[发明专利]一种基于环-夹协同作用的FRP多层片材锚固体系

说明书

本发明公开一种基于环‑夹协同作用的FRP多层片材锚固体系，所述的锚固体系包括FRP多层片材、套环、波形夹板、紧固螺栓、螺母和垫圈。所述FRP多层片材等分为两股，其端头分别按顺时针和逆时针方向绕过所述套环完成缠绕，然后用所述波形夹板、紧固螺栓、螺母和垫圈将FRP多层片材端头夹紧，最后将锚固区FRP多层片材层合固化。本发明充分考虑了FRP自身的材料特性，能很好利用套环处FRP多层片材层间的黏结力、FRP片材与套环之间的摩擦力与索夹处波形夹板与FRP片材之间的机械咬合力与摩擦力，实现套环和索夹的协同锚固作用，从而达到提升锚固效率、缩短锚固长度、简化生产工艺、降低制造成本的目标。

技术领域

本发明涉及土木工程、机械工程和复合材料技术领域，尤其涉及一种基于环-夹协同作用的FRP多层片材锚固体系。

背景技术

FRP是一种新型的高性能复合材料，具有轻质、高强、耐腐蚀、抗疲劳、低蠕变、高阻尼等诸多优异的力学性能。由FRP制成拉索，可以解决钢索自重过大、强度不足、承载效率低、耐久性差等缺点。而FRP又是一种典型的正交各项异性材料，虽然纵向抗拉强度很高，但横向强度与抗剪强度均较低，通常会在锚固体系的锚具出口处产生过大的正应力与剪应力峰值，造成FRP拉索的提前破坏，这就使得FRP材料不容易如钢材一般通过夹持来锚固。为了减小锚具出口处的应力峰值，防止FRP拉索的过早破坏，国内外现有的锚固体系通常采用增大锚固长度、提高锚固厚度，或采用护套、变刚度黏结剂等特殊的构造措施，这将会使锚具过长、体积过大、结构复杂、造价增加，极大地影响FRP拉索的经济性与适用性。

发明内容

现有的FRP拉索锚固体系主要是平板夹持、楔形夹片或黏结体系，往往存在锚固体积过大、结构复杂、经济性与适用性不佳的问题。为了解决上述问题，本发明提出了一种基于环-夹协同作用的FRP多层片材型拉索新型锚固体系，通过套环和波形夹板的协同作用来达到缩短锚固长度、简化结构形式、提升经济性与适用性的目的。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的。

一种基于环-夹协同作用的FRP多层片材型拉索锚固体系，包括FRP多层片材(1)、套环(2)、波形夹板(3)、紧固螺栓(4)、螺母(5)和垫圈(6)，所述FRP多层片材(1)的总层数为偶数，将所述FRP多层片材(1)等分为两股；一股端头按顺时针紧贴所述套环进行缠绕，另一股按逆时针方向紧贴第一股绕过所述套环(2)完成缠绕，然后用所述波形夹板(3)与所述紧固螺栓(4)、所述螺母(5)和所述垫圈(6)将FRP多层片材(1)的端头夹紧，最后将锚固区FRP多层片材层合固化。

一种基于环-夹协同作用的FRP多层片材型拉索锚固体系，所述FRP多层片材(1)采用的纤维是碳纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维或芳纶纤维中的一种或几种的混合。

一种基于环-夹协同作用的FRP多层片材型拉索锚固体系，所述FRP多层片材采用的树脂基体是热塑型树脂或热固型树脂中的一种。

本发明与现有技术相比包含的有益效果是：

1、本发明所述的基于环-夹协同作用的FRP多层片材型拉索锚固体系，利用FRP片材成环后与套环之间的摩擦力以及片材层间的黏结力可以极大缩短锚具的长度，并省略开孔等连接措施，简化了锚固体系结构。

2、本发明所述的基于环-夹协同作用的FRP多层片材型拉索锚固体系，采用波形索夹能够提供远大于平板索夹的锚固力，大幅降低该锚固对片材层间黏结力的依赖，缩短夹持距离，并解决了传统锚固体系中环形缠绕FRP片材型拉索缠绕次数过多的问题，简化了拉索制作工艺、节省了生产时间、提高了生产效率。

附图说明

图1为基于环-夹协同作用的FRP多层片材锚固体系的示意图。

图2为基于环-夹协同作用的CFRP多层片材锚固体系的示意图。

图3为基于环-夹协同作用的BFRP多层片材锚固体系的示意图。