[發明專利]預應力錨具、錨固組件及錨固施工方法

有效

• 申請號: 202011611531.6
• 申請日: 2020-12-30
• 公開（公告）號: CN112554058B
• 公開（公告）日: 2022-12-13
• 發明（設計）人: 宋世剛
• 申請（專利權）人: 深圳市威士邦建筑新材料科技有限公司
• 主分類號: E04C5/12
• 分類號: E04C5/12;E01D19/14;E01D22/00;E04G23/02
• 代理公司: 深圳市康弘知識產權代理有限公司 44247
• 代理人: 林偉敏

本發明公開了預應力錨具、錨固組件及錨固施工方法，該預應力錨具包括本體，所述本體上設有填充凹槽，所述填充凹槽設有開口，且所述填充凹槽包括槽深不同的兩個區域。預應力錨固組件則包括前述的預應力錨具，還包括將所述預應力錨具固定的固定結構、以及提供張拉作用的張拉機構。對碳纖維筋材先進行預應力張拉，再通過工作錨將碳纖維筋材頂緊至貼合結構面，此時由于工作錨內的填充凹槽設置為多維楔形的結構，當固化粘接劑固化成型后，固化粘接劑與工作錨之間會形成多方向上的楔形自鎖結構，從而碳纖維筋材與結構面之間不僅僅依靠有粘接作用力，而且對于側向剪力也具有較強的承受能力，極大的提高了整體結構的穩定性和耐久性。

技術領域

本發明涉及預應力結構加固施工技術領域，尤其涉及預應力錨具、錨固組件及錨固施工方法。

背景技術

目前，在橋梁和建筑混凝土結構加固工程中，常用的預應力碳纖維錨具主要利用上下組合楔形夾片夾持碳纖維筋材，該結構具有自鎖和均勻夾持功能，通過兩端頂推反力架對碳纖維筋材施加張拉應力和實現長期錨固。這種預應力碳纖維楔形錨具，主要包括用于一次性對碳纖維筋材施加張拉應力的工具錨和承擔永久性錨固的工作錨兩個功能錨固組件構成，即楔形夾片錨既為工作錨，兩端的頂推反力架和施力裝置為工具錨，雖然功能齊全，但是制造工藝復雜且成本高，性價比較低。

常規的預應力碳纖維楔形錨具，其施力裝置一般采用張拉螺桿牽引式對碳纖維筋材施加應力，由于兩端頂推反力架和錨具所占空間尺寸較大，所以，無法滿足狹窄空間的安裝使用。而如果采用頂推反力架頂推式對碳纖維筋材施加應力時，雖然，楔形錨具可以實現距離結構邊緣的最小距離尺寸要求，但是，如果要滿足永久性錨固的功能，仍然需要依靠特殊設計的支架和錨固于結構內的螺栓才能滿足要求，因此普遍意義不強，不利于推廣。

美國“辛普森”公司發明了一種分解式頂推預應力碳纖維張拉錨固系統，采用圓弧偏心轉動機械夾持技術的工具錨，千斤頂及頂推反力架安裝于永久性工作平板錨上，利用工作平板錨的錨固螺栓承載受力，頂推工具錨對碳纖維筋材施加預應力，滿足張垃控制應力要求后，旋緊錨固螺栓對平板錨施加壓緊力，利用碳纖維筋材雙面涂抹的環氧結構膠固化后，與混凝土和平板錨之間產生的粘結力，實現預應力碳纖維筋材端部的永久性錨固。由于制造工藝復雜且成本高昂的圓弧偏心轉動機械夾持技術的工具錨，可以多次重復使用，該系統具有較好的性價比優點，但是，因為工作平板錨僅僅依靠環氧結構膠的粘結力實現永久性錨固，在具有沖擊動荷載疲勞等諸多不利因素條件下使用，其可靠性和耐久性無法完全滿足要求。

美國“辛普森”公司發明的分解式頂推預應力碳纖維張拉錨固系統，另一個不足之處表現在施工安裝方面。雖然圓弧偏心轉動機械夾持工具錨，可以滿足施加應力時的夾持牽引功能，但是，安裝于工作平板錨上的千斤頂及頂推反力架，由于錨固螺栓鉆孔植入精度難于滿足要求，其受力中心線與碳纖維筋材寬度方向中心發生水平傾斜錯位，或頂推時與工具錨夾持圓弧切線垂直度產生偏差，導致碳纖維筋材未達到張拉控制應力前因受力不均產生撕裂。

目前，國內對混凝土結構進行預應力碳纖維加固的張拉錨固系統，也有采用美國“辛普森”公司加固原理相類似的施加預應力的產品，永久性錨固的工作錨有平板式、圓弧波形和楔形雙面組合夾持錨具，施加預應力的方式多為采用楔形工具錨具牽引式，無法滿足狹窄空間使用的要求。

其中，圓弧波形和楔形永久性工作錨，均采用上下兩件金屬組合結構，利用圓弧波形產生的摩擦阻力或楔形齒狀咬合力及水平傾斜產生的摩擦阻力，實現對碳纖維筋材施加預應力后的永久性錨固，優點是錨固可靠性相對較高，耐久性好；缺點是施加預應力后在碳纖維筋材平直受力狀態下，壓錨時強制局部變形容易發生劈裂，另外，這種工作錨碳纖維筋材與混凝土結構之間的間隙較大，環氧結構膠單位面積用量多，錨具制造成本高，因此，綜合性價比較差。