[发明专利]分散式锚固的预应力碳纤维绞线锚固体系及其安装方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种岩锚结构，特别是预应力碳纤维绞线锚固体系及其制作方法。

背景技术

目前的岩锚结构，多采用高强钢丝或钢绞线作为锚杆、普通水泥砂浆作为地下锚固介质、普通预应力筋锚具作为锚杆外露张拉端的锚固体系；此种传统的岩锚体系普遍面临由于钢筋锈蚀、混凝土老化导致的结构耐久性问题，尤其在桥梁建设中，其使用寿命与特大型桥梁长达百年的设计寿命远远不协调，严重影响整体结构的安全性和耐久性。

采用新型材料碳纤维绞线代替高强钢丝或钢绞线作为锚杆，可有效延长岩锚体系的使用寿命；但由于碳纤维绞线的抗剪强度和抗挤压强度很小，大约仅为其抗拉强度的10%，若继续使用普通高强钢丝、高强钢绞线及高强钢筋的锚、夹具对碳纤维绞线进行夹持、锚固，会很容易使其受到横向应力而起丝、开裂甚至折断而受损，降低其安全性；因此，传统的锚、夹具将不再适用于碳纤维预应力绞线，需要开发一种新型的锚固体系来对碳纤维绞线进行握裹锚固，以最大限度地发挥碳纤维绞线抗拉强度高的优点；现国内还没有适用于碳纤维绞线的分散式锚固的锚固体系，影响了碳纤维绞线在工程上的应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构紧凑、锚固效果优异,适用于对碳纤维绞线进行锚固的《分散式锚固的预应力碳纤维绞线锚固体系》，同时，本发明还提供了该锚固体系的安装制作方法。

解决上述问题的技术方案是：一种分散式锚固的预应力碳纤维绞线锚固体系，包括碳纤维绞线及锚固端，所述锚固端包括锚杯，位于锚杯内孔一端的压紧环和定位件，位于锚杯内孔另一端的锚板、压板，碳纤维绞线依次穿过压紧环、定位件后，构成碳纤维绞线的各单根碳纤维筋被分散后分别穿过锚板上的锚孔，用于压紧锚板的压板位于锚板外侧，与锚杯内孔螺纹连接，在锚杯内部灌注有用于将单根碳纤维筋进行灌浆握裹的握裹剂，压紧环与锚杯端部内孔螺纹连接；所述压紧环上开有1个通孔，定位件上开有至少与被锚固碳纤维绞线线数相同数目的通孔以及灌浆孔；所述锚板上的锚孔数目与全部被锚固碳纤维绞线被打散成单根碳纤维筋的总数相同。

其进一步技术方案是：所述的压紧环是一外缘开有外螺纹的圆环，圆环中心是一个用于穿过所有碳纤维绞线及灌浆管的通孔。

所述的定位件是一带有凸台的圆环，圆环上开有至少与被锚固碳纤维绞线线数m相同数目的通孔以及一个灌浆孔， m的取值范围为1-200之间的任意整数。

所述锚板上的锚孔数目与构成分散式锚固的预应力碳纤维绞线锚固体系之全部m条被锚固碳纤维绞线的单根碳纤维筋的总数m×n相同，上述m表示被锚固碳纤维绞线线数，n表示构成每1条碳纤维绞线之碳纤维筋的根数，m、n的取值范围是：m为1-200之间的任意整数； n为2、3、4、5、7、8或9。

所述用于压紧锚板的压板是一个外缘开有外螺纹的圆柱体，圆柱体靠近锚板一端的中心开有一圆形凹槽。

所述的握裹剂是RPC活性粉末混凝土或其他能与碳纤维绞线产生良好握裹力的物质，例如环氧砂浆。

其相关技术方案是：本发明上述分散式锚固的预应力碳纤维绞线锚固体系的安装制作方法，所述锚固端的安装制作包括以下步骤：

A、穿索、散筋：将构成分散式锚固的预应力碳纤维绞线锚固体系之全部m条锚固碳纤维绞线1的一端依次穿过压紧环、定位件后，将每1条碳纤维绞线1打散为n条单根的碳纤维筋，再将打散的m×n条单根碳纤维筋分别穿过锚板上的锚孔内，然后将压板通过螺纹连接的方式固定在锚杯内孔一端压紧锚板；m表示被锚固碳纤维绞线的线数，n表示构成每1条碳纤维绞线1之碳纤维筋6的根数，m、n的取值范围是：m为1-200之间的任意整数， n为2、3、4、5、7、8或9。

B、灌浆：将锚杯竖向放置，从压紧环、定位件上的灌浆孔向锚杯中灌注握裹剂，边灌注边振动锚杯，使握裹剂与碳纤维筋接触紧密、包裹均匀；

C：安装压紧环、定位件：待锚杯中灌满握裹剂后，压紧环压住定位件，通过螺纹连接方式固定在锚杯内孔另一端，锚杯静置放置，待握裹剂固化后完成对碳纤维绞线的灌浆握裹。

与采用传统的预应力高强钢丝、钢绞线的锚固方法来锚固碳纤维绞线的体系及方法相比，本发明分散式锚固的预应力碳纤维绞线锚固体系的有益效果是：锚固体系结构紧凑，握裹时对碳纤维绞线无损伤，且由于采用了分散式的锚固方式，增加了握裹面积，使锚固效果更好，安全性更佳。