專利名稱：一種纖維增強塑料布材的錨具及錨固方法
技術領域：
本發明涉及土木工程領域，尤其是涉及一種纖維增強塑料布材的錨具及錨固方法。
背景技術：
隨著我國交通基礎建設的不斷增加，大量橋梁，尤其是70%左右的混凝土橋梁進入服役期，許多橋梁進入了維修加固期，而且大量服役不久的橋梁也出現了損傷，這給我國橋梁帶來了較多的加固維護工程，在建筑結構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行；二是采用預應力，尤其是體外預應力技術進行加固。根據結構的受力和損傷及加固的使用性能，采用預應力加固，可一定程度上完全恢復甚至可提高結構的承載能力。而采用粘鋼板和對纖維增強塑料(FRP)板或布的方式，由于是在結構已發生損傷或剛度發生改變后進行的補救措施，因而在使用性能或承載力方向均無法恢復到原有設計狀態。對新建無損傷的結構進行承載力加強時，采用上述兩種方式，粘貼技術相對于體外預應力技術效果也相差較大。此處，不再對粘貼法和預應力加固方法進行描述，重點放在采用預應力技術時必須解決的錨固問題，因為利用FRP施加預應力必須解決其錨固困難的問題。雖然抗拉強度高和彈性模量低使得FRP筋束非常適合于施加預應力，但它還有高度的非均質性和脆性的缺點，這種非均質性使其極易在預應力錨固時發生破壞，而其脆性則在施加預應力時比鋼材更加危險。迄今為止還沒有一種錨固系統能保證對FRP力筋達到最佳頂應力傳遞，因此可以查到近幾年有較多FRP筋材或片材錨具的研發報告，且多為專門開發的錨具，成本高。而對FRP布材施工預應力受其材料特性的影響，加上布材的柔性特點，施加預應力更加困難，目前只有國內二三家單位開展過相關研究。湖南科技大學進行申請了有關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現對FRP布材的夾持，從而實現張拉。這類方法同樣會存在上述對 FRP剪切的材料導致FRP纖維的破壞而失效。還有一種是將FRP布通過粘結劑與一定的鋼板片相連，通過對鋼板張拉，實現對布的張拉，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。

發明內容
本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種結構簡單，使用方便的纖維增強塑料布材的錨具及錨固方法。本發明的目的可以通過以下技術方案來實現一種纖維增強塑料布材的錨具，其特征在于，該錨具包括鋼管、壓片及壓片固定螺桿，所述的鋼管上設置有螺孔，所述的壓片經壓片固定螺桿連接在鋼管上，該壓片固定螺桿穿設在螺孔內。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，內側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、銅或鋁或纖維增強塑料板，壓片中部設置有與鋼管對應的螺孔。一種纖維增強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，將對纖維增強塑料布夾緊到鋼管表面即可。纏繞的各層的對纖維增強塑料布邊緣對齊。所述的壓片固定螺桿設在對纖維增強塑料布的兩側。與現有技術相比，本發明結構簡單，使用方便，采用卷筒法方式，可實現對FRP布材的有效錨固，避免因采用其它方法而導致纖維增強塑料布的剪切破壞，從而可實現對其進行預應力的施加，該方法適用于所有FRP布材，應用范圍廣泛。


圖1為纖維增強塑料布材的錨具的主視結構示意圖；圖2為纖維增強塑料布材的錨具的側視結構示意圖；圖3為纖維增強塑料布材的錨具的分解結構示意圖。圖中1為鋼管、2為壓片、3為壓片固定螺桿、4為對纖維增強塑料布。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細說明。實施例本專利技術利用FRP布材的柔軟性，采用卷筒方式，對FRP布實現錨固，從卷紙筒得到啟示，對CFRP布材，采用先在圓筒上夾持后，利用自身摩擦力進行纏繞，在不斷縮短相應長度時實現對其張拉。而其錨固則是轉筒處CFRP布間的摩擦力。由于兩層CFRP相同， 其間有足夠的接觸面積，相對來說所產生的錨固剪力比較分散，不會導致對其剪切破壞。纖維增強塑料布材的錨具的結構如圖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的外側面上設置有螺孔，壓片2采用對纖維增強塑料板或銅、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，內側表面直徑與鋼管1的外徑相同，寬度IOOmm 左右，經壓片固定螺桿3連接在鋼管1上，壓片固定螺桿3穿設在螺孔內。纖維增強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塑料布4的切縫對與壓片2邊緣對齊，用壓片2壓住后， 經壓片固定螺桿3擰入鋼管1上預先加工的螺孔中，將對纖維增強塑料布4夾緊到鋼管1 表面。對纖維增強塑料布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，從而對對纖維增強塑料布4施加預應力。纏繞過程中，必須保證各層的對纖維增強塑料布的邊緣對齊。壓片2的長度根據對纖維增強塑料布的寬度和是否多片同時錨固時取值，壓片固定螺桿3的設置應取緊鄰對纖維增強塑料布4的兩側，但不能與對纖維增強塑料布4兩側邊緣有任何接觸，避免破壞對纖維增強塑料布4的縱向纖維。當同時對多片FRP布錨固時，應在各片布間增設副螺桿，且在FRP間距允許情況下，每片布兩側均應有螺桿。
權利要求
1.一種纖維增強塑料布材的錨具，其特征在于，該錨具包括鋼管、壓片及壓片固定螺桿，所述的鋼管上設置有螺孔，所述的壓片經壓片固定螺桿連接在鋼管上，該壓片固定螺桿穿設在螺孔內。
2.根據權利要求1所述的一種纖維增強塑料布材的錨具，其特征在于，所述的鋼管直徑為80 100mm，厚度為3 5mm。
3.根據權利要求1所述的一種纖維增強塑料布材的錨具，其特征在于，所述的壓片采用對纖維增強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，內側表面直徑與鋼管外徑相同，寬度為100mm。
4.根據權利要求3所述的一種纖維增強塑料布材的錨具，其特征在于，所述的壓片的材料包括不銹鋼、銅或鋁或纖維增強塑料板，壓片中部設置有與鋼管對應的螺孔。
5.一種纖維增強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，將對纖維增強塑料布夾緊到鋼管表面即可。
6.根據權利要求5所述的一種纖維增強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塑料布邊緣對齊。
7.根據權利要求5所述的一種纖維增強塑料布材的錨固方法，其特征在于，所述的壓片固定螺桿設在對纖維增強塑料布的兩側。
全文摘要
本發明涉及一種纖維增強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，鋼管上設置有螺孔，壓片經壓片固定螺桿連接在鋼管上，該壓片固定螺桿穿設在螺孔內，將對纖維增強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，將對纖維增強塑料布夾緊到鋼管表面即可。與現有技術相比，本發明結構簡單，使用方便，采用卷筒法方式，可實現對FRP布材的有效錨固，避免因采用其它方法而導致纖維增強塑料布的剪切破壞，從而可實現對其進行預應力的施加，適用于所有FRP布材，應用范圍廣泛。
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 優先權日2010年9月27日
發明者吳培峰, 李方元, 沈殷 申請人:同濟大學