一種可施加預(yù)應(yīng)力的frp筋錨桿錨頭的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種可施加預(yù)應(yīng)力的FRP筋錨桿錨頭。
【背景技術(shù)】
[0002]FRP筋具有高抗拉強(qiáng)度、耐腐蝕、低模量、質(zhì)量輕等優(yōu)點(diǎn)，適合用于預(yù)應(yīng)力錨桿結(jié)構(gòu)，成為邊坡等工程的耐久性加固措施。
[0003]由于FRP筋的抗剪強(qiáng)度不足，低于鋼筋，在測試筋材抗拉強(qiáng)度和施加預(yù)應(yīng)力時，桿體端部與結(jié)構(gòu)連接部位的錨固鎖定裝置需要專門設(shè)計，不能采用鋼筋的錨固鎖定方法。
[0004]因此，需要一種新的可施加預(yù)應(yīng)力的FRP筋錨桿錨頭以解決上述問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]發(fā)明目的:本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中的疲勞試驗(yàn)機(jī)的缺陷，提供一種低成本、耐堿性能優(yōu)良及高強(qiáng)度的可施加預(yù)應(yīng)力的FRP筋錨桿錨頭。
[0006]技術(shù)方案:為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的一種可施加預(yù)應(yīng)力的FRP筋錨桿錨頭采用如下技術(shù)方案:
一種可施加預(yù)應(yīng)力的FRP筋錨桿錨頭，其特征在于，包括拉桿、張拉螺母、鋼套管、鎖定螺母、定位環(huán)和密封環(huán)，所述拉桿的外側(cè)設(shè)置有螺紋，所述鋼套管的內(nèi)側(cè)和外側(cè)均設(shè)置有螺紋，所述拉桿的一端與所述鋼套管的一端螺紋連接，所述張拉螺母與所述拉桿螺紋連接，所述鋼套管的外側(cè)與所述鎖定螺母螺紋連接，所述定位環(huán)外側(cè)設(shè)置有螺紋并與所述鋼套管的內(nèi)側(cè)螺紋連接，所述鋼套管與錨桿之間填充膨脹劑，所述密封環(huán)設(shè)置在所述鋼套管的另一端內(nèi)側(cè)，所述錨桿穿過所述定位環(huán)和密封環(huán)的內(nèi)孔，所述定位環(huán)和密封環(huán)的內(nèi)孔直徑均與所述錨桿的直徑相同。
[0007]更進(jìn)一步的，所述鋼棒的一端設(shè)置有方形把手，便于使用工具鉗緊固。
[0008]更進(jìn)一步的，所述張拉螺母和鎖定螺母的外側(cè)均設(shè)置有扳手插孔?？蓪⒏軛U伸入插孔旋轉(zhuǎn)螺母緊固。
[0009]更進(jìn)一步的，所述膨脹劑為無聲破碎劑和水的混合物，其中，無聲破碎機(jī)與水的重量比為3.3:1。
[0010]發(fā)明原理:
定位環(huán)對錨桿進(jìn)行固定定位，同時定位環(huán)可阻止膨脹劑進(jìn)入鋼套管的內(nèi)螺紋段。錨桿伸入鋼管套中，錨桿和鋼管套之間通過膨脹劑自膨脹特性與錨桿之間形成自鎖系統(tǒng)，限制鋼套管與錨桿之間的相對滑移。在膨脹劑固結(jié)后，將密封環(huán)嵌入錨桿與鋼套管內(nèi)壁間的端部空隙進(jìn)行密封，錨桿的頭部受力時密封環(huán)被壓入鋼套管內(nèi)部，膨脹劑受壓，密實(shí)度提高，相對滑移減少，同時避免鋼套管端部膨脹劑風(fēng)化脫落。
[0011]有益效果:本發(fā)明的張拉錨固方式更加科學(xué)合理，且簡便快捷，部分裝置可重復(fù)使用，強(qiáng)度可以得到保證，能夠滿足FRP錨桿預(yù)應(yīng)力施加的可靠性要求，并且鋼套筒與錨桿滑移量在加載后可以得到控制。
【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明的一種可施加預(yù)應(yīng)力的FRP筋錨桿錨頭的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明的一種可施加預(yù)應(yīng)力的FRP筋錨桿錨頭A-A向剖視圖；
圖3為本發(fā)明的一種可施加預(yù)應(yīng)力的FRP筋錨桿錨頭粘結(jié)工藝剖視圖；
圖4為本發(fā)明的一種可施加預(yù)應(yīng)力的FRP筋錨桿錨頭應(yīng)用示意圖；圖中，I為拉桿，2為張拉螺母，3為鋼套管，4為鎖定螺母，5為定位環(huán)，6為密封環(huán)，7為膨脹劑，8為錨桿，9為鋼墊板，10為穿心千斤頂，11為支架，12為測力計。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡明本發(fā)明，應(yīng)理解這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對本發(fā)明的各種等價形式的修改均落于本申請所附權(quán)利要求所限定的范圍。
[0014]請參閱圖1、圖2、圖3和圖4所示，本發(fā)明的可施加預(yù)應(yīng)力的FRP筋錨桿錨頭，包括拉桿1、張拉螺母2、鋼套管3、鎖定螺母4、定位環(huán)5和密封環(huán)6，拉桿I的外側(cè)設(shè)螺紋，鋼套管3的內(nèi)側(cè)和外側(cè)設(shè)部分螺紋，拉桿I 一端與鋼套管3的一端螺紋連接，拉桿I的另一端設(shè)置有方形把手，便于使用工具鉗緊固。
[0015]鋼套管3的外側(cè)與鎖定螺母4螺紋連接。定位環(huán)5外側(cè)設(shè)螺紋，與鋼套管3內(nèi)側(cè)螺紋連接，中心設(shè)置與錨桿8外直徑相同的中孔，恰好可穿入錨桿8，對錨桿8固定定位。密封環(huán)6套在錨桿8上且僅部分嵌入鋼套管3，用以在錨頭受力時提供一定的余量。鋼套管3與錨桿8之間通過膨脹劑7的自膨脹性進(jìn)行粘結(jié)。
[0016]定位環(huán)5外側(cè)設(shè)螺紋，與鋼套管3內(nèi)螺紋段連接，中心設(shè)置與錨桿8外直徑相同的中孔，對錨桿8固定定位，同時定位環(huán)5阻止膨脹劑7進(jìn)入鋼套管3內(nèi)螺紋段。
[0017]銷桿8伸入鋼管套3中的定位環(huán)6中孔固定定位，膨脹劑7為無聲破碎劑，無聲破碎劑與水按照水灰比1:3.3的比例混合攪拌均勻，充填入鋼套管3。
[0018]張拉螺母2和鎖定螺母4的外側(cè)均設(shè)旋轉(zhuǎn)扳手插孔。本裝置螺母尺寸較大，直接使用工具鉗擰緊較為困難，故設(shè)置旋轉(zhuǎn)把手插孔，便于直接通過杠桿伸入插孔進(jìn)行旋轉(zhuǎn)緊固。
[0019]實(shí)施例1:
請參閱圖1、圖2和圖3所示，本裝置的設(shè)計是根據(jù)預(yù)應(yīng)力與鋼質(zhì)在鋼套管3內(nèi)側(cè)與外側(cè)設(shè)螺紋，同時設(shè)計配套的拉桿1、張拉螺母2、鎖定螺母4、定位環(huán)5與密封環(huán)6。定位環(huán)5外側(cè)設(shè)螺紋，中心設(shè)置中孔對錨桿8固定定位，同時定位環(huán)5阻止膨脹劑7進(jìn)入鋼套管內(nèi)螺紋段；鋼套管3通過膨脹劑的自膨脹特性與錨桿8之間形成自鎖系統(tǒng)，限制鋼套管3與錨桿8之間的相對滑移，同時將密封環(huán)6嵌入錨桿8與鋼套管3內(nèi)壁間的端部空隙密封，錨頭受力時，密封鋼環(huán)6壓入鋼套管3膨脹劑7受壓，密實(shí)度提高，相對滑移降低，同時可避免鋼套管3端部膨脹劑7風(fēng)化脫落。施加預(yù)應(yīng)力時依靠鋼套管3與拉桿I之間螺紋咬合的機(jī)械連接，將所施加的預(yù)應(yīng)力從拉桿I傳遞到鋼套管3，繼而傳遞給錨桿8 ;預(yù)應(yīng)力施加結(jié)束后，借助鋼套管上的鎖定螺母4進(jìn)行機(jī)械鎖定，整個預(yù)應(yīng)力施加及鎖定過程結(jié)束后，可以撤去拉桿1、鋼墊板9、穿心千斤頂10、支架11，進(jìn)行重復(fù)使用。
[0020]拉桿I的設(shè)計:根據(jù)所需施加的預(yù)應(yīng)力與鋼質(zhì)，設(shè)計相應(yīng)的螺紋及螺紋范圍，外側(cè)設(shè)螺紋與鋼套管3及張拉螺母2連接，一端加工成方形把手，便于使用工具鉗緊固。
[0021]鋼套管3的設(shè)計:根據(jù)所需施加的預(yù)應(yīng)力與鋼質(zhì)，設(shè)計相應(yīng)的螺紋及螺紋范圍，夕卜側(cè)設(shè)螺紋與鎖定螺母4連接，內(nèi)側(cè)設(shè)螺紋與拉桿I與定位環(huán)5連接。
[0022]張拉螺母2和鎖定螺母4的設(shè)計:根據(jù)所需施加的預(yù)應(yīng)力，取三倍的安全系數(shù)，通過抗剪、抗拉、抗彎，設(shè)計相應(yīng)的螺紋及螺母高度。
[0023]定位環(huán)5的設(shè)計:根據(jù)所需施加的預(yù)應(yīng)力，設(shè)計相應(yīng)的螺紋及螺紋范圍，根據(jù)錨桿8外直徑在定位環(huán)中心設(shè)置中孔。
[0024]密封環(huán)6的設(shè)計:根據(jù)選用鋼套管3與錨桿8的直徑，設(shè)計其厚度、內(nèi)徑與外徑試件制作工藝請參閱圖1、圖2、圖3所示:將定位環(huán)5用工具鉗通過螺紋擰入鋼套管3，
然后將錨桿8伸入鋼套筒3，放入定位環(huán)5中孔固定定位；將無聲破碎劑7與水按照水灰比1:3.3的比例混合攪拌均勻后倒入鋼套管3中，10分鐘內(nèi)將鋼套筒3與錨桿8間的孔隙填滿，之后在鋼套管3端部使用定位模具進(jìn)行定位。為防止無聲破碎劑7在固化過程中放熱而影響錨桿8性能，需在鋼套管3外部包裹濕布進(jìn)行降溫，且間歇灑水，濕布養(yǎng)護(hù)24小時后拆除端部定位模具；用工具鏟將鋼套管3端口處無聲破碎劑7刮平，清理粉末，然后將密封環(huán)6嵌入錨桿8與鋼套管3內(nèi)壁間的端部空隙；最后將試件置于室內(nèi)空氣中養(yǎng)護(hù)。為保證鋼套管3內(nèi)無聲破碎劑7充分固結(jié)，試件養(yǎng)護(hù)時間為15天。
[0025]整套裝置組裝與工作流程請參閱圖4所示，將粘結(jié)鋼套管3的錨桿8桿體放入鉆孔后，依次將測力計12、支架11、穿心千斤頂10，鋼墊板9穿過鋼套管3及拉桿1，然后將拉桿I上的張拉螺母2緊固之后加載。當(dāng)預(yù)應(yīng)力施加完成，緊固鋼套管3上的鎖定螺母4進(jìn)行鎖定，之后撤去拉桿I及張拉螺母2、鋼墊板9、穿心千斤頂10、支架11，整個鎖定過程完成。
[0026]加載過程中，穿心千斤頂10抵住張拉螺母2向上移動，鋼套管3與鎖定螺母4同時向上移動，只需隨鋼套管3的移動向下旋轉(zhuǎn)鎖定螺母4，未加載到指定荷載時，不需緊固鎖定螺母4，加載結(jié)束后將鎖定螺母4緊固，完成預(yù)應(yīng)力FRP錨桿的鎖定。
[0027]本發(fā)明的一種可施加預(yù)應(yīng)力的FRP筋錨桿錨頭，定位環(huán)外側(cè)設(shè)螺紋，與鋼套管內(nèi)螺紋段連接，中心設(shè)中孔對錨桿進(jìn)行固定定位，同時定位環(huán)可阻止破碎劑進(jìn)入鋼套管內(nèi)螺紋段；鋼套管通過膨脹劑的自膨脹特性與錨桿之間形成自鎖系統(tǒng)，限制鋼套管與錨桿之間的滑移，同時在鋼套管內(nèi)壁與錨桿之間的孔隙嵌入密封環(huán)密封，錨頭受力時密封環(huán)壓入鋼套管中，膨脹劑由于受壓而密實(shí)度提高，相對滑移降低，同時可避免鋼套管端部膨脹劑風(fēng)化脫落；加載過程中，穿心千斤頂作用在張拉螺母上，通過張拉拉桿將荷載依次傳遞給與之連接的鋼套管及錨桿；加載結(jié)束后，緊固鎖定螺母，其與鋼套管之間螺紋咬合進(jìn)行機(jī)械錨固，拉桿、拉伸螺母、鋼墊板、穿心千斤頂及支架均可撤去，重復(fù)使用。本發(fā)明的張拉錨固方式更加科學(xué)合理，簡便快捷，且部分裝置可重復(fù)使用，強(qiáng)度可以得到保證，能夠滿足FRP錨桿預(yù)應(yīng)力施加的可靠性要求，并且鋼套筒錨桿滑移量在加載后可以得到控制。
【主權(quán)項】
1.一種可施加預(yù)應(yīng)力的FRP筋錨桿錨頭，其特征在于，包括拉桿(1)、張拉螺母(2)、鋼套管(3)、鎖定螺母(4)、定位環(huán)(5)和密封環(huán)(6)，所述拉桿(I)的外側(cè)設(shè)置有螺紋，所述鋼套管(3)的內(nèi)側(cè)和外側(cè)均設(shè)置有螺紋，所述拉桿(I)的一端與所述鋼套管(3)的一端螺紋連接，所述張拉螺母(2)與所述拉桿(I)螺紋連接，所述鋼套管(3)的外側(cè)與所述鎖定螺母(4)螺紋連接，所述定位環(huán)(5)外側(cè)設(shè)置有螺紋并與所述鋼套管(3)的內(nèi)側(cè)螺紋連接，所述鋼套管(3)與錨桿(8)之間填充膨脹劑(7)，所述密封環(huán)(6)設(shè)置在所述鋼套管(3)的另一端內(nèi)側(cè)，所述錨桿(8)穿過所述定位環(huán)(5)和密封環(huán)(6)的內(nèi)孔，所述定位環(huán)(5)和密封環(huán)(6)的內(nèi)孔直徑均與所述錨桿(8)的直徑相同。
2.如權(quán)利要求1所述的一種可施加預(yù)應(yīng)力的FRP筋錨桿錨頭，其特征在于，所述拉桿(I)的另一端設(shè)置有方形把手。
3.如權(quán)利要求1所述的一種可施加預(yù)應(yīng)力的FRP筋錨桿錨頭，其特征在于，所述張拉螺母(2)和鎖定螺母(4)的外側(cè)均設(shè)置有扳手插孔。
4.如權(quán)利要求1所述的一種可施加預(yù)應(yīng)力的FRP筋錨桿錨頭，其特征在于，所述膨脹劑(7)為無聲破碎劑和水的混合物，其中，無聲破碎機(jī)與水的重量比為3.3:1。
【專利摘要】本發(fā)明公開的一種可施加預(yù)應(yīng)力的FRP筋錨桿錨頭，包括拉桿、張拉螺母、鋼套管、鎖定螺母、定位環(huán)、密封環(huán)，定位環(huán)外側(cè)設(shè)螺紋，與鋼套管內(nèi)側(cè)螺紋連接，中孔對錨桿固定定位；鋼套管與錨桿之間通過膨脹劑的膨脹特性形成自鎖系統(tǒng)，限制鋼套管與錨桿的相對滑移，同時將密封環(huán)嵌入錨桿與鋼套管內(nèi)壁間的端部空隙密封。本發(fā)明的張拉錨固方式更加科學(xué)合理，且簡便快捷，部分裝置可重復(fù)使用，強(qiáng)度可以得到保證，能夠滿足FRP錨桿預(yù)應(yīng)力施加的可靠性要求，并且鋼套筒與錨桿滑移量在加載后可以得到控制。
【IPC分類】E02D5-76
【公開號】CN104805841
【申請?zhí)枴緾N201510091549
【發(fā)明人】李國維, 吳玉財, 賀冠軍, 劉學(xué), 余亮, 劉龍
【申請人】河海大學(xué)
【公開日】2015年7月29日
【申請日】2015年2月28日