[發明專利]一種用于FRP桿的預應力錨固系統及錨固方法

有效

• 申請號: 202110600434.5
• 申請日: 2021-05-31
• 公開（公告）號: CN113338543B
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發明（設計）人: 咸貴軍;郭瑞;李承高
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: E04C5/12
• 分類號: E04C5/12;E04G21/12;E02D5/74
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司 23211
• 代理人: 李恩慶

1.一種用于FRP桿的預應力錨固系統，其特征在于：它包括鋼架(12)、FRP桿(4)、液壓油泵(10)、應變采集儀(11)、液壓千斤頂(6)、兩個第一錨具(7)以及兩個第二錨具(8)，其中所述液壓千斤頂(6)固裝在鋼架(12)的一端，FRP桿(4)的兩端對應錨固在兩個第一錨具(7)內，一個第一錨具(7)穿裝在鋼架(12)的一端且對應通過螺母(5)固定，另一個第一錨具(7)依次穿裝在鋼架(12)的另一端及液壓千斤頂(6)內且對應通過螺母(5)固定，所述液壓油泵(10)與所述液壓千斤頂(6)連接，兩個第二錨具(8)之間的FRP桿(4)上粘貼有應變片(9)，所述應變采集儀(11)與應變片(9)連接；

兩個第二錨具(8)對應布置在FRP桿(4)上靠近兩個第一錨具(7)的位置，所述第二錨具(8)包括錨固鋼管(2)及兩個對中環(1)，其中錨固鋼管(2)的內孔為錐形孔，其同軸套裝在FRP桿(4)上，兩個對中環(1)對應固裝在錨固鋼管(2)的兩端部內壁與FRP桿(4)的外表面之間，且錨固鋼管(2)與FRP桿(4)之間填充有環氧樹脂(3)；

錨固鋼管(2)上錐形孔的大端靠近第一錨具(7)設置。

2.根據權利要求1所述的一種用于FRP桿的預應力錨固系統，其特征在于：錐形孔的錐度大于或等于1/30。

3.根據權利要求1所述的一種用于FRP桿的預應力錨固系統，其特征在于：所述第一錨具(7)為夾持式錨具。

4.根據權利要求1所述的一種用于FRP桿的預應力錨固系統，其特征在于：環氧樹脂(3)內摻入配比為1:1的鐵砂。

5.根據權利要求1所述的一種用于FRP桿的預應力錨固系統，其特征在于：環氧樹脂(3)最薄處的厚度至少為2mm，最厚處的厚度至多為15mm。

6.根據權利要求1所述的一種用于FRP桿的預應力錨固系統，其特征在于：第二錨具(8)的長度取定為FRP桿(4)的有效粘結長度的2倍。

7.一種采用上述權利要求1～6中任一權利要求所述的一種用于FRP桿的預應力錨固系統，其特征在于：它包括如下步驟：

步驟一、在FRP桿(4)的錨固端用砂紙打磨，進行粗糙處理，同時對錨固鋼管(2)的內孔進行除銹，用無水乙醇將打磨后的FRP桿(4)與錨固鋼管(2)內孔擦拭干凈；

步驟二、沿FRP桿(4)的軸向依次套設兩個對中環(1)及兩個錨固鋼管(2)，每個錨固鋼管(2)的一端內壁與FRP桿(4)的外表面之間均布置一個對中環(1)，并將每個對中環(1)的內、外環面分別與FRP桿(4)的外表面及錨固鋼管(2)的一端內壁粘接，以將錨固鋼管(2)固定在FRP桿(4)的預定位置上；

步驟三、將第一錨具(7)錨固在FRP桿(4)的兩端，錨固好后，將兩個第一錨具(7)對應穿過鋼架(12)的兩個預留孔，一個第一錨具(7)穿裝在液壓千斤頂(6)內且端部通過螺母(5)固定，另一個第一錨具(7)通過螺母(5)固定在鋼架(12)上；

步驟四、將應變片(9)粘貼在FRP桿(4)的表面，并將應變片(9)與應變采集儀(11)連接；

步驟五、將液壓千斤頂(6)與液壓油泵(10)連接，開啟液壓油泵(10)與應變采集儀(11)，開始對FRP桿(4)施加軸向的張拉應力，觀測應變采集儀(11)上的應變讀數，當應變讀數增加至與張拉應力所對應的應變數值時，關閉液壓油泵(10)停止加壓，至此，完成對FRP桿(4)軸向張拉應力的施加；

步驟六、將配置好的環氧樹脂(3)注入FRP桿(4)與每個錨固鋼管(2)的空隙內，待環氧樹脂(3)注滿后，在每個錨固鋼管(2)的另一端內壁各嵌入一個對中環(1)，同樣將每個對中環(1)的內、外環面分別與FRP桿(4)的外表面及錨固鋼管(2)的另一端內壁粘接；

步驟七、將預應力錨固系統放在室內，在室溫下對環氧樹脂(3)固化24小時，然后將整個預應力錨固系統放置在烘箱內，60℃固化48小時；

步驟八、待環氧樹脂(3)固化好后，取出整個預應力錨固系統，卸掉對FRP桿(4)施加的軸向張拉應力，FRP桿(4)的自由回縮受到固化后環氧樹脂(3)的阻礙，在第二錨具(8)內部沿FRP桿(4)軸向引入預應力；

步驟九、將錨固好的FRP桿(4)從鋼架(12)上取出，用切割儀切斷第一錨具(7)與第二錨具(8)之間的FRP桿(4)，去掉FRP桿(4)兩端的第二錨具(8)，至此，完成對FRP桿(4)的錨固。