[发明专利]用于复合材料预应力系统夹片

说明书

技术领域

本发明涉及一种预应力系统夹片的结构，特别是涉及一种专门应用于复合材料(FRP TENDONS)的预应力系统夹片。

背景技术

按，现今工业技术的发展及研发脚步的加快，促使人们的食、衣、住、行、育、乐者得以均衡发展，而在行的方面，就属交通的便捷及往来道路桥梁的四通八达获致人们可以藉由运输工具到达自已想去的地方，而桥梁更是通过水道不可或缺的必备结构，一般所看到的桥梁均属大型桥梁，而且以混凝土灌浆再配合预应力结构所形成的桥梁最为多见，也是现今高架桥、大型桥梁等所广泛使用的结构，由于预应力桥梁的施工，需由多段桥梁以续接器加以接设并跨定于桥墩上，而完成整座桥的结构，然而，一般预应力桥梁的结构乃在于梁内埋设预应力的系统的结构装置，该预应力体则于梁的两侧断面外露锚座，并于两侧锚座间枢接一导管，以供钢绞线穿设，再行将钢绞线的末端贯设于锚头的孔位，并将末端夹设夹片，藉此以达到预力控制，整体结构看似完整且具预应力的作用，实际上却于施作时，因夹片硬度及抗拉性不足或氧化所造成的生锈，而造成崩断或龟裂的不良情事，并导致钢绞线与夹片产生滑丝或断线的结构弊端，如何有效防止上述弊端所倒致的损害或将其损害隆至最低，乃为各相关业者积极努力与发展的方向。

再者，因为科技的日新月异，各种新型材料相继面世，例如：碳纤维(CFRP)、玻璃纤维(GFRP)等复合材料(FRP TENDONS)，该些材料经由数以万计的丝状纤维结合而成，具有重量轻及耐拉力、压力较高的高强度材料，且不会因氧化而造成生锈，但是将复合材料(FRPTENDONS)应用于预应力系统时，会产生如下所述的缺点：因为复合材料(FRP TENDONS)的物理性质是对于受到剪力和磨擦时的承受力较差，所以当利用复合材料(FRP TENDONS)做为在预力系统中取代钢绞线或是一些金属材料时，会因为传统夹片的结构是专为金属类材料所设计的，所以在夹持复合材料(FRP TENDONS)时，会造成该复合材料(FRP TENDONS)的损毁，且因为传统夹片的结构设计是在夹片内部设有一圈圈密齿，该密齿既锐利又密集，在夹持时会施以被夹持物强大的剪力和拉力，会将复合材料(FRP TENDONS)表层先行破坏，同时被破坏的复合材料(FRP TENDONS)会将该夹片密齿间的缝隙填满，此时，该夹片与复合材料(FRP TENDONS)的间，已经丧失了稳固的夹持应有的条件，不能够再承受预应力系统所造成的拉力，而使得夹片与复合材料(FRP TENDONS)脱离，造成整个预应力系统的损毁，由此可知一般传统的预应力系统夹片是无法直接用来夹持复合材料(FRP TENDONS)的，又复合材料(FRP TENDONS)具有多重特殊的物理性质，是一种重量极轻及耐拉力、压力相当高的材料，其所带来的优点是使用金属类材料所无法比拟的，所以使用复合材料(FRPTENDONS)在各个领域皆是一种趋势。

有鉴于此，各相关领域的业者无不在此积极努力的研究发展，以期能在预应力系统中稳固的夹持复合材料(FRP TENDONS)，而一般所研发出来的习知方法有数种，在此列举其一说明；请参考「图1及图2」，如图所示，为一种习知专为复合材料(FRP TENDONS)所设计的预应力夹持结构，基本上包括有：夹片本体10、套座20、复合材料30、一金属套筒40及一套环50，其实施方式先将该金属套筒40紧密的包覆该复合材料30，再将夹片本体10夹持住该包覆着复合材料30的金属套筒40，再利用套环50将其固定住，最后再把夹持住金属套筒40的夹片本体10嵌入该套座20之中，整体构成一稳固夹持的状态，但是此一夹持结构具有下述需要改善的缺失：

1、该夹片透过一金属套筒间接夹持住复合材料(FRPTENDONS)，虽然解决了夹持时夹片直接施以复合材料(FRPTENDONS)的强大的剪力及拉力，但是金属套筒与复合材料(FRPTENDONS)之间仅利用胶合及受夹持时所产生的摩擦力来固定，所以能够承受的力量较小，造成使用范围较窄且有安全性不佳的缺失。

2、又该预应力夹持结构需要另外制造一个金属套筒来包覆复合材料(FRP TENDONS)，其材料及制造的成本较高，不利产业的竞争，亦为其重大的缺失。

综上所述，习知预应力夹持结构无论在实用性、方便性及安全性上均存在有上述的缺失，因此，实有必要针对其缺失作进一步改善的必要。