一種釋放套箍作用的纖維增強復合材料拉索錨固裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及拉索的錨固領域，具體涉及一種釋放套箍作用的纖維增強復合材料拉索錨固裝置。
【背景技術】
[0002]FRP (Fibre Reinforced Polymer/Plastic，纖維增強復合材料)是以纖維為增強材料，以樹脂為基體材料，并摻入輔助劑，經(jīng)拉拔成型和必要的表面處理后，形成的一種新型復合材料。相比于鋼材，F(xiàn)RP具有輕質(zhì)高強、耐腐蝕、抗疲勞性能好等優(yōu)異性能，因此，采用FRP制作而成的FRP拉索具有良好的應用前景。但是，F(xiàn)RP拉索存在難以錨固的問題，因此，F(xiàn)RP拉索無法被廣泛應用，尤其對于大噸位的FRP拉索，F(xiàn)RP拉索的上述優(yōu)異性能僅體現(xiàn)在FRP拉索的軸向，F(xiàn)RP拉索的層間剪切等橫向性能較差。FRP拉索錨具用于實現(xiàn)FRP拉索的錨固，現(xiàn)有的FRP拉索錨具可以分為三類:粘結型錨具、摩擦型錨具、擠壓型錐形錨具。
[0003]粘結型錨具是通過樹脂等粘結材料和外部直筒套管固定拉索，形成一體結構。這種錨固方式受力明確，只要保證足夠的錨固長度及拉索表面的粗糙度，拉索就能夠得到有效錨固。但是隨著拉索張拉噸位的增大，需要的錨固長度迅速增大，錨具的長度過長，所需空間大，導致經(jīng)濟性不足。
[0004]摩擦型錨具是采用膨脹材料作為荷載傳遞介質(zhì)，膨脹材料在套管和FRP拉索之間固化后膨脹，對套管內(nèi)壁產(chǎn)生擠壓力，從而增大和套管之間的摩擦力，實現(xiàn)錨固。但是，膨脹材料自身的抗壓強度有限，在長期荷載作用下，膨脹材料可能失效，導致錨固失效。
[0005]擠壓型錐形錨具可分為機械擠壓型錨具和粘結擠壓型錨具，機械擠壓型錨具類似于鋼絞線夾片式錨固方式，夾片對FRP拉索的剛度會產(chǎn)生一個突變，對FRP拉索橫向強度較弱的部分會造成咬傷，降低錨固效率，甚至錨固失效。粘結擠壓型錨具是采用荷載傳遞介質(zhì)與FRP拉索形成一個錐形擴大端，通過具有內(nèi)錐的套管與錐形擴大端作用，實現(xiàn)整體擠壓錨固，其中，荷載傳遞介質(zhì)的彈性模量選取非常關鍵，如果選取的彈性模量太小，會引起較大滑移，造成錨固失效；如果選取的彈性模量太大，會在荷載傳遞介質(zhì)受荷端形成集中應力，導致拉索滑移拔出或者產(chǎn)生局部擠壓破壞，造成錨固失效。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]針對現(xiàn)有技術中存在的缺陷，本實用新型的目的在于提供一種釋放套箍作用的纖維增強復合材料拉索錨固裝置，結構簡單，實現(xiàn)大噸位FRP拉索的有效錨固。
[0007]為達到以上目的，本實用新型采取的技術方案是:一種釋放套箍作用的纖維增強復合材料拉索錨固裝置，用于錨固FRP拉索，該裝置包括荷載傳遞套筒，所述荷載傳遞套筒的外輪廓呈圓臺形，荷載傳遞套筒包括施荷端和自由端，施荷端的直徑< 自由端的直徑，荷載傳遞套筒包括沿中軸線設置的通孔，F(xiàn)RP拉索固定在荷載傳遞套筒的通孔內(nèi)；所述荷載傳遞套筒的外部套有錨固套筒，荷載傳遞套筒的外表面與錨固套筒的內(nèi)表面貼合，錨固套筒一體成型，
[0008]所述荷載傳遞套筒采用預浸樹脂的碳纖維通過纏繞的方法制成；
[0009]所述錨固套筒與荷載傳遞套筒的自由端對應的部分為緊固段，所述錨固套筒與荷載傳遞套筒的施荷端對應的部分為釋放段，荷載傳遞套筒的施荷端位于錨固套筒內(nèi)，荷載傳遞套筒的施荷端的端面與錨固套筒的釋放段的端面之間留有距離；
[0010]所述錨固套筒的釋放段沿其周向均分為2?8等分，每相鄰兩等分之間留有間隙，所述釋放段的外徑 < 緊固段的外徑，所述釋放段外部套有環(huán)向護筒，釋放段、緊固段的交匯處與環(huán)向護筒的一端固定連接，環(huán)向護筒的內(nèi)表面與釋放段的外表面之間留有間隙。
[0011]在上述技術方案的基礎上，所述錨固套筒的緊固段外部設置有螺母，所述螺母與緊固段螺紋連接。
[0012]在上述技術方案的基礎上，所述荷載傳遞套筒與釋放段對應部分的長度占荷載傳遞套筒總長度的10%?40%。
[0013]在上述技術方案的基礎上，所述釋放段沿其周向均分為4等分。
[0014]在上述技術方案的基礎上，每相鄰兩等分之間的間隙為0.1?1mm。
[0015]在上述技術方案的基礎上，所述錨固套筒和環(huán)形護筒均采用金屬材質(zhì)制成。
[0016]在上述技術方案的基礎上，所述釋放段、緊固段的交匯處與環(huán)向護筒的一端螺紋連接。
[0017]在上述技術方案的基礎上，所述釋放段端面的外徑 < 釋放段另一端的外徑，釋放段、緊固段的交匯處與環(huán)向護筒的一端擠壓連接。
[0018]在上述技術方案的基礎上，所述環(huán)向護筒的內(nèi)表面與釋放段的外表面之間的間隙為 0.1 ?Imnin
[0019]在上述技術方案的基礎上，所述荷載傳遞套筒的縱截面呈等腰梯形，等腰梯形的兩腰所在直線之間的夾角為5°?12°。
[0020]與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的優(yōu)點在于:
[0021]1、本實用新型釋放套箍作用的纖維增強復合材料拉索錨固裝置中，施荷端位于錨固套筒內(nèi)，施荷端的端面與釋放段的端面之間留有距離；釋放段沿其周向均分為2?8等分，每相鄰兩等分之間留有間隙，釋放段的外徑<緊固段的外徑，釋放段外部套有環(huán)向護筒，釋放段、緊固段的交匯處與環(huán)向護筒的一端固定連接，環(huán)向護筒的內(nèi)表面與釋放段的外表面之間留有間隙。本裝置結構簡單，釋放段能夠釋放其對荷載傳遞套筒的套箍作用，使荷載傳遞套筒在對應處的徑向約束力減弱，有效緩解荷載傳遞套筒的應力集中現(xiàn)象，有利于荷載傳遞套筒受力，實現(xiàn)大噸位FRP拉索的有效錨固。
[0022]2、本實用新型釋放套箍作用的纖維增強復合材料拉索錨固裝置中，釋放段、緊固段的交匯處與環(huán)向護筒的一端固定連接，環(huán)向護筒的內(nèi)表面與釋放段的外表面之間留有間隙，既能保證錨固套筒的釋放段在徑向有一定的外擴活動空間；又能避免錨固套筒無限外擴，從而導致錨固套筒的錨固作用失效。
[0023]3、本實用新型釋放套箍作用的纖維增強復合材料拉索錨固裝置中，荷載傳遞套筒即為等剛度的荷載傳遞介質(zhì)，荷載傳遞套筒采用預浸樹脂的碳纖維通過纏繞的方法制成，材質(zhì)與FRP拉索相同或相近，便于FRP拉索受力時的荷載傳遞。
[0024]4、本實用新型釋放套箍作用的纖維增強復合材料拉索錨固裝置中，錨固套筒和環(huán)形護筒均采用金屬材質(zhì)制成，對錨固套筒的釋放段進行切分等加工時，工藝簡單，而且尺寸精度容易控制。
【附圖說明】
[0025]圖1為本實用新型實施例中釋放套箍作用的纖維增強復合材料拉索錨固裝置的結構示意圖；
[0026]圖2為圖1沿A-A線的剖視圖；
[0027]圖3為圖1沿B-B線的剖視圖；
[0028]圖4為FRP拉索表面徑向應力在錨固區(qū)的分布曲線；
[0029]圖5為FRP拉索表面剪切應力在錨固區(qū)的分布曲線。
[0030]圖中:1-FRP拉索；2_荷載傳遞套筒，2a_自由端，2b_施荷端；3_錨固套筒，3a_緊固段，3b-釋放段；4_環(huán)向護筒，5-螺母。
【具體實施方式】
[0031]以下結合附圖對本實用新型的實施例作進一步詳細說明。
[0032]參見圖1所示，本實用新型實施例提供一種釋放套箍作用的纖維增強復合材料拉索錨固裝置，用于錨固FRP拉索1，該裝置包括荷載傳遞套筒2，荷載傳遞套筒2的外輪廓呈圓臺形，荷載傳遞套筒2包括施荷端2b和自由端2a，施荷端2b的直徑< 自由端2a的直徑，荷載傳遞套筒2包括沿中軸線設置的通孔，F(xiàn)RP拉索I固定在荷載傳遞套筒2的通孔內(nèi)。荷載傳遞套筒2即為荷載傳遞介質(zhì)，荷載傳遞介質(zhì)是與FRP拉索I相同或相近的材質(zhì)，用作傳遞FRP拉索I的荷載，荷載傳遞套筒2的徑向剛度與FRP拉索I的徑向剛度接近，且其徑向剛度沿FRP拉索I的軸向不變，荷載傳遞套筒2采用預浸樹脂的碳纖維通過纏繞的方法制成。本實施例中，荷載傳遞套筒2的縱截面呈等腰梯形，等腰梯形的兩腰所在直線之間的夾角為5°?12°。
[0033]荷載傳遞套筒2的外部套有錨固套筒3，荷載傳遞套筒2的外表面與錨固套筒3的內(nèi)表面貼合。錨固套筒3 —體成型，錨固套筒3與荷載傳遞套筒2的自由端2a對應的部分為緊固段3a，錨固套筒3與荷載傳遞套筒2的施荷端2b對應的部分為釋放段3b，荷載傳遞套筒2的施荷端2b位于錨固套筒3內(nèi)，荷載傳遞套筒2的施荷端2b的端面與錨固套筒3的釋放段3b的端面之間留有距離。荷載傳遞套筒2與釋放段3b對應部分的長度占荷載傳遞套筒2總長度的10%?40%。
[0034]參見圖1、圖2和圖3所示，錨固套筒3的緊固段3a外部設置有螺母5，螺母5與緊固段3a螺紋連接，用于將FRP拉索I的張拉荷載傳遞至FRP拉索I連接的結構(比如連接FRP拉索I的基座)上。錨固套筒3的釋放段3b沿其周向均分為2?8等分，每相鄰兩等分之間留有間隙，本實施例中，釋放段3b沿其周向均分為4等分，每相鄰兩等分之間的間隙為0.1?1mm。釋放段3b的外徑<緊固段3a的外徑，釋放段3b外部套有環(huán)向護筒4，