[发明专利]用于多束碳纤维平行拉索的连续曲锥形复合式锚具及方法

权利要求书

1.一种用于多束碳纤维平行拉索的连续曲锥形复合式锚具，其特征在于：包括若干碳纤维杆(1)、粘接锚固段和夹片锚固段，所述的粘接锚固段包括连续曲锥形锚杯(4)、前端索体定位装置(2)、后端索体分丝板(5)和环氧铁砂(3)，所述的连续曲锥形锚杯(4)由多段不同半径的曲锥形内壁连续相连而成，多段曲锥形内壁的半径不同，且曲锥形内壁半径从锚具的荷载端(14)到自由端(15)依次减小，所述的后端索体分丝板(5)设置在连续曲锥形锚杯(4)的后端，所述的前端索体定位装置(2)设置在连续曲锥形锚杯(4)的前端，所述的前端索体定位装置(2)和后端索体分丝板(5)上均对应开设有若干圆通孔；

所述的夹片锚固段包括拉索锚杯(13)、多孔曲锥锚固装置(6)、曲锥形夹片(7)和密封螺母(9)，所述的拉索锚杯(13)为内腔带螺纹的直筒结构，所述的拉索锚杯(13)设置在连续曲锥形锚杯(4)的后端，所述的拉索锚杯(13)和连续曲锥形锚杯(4)一体成型，所述的多孔曲锥锚固装置(6)螺纹配合在拉索锚杯(13)内，所述的密封螺母(9)密封在拉索锚杯(13)的自由端，所述的多孔曲锥锚固装置(6)通过螺栓(11)与后端索体分丝板(5)连接，在多孔曲锥锚固装置(6)上均匀开设若干与曲锥形夹片(7)外形相适应的曲锥孔，且多孔曲锥锚固装置(6)上的曲锥孔与前端索体定位装置(2)上的圆通孔及后端索体分丝板(5)上的圆通孔一一对应布置，每根碳纤维杆(1)依次从前端索体定位装置(2)、后端索体分丝板(5)和多孔曲锥锚固装置(6)穿过，在碳纤维杆(1)的末端分别配合一曲锥形夹片(7)，并将曲锥形夹片(7)压入到相对应的曲锥孔内，在安装了若干碳纤维杆(1)的连续曲锥形锚杯(4)内填充环氧铁砂(3)。

2.根据权利要求1所述的用于多束碳纤维平行拉索的连续曲锥形复合式锚具，其特征在于：所述连续曲锥形锚杯(4)中多段曲锥形内壁的相连是连续的，下一个曲锥的起点与上一个曲锥的终点相连，相邻两段之间平滑过渡。

3.根据权利要求2所述的用于多束碳纤维平行拉索的连续曲锥形复合式锚具，其特征在于：连续曲锥形锚杯(4)是由四段曲锥形内壁相连组成的，从锚具的荷载端到自由端方向的曲锥半径分别为R1、R2、R3和R4，且R1R2R3R4。

4.根据权利要求3所述的用于多束碳纤维平行拉索的连续曲锥形复合式锚具，其特征在于：R1取值介于2500-3000mm间，R2、R3取值介于1500-2500mm间，R4取值小于1000mm；每一曲锥形内壁段长度取值在100-150mm间。

5.根据权利要求1所述的用于多束碳纤维平行拉索的连续曲锥形复合式锚具，其特征在于：曲锥形夹片(7)的曲锥曲率r介于1000-2000mm之间，长度为60-100mm。

6.根据权利要求1所述的用于多束碳纤维平行拉索的连续曲锥形复合式锚具，其特征在于：在每根碳纤维杆(1)的末端分别套设一铝合金套筒(8)，使曲锥形夹片(7)与碳纤维杆(1)之间通过铝合金套筒(8)分隔开。

7.根据权利要求1所述的用于多束碳纤维平行拉索的连续曲锥形复合式锚具，其特征在于：在多孔曲锥锚固装置(6)上开设有排气孔(10)。

8.根据权利要求1所述的用于多束碳纤维平行拉索的连续曲锥形复合式锚具，其特征在于：在多孔曲锥锚固装置(6)与后端索体分丝板(5)之间留出夹片滑移缓冲区(12)。

9.根据权利要求1所述的用于多束碳纤维平行拉索的连续曲锥形复合式锚具，其特征在于：所述前端索体定位装置(2)为一个带孔的圆盘装置，用于固定碳纤维杆的位置。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的用于多束碳纤维平行拉索的连续曲锥形复合式锚具的锚固方法，其特征在于：具体包括以下步骤：

步骤一：将后端索体分丝板(5)、多孔曲锥锚固装置(6)固定于制作台上，用螺栓(11)连接，将索体内各碳纤维杆(1)依次穿入分丝板(5)与多孔曲锥锚固装置(6)，保证分丝板(5)的圆通孔与多孔曲锥锚固装置(6)上的曲锥孔一一对应，在碳纤维杆(1)尾端插入铝合金套筒(8)，移动至预定标记点；

步骤二：将曲锥形夹片(7)套在碳纤维杆(1)外侧，将曲锥形夹片(7)放入对应多孔曲锥锚固装置(6)的曲锥孔中，使用液压千斤顶，借助垫片工具，将曲锥形夹片(7)以一定的荷载压入多孔曲锥锚固装置(6)，对单根碳纤维杆形成预紧力，将碳纤维杆(1)固定，按照同样的方法，将其他碳纤维杆(1)依次固定，并施加预紧力；

步骤三：将拉索锚杯(13)套在多孔曲锥锚固装置(6)的外侧，旋转拉索锚杯(13)，通过螺纹连接方式使拉索锚杯(13)与安装好碳纤维杆(1)的多孔曲锥锚固装置(6)连接，固定到设计位置；

步骤四：将连续曲锥形锚杯(4)与碳纤维杆(1)吊起，灌注环氧铁砂(3)，将空气从排气孔(10)排除，灌注完成后，将密封螺母(9)拧紧在拉索锚杯(13)上，将前端索体定位装置(2)固定在连续曲锥形锚杯(4)上，完成碳纤维杆的锚固。