而可實(shí)現(xiàn)對其進(jìn)行預(yù)應(yīng)力的施加，該方法適用于所有FRP布材，應(yīng)用范圍廣泛。
圖1為纖維增強(qiáng)塑料布材的錨具的主視結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為纖維增強(qiáng)塑料布材的錨具的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為纖維增強(qiáng)塑料布材的錨具的分解結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1為鋼管、2為壓片、3為壓片固定螺桿、4為對纖維增強(qiáng)塑料布。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。實(shí)施例本專利技術(shù)利用FRP布材的柔軟性，采用卷筒方式，對FRP布實(shí)現(xiàn)錨固，從卷紙筒得到啟示，對CFRP布材，采用先在圓筒上夾持后，利用自身摩擦力進(jìn)行纏繞，在不斷縮短相應(yīng)長度時(shí)實(shí)現(xiàn)對其張拉。而其錨固則是轉(zhuǎn)筒處CFRP布間的摩擦力。由于兩層CFRP相同， 其間有足夠的接觸面積，相對來說所產(chǎn)生的錨固剪力比較分散，不會導(dǎo)致對其剪切破壞。纖維增強(qiáng)塑料布材的錨具的結(jié)構(gòu)如圖1 3所示，該錨具包括鋼1管、壓片2及壓片固定螺桿3，鋼管1采用直徑為80 100mm，厚度為3 5mm的不銹鋼管，鋼管1的外側(cè)面上設(shè)置有螺孔，壓片2采用對纖維增強(qiáng)塑料板或銅、鐵等金屬材料制成，壓片截面為月牙形，邊緣厚度為1mm，中部厚度為2 3mm，內(nèi)側(cè)表面直徑與鋼管1的外徑相同，寬度IOOmm 左右，經(jīng)壓片固定螺桿3連接在鋼管1上，壓片固定螺桿3穿設(shè)在螺孔內(nèi)。纖維增強(qiáng)塑料布材的錨固方法包括以下步驟將一定寬度的對纖維增強(qiáng)塑料布4的切縫對與壓片2邊緣對齊，用壓片2壓住后， 經(jīng)壓片固定螺桿3擰入鋼管1上預(yù)先加工的螺孔中，將對纖維增強(qiáng)塑料布4夾緊到鋼管1 表面。對纖維增強(qiáng)塑料布4沿鋼管1表面纏繞，并保證在夾片處至少3圈，最多4圈即可對其張拉或頂升，從而對對纖維增強(qiáng)塑料布4施加預(yù)應(yīng)力。纏繞過程中，必須保證各層的對纖維增強(qiáng)塑料布的邊緣對齊。壓片2的長度根據(jù)對纖維增強(qiáng)塑料布的寬度和是否多片同時(shí)錨固時(shí)取值，壓片固定螺桿3的設(shè)置應(yīng)取緊鄰對纖維增強(qiáng)塑料布4的兩側(cè)，但不能與對纖維增強(qiáng)塑料布4兩側(cè)邊緣有任何接觸，避免破壞對纖維增強(qiáng)塑料布4的縱向纖維。當(dāng)同時(shí)對多片F(xiàn)RP布錨固時(shí)，應(yīng)在各片布間增設(shè)副螺桿，且在FRP間距允許情況下，每片布兩側(cè)均應(yīng)有螺桿。
權(quán)利要求
1.一種纖維增強(qiáng)塑料布材的錨具，其特征在于，該錨具包括鋼管、壓片及壓片固定螺桿，所述的鋼管上設(shè)置有螺孔，所述的壓片經(jīng)壓片固定螺桿連接在鋼管上，該壓片固定螺桿穿設(shè)在螺孔內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種纖維增強(qiáng)塑料布材的錨具，其特征在于，所述的鋼管直徑為80 100mm，厚度為3 5mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種纖維增強(qiáng)塑料布材的錨具，其特征在于，所述的壓片采用對纖維增強(qiáng)塑料板或金屬材料制成，壓片截面為月牙形，邊緣厚度為1mm，中部厚度為 2 3mm，內(nèi)側(cè)表面直徑與鋼管外徑相同，寬度為100mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種纖維增強(qiáng)塑料布材的錨具，其特征在于，所述的壓片的材料包括不銹鋼、銅或鋁或纖維增強(qiáng)塑料板，壓片中部設(shè)置有與鋼管對應(yīng)的螺孔。
5.一種纖維增強(qiáng)塑料布材的錨固方法，其特征在于，該方法包括以下步驟將對纖維增強(qiáng)塑料布沿鋼管表面纏繞3 4圈，然后將壓片壓住對纖維增強(qiáng)塑料布，用壓片固定螺桿將壓片固定在鋼管上，將對纖維增強(qiáng)塑料布夾緊到鋼管表面即可。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種纖維增強(qiáng)塑料布材的錨固方法，其特征在于，纏繞的各層的對纖維增強(qiáng)塑料布邊緣對齊。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種纖維增強(qiáng)塑料布材的錨固方法，其特征在于，所述的壓片固定螺桿設(shè)在對纖維增強(qiáng)塑料布的兩側(cè)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種纖維增強(qiáng)塑料布材的錨具及錨固方法，錨具包括鋼管、壓片及壓片固定螺桿，鋼管上設(shè)置有螺孔，壓片經(jīng)壓片固定螺桿連接在鋼管上，該壓片固定螺桿穿設(shè)在螺孔內(nèi)，將對纖維增強(qiáng)塑料布沿鋼管表面纏繞3～4圈，然后將壓片壓住對纖維增強(qiáng)塑料布，用壓片固定螺桿將壓片固定在鋼管上，將對纖維增強(qiáng)塑料布夾緊到鋼管表面即可。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，采用卷筒法方式，可實(shí)現(xiàn)對FRP布材的有效錨固，避免因采用其它方法而導(dǎo)致纖維增強(qiáng)塑料布的剪切破壞，從而可實(shí)現(xiàn)對其進(jìn)行預(yù)應(yīng)力的施加，適用于所有FRP布材，應(yīng)用范圍廣泛。
文檔編號E01D22/00GK102418318SQ20101029389
公開日2012年4月18日 申請日期2010年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月27日
發(fā)明者吳培峰, 李方元, 沈殷 申請人:同濟(jì)大學(xué)