[发明专利]自锚式复材拉索及其制备方法

说明书

本申请提供一种自锚式复材拉索及其制备方法，涉及土木工程领域。自锚式复材拉索包括：两个套环索体及平行索体。各套环索体包括套环及与套环固定连接的索体本体，索体本体是由多层碳纤维预浸料依次层叠并绕过套环后完成缠绕后固化形成的索体，碳纤维预浸料的纤维长度方向与索体本体的缠绕方向相同，索体本体沿其缠绕方向具有远离套环的第一连接端，平行索体是由多个等宽的碳纤维板平行堆叠获得的索体，碳纤维板的纤维长度方向与平行索体的长度方向相同，平行索体在其长度方向上具有与两个套环索体对应且搭接的第二连接端，搭接处存在连接二者的树脂层。其能够改善现有自锚式拉索制作成本高、制作繁琐及难以作为大拉力拉索应用于建筑领域中的问题。

技术领域

本申请涉及土木工程领域，具体而言，涉及一种自锚式复材拉索及其制备方法。

背景技术

近年来，碳纤维拉索被广泛运用于大跨度桥梁、大型屋盖等结构中，而目前已有的碳纤维拉索大部分采用与钢索类似的锚固连接技术，通过表面锚固的方式实现锚固，现有的碳纤维拉索锚具难以适用于大拉力碳纤维拉索的应用，并且其对模具依赖性大，通常自锚式拉索必须对应相应尺寸的成型模具，在工程应用中，多种规格的碳纤维自锚式拉索将出现制造成本高、制作过程繁琐等问题。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种自锚式复材拉索及其制备方法，其能够改善现有的自锚式拉索制作成本高、制作繁琐及难以作为大拉力拉索应用于建筑领域中的技术问题。

第一方面，本申请实施例提供一种自锚式复材拉索，其包括：两个套环索体以及平行索体。各套环索体包括套环以及与套环固定连接的索体本体，索体本体是由多层碳纤维预浸料依次层叠并绕过套环后完成缠绕，然后固化形成的索体，碳纤维预浸料的纤维长度方向与索体本体的缠绕方向相同，套环的轴线与索体本体的缠绕方向垂直，索体本体沿其缠绕方向具有远离套环的第一连接端，第一连接端的厚度小于套环的直径；平行索体是由多个等宽的碳纤维板平行堆叠获得的具有矩形截面的索体，碳纤维板的纤维长度方向与平行索体的长度方向相同，平行索体在其长度方向上具有与两个套环索体分别对应的第二连接端，第二连接端与对应的第一连接端搭接且搭接处存在连接二者的树脂层。

在上述实现过程中，利用自锚式复材拉索结构的改进能实现其快速生产，并且具有良好的经济性、适应性和稳定性。其中套环索体以及平行索体分段式设置并连接在一起，相比于直接采用碳纤维预浸料一体成型的铺设方式，无论自锚式复材拉索的尺寸大或小均易于制备，且制作过程简单可控，而且利用碳纤维预浸料的纤维长度方向与索体本体的缠绕方向相同，索体本体沿其缠绕方向具有远离套环的第一连接端，碳纤维板的纤维长度方向与平行索体的长度方向相同，平行索体在其长度方向上具有与两个套环索体分别对应的第二连接端，使最终获得的自锚式复材拉索沿碳纤维长度方向的力学性能优越，从而获得大拉力碳纤维拉索。并且由于平行索体是由多个等宽的碳纤维板平行堆叠所得，相比于碳纤维预浸料铺设获得的平行索体，碳纤维的受力方向更为顺直，层间方向更为水平，从而平行索体的力学性能更佳，而且可通过裁剪直接控制碳纤维板的长度且裁剪过程中基本无损耗，有效提高碳纤维板的利用率并且满足不同工程载荷的需求，并且碳纤维板制作工艺成熟，可实现批量化生产，从而减低自锚式复材拉索的制作难度以及提高其制作效率，可作为大拉力碳纤维拉索应用于建筑领域中。

在一种可能的实施方案中，平行索体包括中间板以及多个边缘板，多个边缘板分别设置于中间板在其厚度方向的两侧；各索体本体沿厚度方向包括多层结构层以及至少一层加强层，加强层具有与边缘板对接的对接面，加强层夹设于相邻的两层结构层之间，各结构层具有伸出对接面的搭接端，以使对接面与其对应的位于第二连接端的边缘板对接时，多个搭接端分别搭接于对应的边缘板在厚度方向的两侧。

在上述实现过程中，采用上述设置方式可使第一连接端与第二连接端稳定的搭接在一起，有利于提高第二连接端与第一连接端的搭接强度。

在一种可能的实施方案中，边缘板的数量为偶数个，偶数个边缘板对称布置于中间板的两侧。