[发明专利]一种用于FRP杆的预应力锚固系统及锚固方法

权利要求书

1.一种用于FRP杆的预应力锚固系统，其特征在于：它包括钢架(12)、FRP杆(4)、液压油泵(10)、应变采集仪(11)、液压千斤顶(6)、两个第一锚具(7)以及两个第二锚具(8)，其中所述液压千斤顶(6)固装在钢架(12)的一端，FRP杆(4)的两端对应锚固在两个第一锚具(7)内，一个第一锚具(7)穿装在钢架(12)的一端且对应通过螺母(5)固定，另一个第一锚具(7)依次穿装在钢架(12)的另一端及液压千斤顶(6)内且对应通过螺母(5)固定，所述液压油泵(10)与所述液压千斤顶(6)连接，两个第二锚具(8)之间的FRP杆(4)上粘贴有应变片(9)，所述应变采集仪(11)与应变片(9)连接；

两个第二锚具(8)对应布置在FRP杆(4)上靠近两个第一锚具(7)的位置，所述第二锚具(8)包括锚固钢管(2)及两个对中环(1)，其中锚固钢管(2)的内孔为锥形孔，其同轴套装在FRP杆(4)上，两个对中环(1)对应固装在锚固钢管(2)的两端部内壁与FRP杆(4)的外表面之间，且锚固钢管(2)与FRP杆(4)之间填充有环氧树脂(3)；

锚固钢管(2)上锥形孔的大端靠近第一锚具(7)设置。

2.根据权利要求1所述的一种用于FRP杆的预应力锚固系统，其特征在于：锥形孔的锥度大于或等于1/30。

3.根据权利要求1所述的一种用于FRP杆的预应力锚固系统，其特征在于：所述第一锚具(7)为夹持式锚具。

4.根据权利要求1所述的一种用于FRP杆的预应力锚固系统，其特征在于：环氧树脂(3)内掺入配比为1:1的铁砂。

5.根据权利要求1所述的一种用于FRP杆的预应力锚固系统，其特征在于：环氧树脂(3)最薄处的厚度至少为2mm，最厚处的厚度至多为15mm。

6.根据权利要求1所述的一种用于FRP杆的预应力锚固系统，其特征在于：第二锚具(8)的长度取定为FRP杆(4)的有效粘结长度的2倍。

7.一种采用上述权利要求1～6中任一权利要求所述的一种用于FRP杆的预应力锚固系统，其特征在于：它包括如下步骤：

步骤一、在FRP杆(4)的锚固端用砂纸打磨，进行粗糙处理，同时对锚固钢管(2)的内孔进行除锈，用无水乙醇将打磨后的FRP杆(4)与锚固钢管(2)内孔擦拭干净；

步骤二、沿FRP杆(4)的轴向依次套设两个对中环(1)及两个锚固钢管(2)，每个锚固钢管(2)的一端内壁与FRP杆(4)的外表面之间均布置一个对中环(1)，并将每个对中环(1)的内、外环面分别与FRP杆(4)的外表面及锚固钢管(2)的一端内壁粘接，以将锚固钢管(2)固定在FRP杆(4)的预定位置上；

步骤三、将第一锚具(7)锚固在FRP杆(4)的两端，锚固好后，将两个第一锚具(7)对应穿过钢架(12)的两个预留孔，一个第一锚具(7)穿装在液压千斤顶(6)内且端部通过螺母(5)固定，另一个第一锚具(7)通过螺母(5)固定在钢架(12)上；

步骤四、将应变片(9)粘贴在FRP杆(4)的表面，并将应变片(9)与应变采集仪(11)连接；

步骤五、将液压千斤顶(6)与液压油泵(10)连接，开启液压油泵(10)与应变采集仪(11)，开始对FRP杆(4)施加轴向的张拉应力，观测应变采集仪(11)上的应变读数，当应变读数增加至与张拉应力所对应的应变数值时，关闭液压油泵(10)停止加压，至此，完成对FRP杆(4)轴向张拉应力的施加；

步骤六、将配置好的环氧树脂(3)注入FRP杆(4)与每个锚固钢管(2)的空隙内，待环氧树脂(3)注满后，在每个锚固钢管(2)的另一端内壁各嵌入一个对中环(1)，同样将每个对中环(1)的内、外环面分别与FRP杆(4)的外表面及锚固钢管(2)的另一端内壁粘接；

步骤七、将预应力锚固系统放在室内，在室温下对环氧树脂(3)固化24小时，然后将整个预应力锚固系统放置在烘箱内，60℃固化48小时；

步骤八、待环氧树脂(3)固化好后，取出整个预应力锚固系统，卸掉对FRP杆(4)施加的轴向张拉应力，FRP杆(4)的自由回缩受到固化后环氧树脂(3)的阻碍，在第二锚具(8)内部沿FRP杆(4)轴向引入预应力；

步骤九、将锚固好的FRP杆(4)从钢架(12)上取出，用切割仪切断第一锚具(7)与第二锚具(8)之间的FRP杆(4)，去掉FRP杆(4)两端的第二锚具(8)，至此，完成对FRP杆(4)的锚固。