[发明专利]一种CFRP索张拉和锚固体系及实施方法

说明书

本发明提供一种CFRP索张拉和锚固体系及实施方法，包括锚杯、外套筒和内套筒，锚杯的一侧面上开设有第一安装孔，第一安装孔为锥形孔，锚杯的另一侧面上开设有第二安装孔，第一安装孔小径端的直径大于第二安装孔的直径；外套筒包括锥状部，锥状部的大端连接有旋钮部，旋钮部的横截面轮廓为多边形，外套筒的内侧壁上开设有内螺纹；内套筒的内侧开设有锥型贯穿孔，外周侧设有外螺纹，内套筒能穿过锚杯的第二安装孔与外套筒旋接，第二安装孔的内侧壁上设有凸起结构，内套筒的外螺纹上开设有与凸起结构相适配的槽口。上述方案，所述CFRP索张拉和锚固体系通过设置锚杯、外套筒和内套筒，能简单高效地对CFRP拉索或预应力筋材进行锚固和张拉。

技术领域

本发明涉及土木工程技术领域，特别是指一种CFRP索张拉和锚固体系及实施方法。

背景技术

碳纤维增强复合材料(Carbon Fiber Reinforced Plastic，简称CFRP)具有轻质、高强、耐腐蚀、抗疲劳、温度变形小等特性，是一种非常适用于拉索和预应力结构的工程材料，在空间结构拉索体系、桥梁拉索及预应力结构用筋材中具有很广泛的应用前景。

不同于传统钢质拉索或预应力绞线所采用的高强钢丝材料，CFRP具有力学特性各向异性特点，抗拉强度高，但抗压强度、抗剪强度低。因此，CFRP拉索或预应力筋材的锚具以及与其相适应的张拉构造措施和方法，不能直接采用传统钢丝拉索或预应力筋的技术。CFRP拉索或预应力筋材的高效锚固体系以及与其项适应的高效张拉方法，是其工程应用中的关键问题。

目前，常用的CFRP拉索或预应力筋材的锚具包括粘结型锚具、机械型锚具和兼具粘结与机械挤压锚固原理的复合型锚具等。这类锚具体系借鉴了钢质拉索和预应力筋材的锚固原理，并通过锚具构造优化缓解锚固体系对CFRP造成的压应力和剪应力集中问题，一定程度上解决了高效锚固体系的问题。

然而，与该类锚固体系相适应的钢质预应力筋材的张拉方法，并不能适用于CFRP预应力筋材。传统的钢质筋材可以通过张拉设备直接夹持筋材进行预应力张拉，在张拉到位后通过夹片等部件锁止筋材，之后卸除张拉设备，完成张拉施工。但是，CFRP抗压和抗剪性能差，导致CFRP筋材不能制备被张拉设备夹持。因此，为了完成张拉，通常需要在CFRP筋材锚具的后端附加相应的钢质张拉段，但这样就会带来两方面的弊端：一是附加钢质张拉段之后，筋材的锚固体系和张拉断构造的长度过大，给施工造成很大的不便；二是在附加的张拉构造上进行张拉时，相比传统钢质筋材的锚固和张拉体系，会导致张拉过程中CFRP锚固体系上产生非常大的集中力，因此将会使得锚固体系变得非常笨重。

综上，现有的锚固体系及其张拉构造，难以满足CFRP预应力筋材的工程实际使用需求。因此，亟需统筹考虑CFRP预应力筋材高效锚固与高效施工张拉，开发与其相适应的锚具构造及配套的张拉构造和实施方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种CFRP索张拉和锚固体系及实施方法，以解决现有的锚固体系及其张拉构造，难以满足CFRP预应力筋材的工程实际使用需求的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种CFRP索张拉和锚固体系，包括锚杯、外套筒和内套筒，其中，

所述锚杯的一侧面上开设有第一安装孔，所述第一安装孔为锥形孔，所述锚杯的另一侧面上开设有与所述第一安装孔的小径端相连通的第二安装孔，所述第一安装孔与所述第二安装孔同轴设置，且所述第一安装孔小径端的直径大于所述第二安装孔的直径；

所述外套筒包括与所述锚杯的第一安装孔相适配的锥状部，所述锥状部的大端连接有旋钮部，所述旋钮部的横截面轮廓为多边形，且所述多边形的内切圆直径大于所述锥状部大端的外径，所述外套筒为两端不封闭的中空结构，所述外套筒的内侧壁上开设有内螺纹；