[發明專利]纖維增強復合材料筋拉索用可調預緊力螺旋摩擦式錨具

有效

• 申請號: 201410506705.0
• 申請日: 2013-07-04
• 公開（公告）號: CN104264583A
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發明（設計）人: 金江;曹小建;蔣泉;丁華建
• 申請（專利權）人: 南通大學
• 主分類號: E01D19/14
• 分類號: E01D19/14;E01D19/16
• 代理公司: 南通市永通專利事務所 32100
• 代理人: 葛雷

本申請是申請號：201310278641.9、申請日“2013.7.4”、名稱“應用于纖維增強復合材料筋拉索的可調預緊力摩擦式錨具”的分案申請。

技術領域

本發明涉及一種土木工程和交通工程中的纖維增強復合材料（FRP）筋拉索錨固裝置，是一種應用于纖維增強復合材料筋拉索的可調預緊力摩擦式錨具。

背景技術

目前世界上斜拉橋主跨最大已達到1088m（蘇通大橋），采用的鋼纜拉索已漸近其使用極限。因為隨著跨度的繼續大幅度增加，鋼纜拉索的重量在橋的荷載中的比重將明顯增加，這時鋼纜拉索已不能勝任。超大跨度懸索橋也有同樣的問題。碳纖維增強復合材料(CFRP)筋具有質量輕、強度高、耐腐蝕、耐疲勞、低松弛、電磁絕緣性佳及減震性能好等優點，作為斜拉橋和懸索橋的強力拉索有很好的應用前景。作為主要受力構件的CFRP筋拉索，其承載力主要由錨固性能控制，而不是由CFRP筋本身的強度控制。這是因為CFRP筋的橫向抗壓強度和抗剪強度較低，傳統的鋼纜拉索錨具將不再適合CFRP拉索的錨固，否則由于CFRP筋的較低的抗剪靜力強度和更低的抗剪疲勞強度，將導致其在錨固區的過早失效。這也是CFRP筋拉索現在沒有能在橋梁工程和一般土木工程中達到廣泛應用的重要原因之一。因此要將CFRP筋拉索應用到超大跨度及特大跨度斜拉橋和懸索橋上，可靠有效的強力錨具的研制是一個急需解決的問題。現在各國一直在進行CFRP筋專用錨具的研究和開發，按照這些錨具的受力工作原理，它們基本上可以分為機械夾持式和粘結式錨具兩大類。機械夾持式錨具存在著夾持區中施壓應力均勻性的問題；當拉索張力方向不斷變化時，機械夾持式錨具還存在加持區端部彎折和剪切疲勞等問題，粘結式錨具也存在粘結區端部彎折和剪切疲勞等問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種結構合理，性能可靠、持久耐用的應用于纖維增強復合材料筋拉索的可調預緊力摩擦式錨具。

本發明的技術解決方案是：

一種應用于纖維增強復合材料筋拉索的可調預緊力摩擦式錨具，其特征是：包括兩塊帶螺旋槽的蓋板A和蓋板B、一個帶螺旋槽的柱芯、一個拉索緊固器；其中蓋板和柱芯中的螺旋槽截面均為直徑相同的半圓，兩塊蓋板和柱芯中的螺旋槽相互配合形成一截面為圓的空間螺旋槽；蓋板A在螺旋槽的起點和終點分別開有進入孔和輸出孔，和螺旋槽截面相同直徑的FRP筋拉索穿過蓋板A的進入孔、纏繞在柱芯中的螺旋槽內，并穿過蓋板A的輸出孔，FRP筋拉索被蓋板和柱芯形成的空間旋轉槽曲面所包裹，?FRP筋拉索末端由安裝在蓋板A上的拉索緊固器固定。

蓋板A、蓋板B、帶螺旋槽的柱芯三者通過兩端的定位銷連接固定。

蓋板A、蓋板B設有裙邊，蓋板A、蓋板B通過固定裙邊上的固定螺栓、螺母連接。

蓋板A和蓋板B之間留有間隙，可以調節固定螺栓螺母，使螺旋槽和FEP筋拉索間產生預緊壓力。

進入孔和輸出孔的曲面和螺旋槽的曲面過渡連續光滑。

本發明結構合理，并具有如下優點：

1、可對承受巨大拉力的CFRP筋拉索進行錨固。傳統的夾片式或粘結式錨具需增長夾片長度或粘結區域長度來提高對纖維拉索的夾持力，夾持力增加有限。而本發明錨具是利用CFRP筋拉索的螺旋摩擦來平衡拉索的拉力，由歐拉柔索摩擦公式知，拉索的摩擦力與旋轉圈數成幾何級數增長關系。

2、FRP筋拉索在傳統的夾片式或粘結式錨具的錨固區迎力端部極易受到橫向壓力和剪力的作用，而FRP筋拉索的橫向抗壓強度和抗剪強度較低，在使用過程中易發生橫向剪切疲勞破壞。在本發明錨具中，FRP筋拉索纏繞在兩塊蓋板和柱芯的螺旋槽內，可以基本消除橫向剪力的作用。只要根據FRP筋拉索直徑，確定適當的柱芯內外直徑和蓋板內外直徑，加工出柱芯和蓋板A、蓋板B，并逐個分段高精度加工出空間位置精確，配合嚴絲合縫的螺旋槽，就可以保證FRP筋拉索可充分地包裹在錨具的空間螺旋槽內。

3、本發明錨具可以通過調節兩蓋板之間的固定螺栓螺母來調節螺旋槽和FRP筋拉索之間的預緊力，進一步增大FRP筋拉索所受旋轉摩擦力。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。

圖1是本發明一個實施例的結構示意圖。

圖2是圖1的另一角度示意圖。

圖3是圖1的左視圖。

圖4是圖3的左視圖。

具體實施方式