本發(fā)明涉及一種預(yù)應(yīng)力錨固裝置，特別是一種適用于耐疲勞的frp錨固裝置。

背景技術(shù)：

1、纖維增強(qiáng)復(fù)合材料（frp）具有輕質(zhì)、高強(qiáng)、耐腐蝕及耐疲勞的優(yōu)異性能，是實(shí)現(xiàn)工程結(jié)構(gòu)長壽命、耐腐蝕、維護(hù)成本低的新型材料，在后張混凝土工程中得到廣泛研究與推廣應(yīng)用。在工程結(jié)構(gòu)中常用的frp復(fù)合筋主要為以gfrp、cfrp、bfrp等新型高性能無機(jī)材料為增強(qiáng)體的增強(qiáng)復(fù)合材料，由于frp抗拉強(qiáng)度遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)鋼材，當(dāng)其作為預(yù)應(yīng)力筋主材時，傳統(tǒng)的預(yù)應(yīng)力筋錨固結(jié)構(gòu)不適用于具有較高比強(qiáng)度比剛度的frp筋，制約了frp筋優(yōu)異的抗拉和耐疲勞性能的發(fā)揮。

2、為保證較好的疲勞性能，通常frp筋錨具采用冷鑄粘結(jié)型錨具和平行筋束索體來提高frp筋的應(yīng)力系數(shù)，以提高材料利用率和降低成本。但其采用的錨固結(jié)構(gòu)是基于鋼絞線等鋼材類預(yù)應(yīng)力筋的傳統(tǒng)錨固結(jié)構(gòu)，傳統(tǒng)錨固結(jié)構(gòu)中采用的單球面錨固結(jié)構(gòu)具有強(qiáng)制對中作用，帶來較高的端部附加橫向荷載和附加彎矩，僅適用于百萬次的疲勞性能要求，而對于橫向荷載較敏感的frp卻高達(dá)千萬次的疲勞性能，如果采用傳統(tǒng)錨固結(jié)構(gòu)會極大的制約frp拉索性能的發(fā)揮，也導(dǎo)致frp的實(shí)際適應(yīng)性較差和使用成本高昂。另外，因frp較高的應(yīng)力水平，傳統(tǒng)的索力實(shí)時監(jiān)測方法也很難在服役期間獲得全面準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：提供一種適用于耐疲勞的frp錨固裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的制約frp拉索性能發(fā)揮、frp實(shí)際適應(yīng)性差、使用成本高的不足之處。

2、解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案是：一種適用于耐疲勞的frp錨固裝置，包括錨具、錨墊板，所述的錨具錨固在frp索體上，在錨具與錨墊板之間還安裝有矢量墊板，所述的矢量墊板為圓環(huán)狀雙球面鋼墊板，矢量墊板與錨墊板之間直接通過球面副連接，矢量墊板與錨具之間直接或間接通過球面副連接。

3、本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是：所述的錨具與矢量墊板之間直接通過球面副連接。

4、本發(fā)明的再進(jìn)一步技術(shù)方案是：所述的錨具包括錨固套、工作螺母，所述的錨固套錨固在frp索體上，所述的工作螺母通過螺紋連接在錨固套上，該工作螺母的一端為球面端，該球面端與矢量墊板直接通過球面副連接。

5、本發(fā)明的再進(jìn)一步技術(shù)方案是：所述的錨具包括整體式復(fù)合錨具，該整體式復(fù)合錨具的一端為球面端，該球面端與矢量墊板直接通過球面副連接。

6、本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是：在矢量墊板與錨具之間還安裝有壓力傳感器，壓力傳感器的一端為平面端，另一端為球面端；所述錨具與壓力傳感器接觸的端面為平直端面，該平直端面直接壓在壓力傳感器的平面端上，壓力傳感器的球面端與矢量墊板通過球面副連接。

7、本發(fā)明的再進(jìn)一步技術(shù)方案是：所述的錨具包括錨固套、工作螺母，所述的錨固套錨固在frp索體上，所述的工作螺母通過螺紋連接在錨固套上，該工作螺母兩端均為平直端面，工作螺母的平直端面直接壓在壓力傳感器的平面端上。

8、本發(fā)明的再進(jìn)一步技術(shù)方案是：所述的錨具包括整體式復(fù)合錨具，該整體式復(fù)合錨具兩端均為平直端面，該整體式復(fù)合錨具直接平壓在壓力傳感器的平面端上。

9、本發(fā)明的再進(jìn)一步技術(shù)方案是：所述矢量墊板的上端面為上內(nèi)球面，矢量墊板的下端面為下外球面，上內(nèi)球面和下外球面的半徑不同，且上內(nèi)球面的半徑大于下外球面的半徑。

10、本發(fā)明的再進(jìn)一步技術(shù)方案是：所述球面副的球面圓心均同向。

11、本發(fā)明的再進(jìn)一步技術(shù)方案是：所述的壓力傳感器為石墨烯復(fù)合材料彈性體。

12、由于采用上述結(jié)構(gòu)，本發(fā)明之一種適用于耐疲勞的frp錨固裝置與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下有益效果：

13、1.可保證frp拉索性能的正常發(fā)揮

14、本發(fā)明在錨具與錨墊板之間安裝有矢量墊板，其中矢量墊板為圓環(huán)狀雙球面鋼墊板，矢量墊板與錨墊板之間直接通過球面副連接，矢量墊板與錨具之間直接或間接通過球面副連接。本發(fā)明通過在錨具與錨墊板之間設(shè)置具有雙球面的矢量墊板，使錨具與矢量墊板之間、矢量墊板與錨墊板之間均可以通過球面副連接，避免了傳統(tǒng)錨固結(jié)構(gòu)中采用單球面錨固結(jié)構(gòu)帶來的不利因素，可適用于frp高達(dá)千萬次的疲勞性能，保證了frp拉索性能的正常發(fā)揮。

15、2.可提高frp的實(shí)際適應(yīng)性能

16、本發(fā)明通過在錨具與錨墊板之間設(shè)置具有雙球面的矢量墊板，使錨具與矢量墊板之間、矢量墊板與錨墊板之間均可以通過球面副連接，使frp索體具有較大的調(diào)整角度，從而可提高提高frp的實(shí)際適應(yīng)性能。

17、進(jìn)一步的，本發(fā)明為調(diào)整錨具的對中向心力，降低錨具與frp索體的frp復(fù)合筋束間向心附加橫向錨固荷載的影響，上內(nèi)球面和下外球面的半徑不同，且上內(nèi)球面的半徑大于下外球面的半徑。經(jīng)過雙球面調(diào)節(jié)，使frp索體的自適應(yīng)偏角達(dá)8°以上，可達(dá)傳統(tǒng)錨固結(jié)構(gòu)的兩倍以上。

18、3.易于安裝

19、由于本發(fā)明能適應(yīng)較大的安裝偏角，自適應(yīng)對中，易于安裝。

20、4.能保證各frp筋應(yīng)力狀態(tài)一致

21、本發(fā)明通過在錨具與錨墊板之間設(shè)置具有雙球面的矢量墊板，使錨具與矢量墊板之間、矢量墊板與錨墊板之間均可以通過球面副連接，能進(jìn)行索體軸線矢量調(diào)整，有效保證各frp筋應(yīng)力狀態(tài)一致。

22、進(jìn)一步的，本發(fā)明球面副的球面圓心均同向，使frp索體和錨具間軸線達(dá)到同向調(diào)整的一致性效果。

23、5.有效提高frp筋束受力均勻性

24、本發(fā)明可通過結(jié)構(gòu)球面副的矢量切變對二次橫向附加應(yīng)力動態(tài)釋放，有效提高了frp筋束受力均勻性和錨具組裝件疲勞性能。

25、6.應(yīng)力數(shù)據(jù)采集更全面真實(shí)有效，成本低

26、本發(fā)明在矢量墊板與錨具之間還安裝有壓力傳感器，能進(jìn)行智能結(jié)構(gòu)件的原位原件監(jiān)測，其結(jié)構(gòu)簡單，應(yīng)力數(shù)據(jù)采集更全面真實(shí)有效，成本更低。

27、進(jìn)一步的，本發(fā)明的壓力傳感器為石墨烯復(fù)合材料彈性體，利用石墨烯復(fù)合材料的傳感特性將傳感器和錨固結(jié)構(gòu)件二合一結(jié)合起來，既能發(fā)揮結(jié)構(gòu)件的受力性能，也能起到在役期間的受力監(jiān)測作用，能充分發(fā)揮原位原件監(jiān)測的效果。

28、下面，結(jié)合說明書附圖和實(shí)施例對本發(fā)明之一種適用于耐疲勞的frp錨固裝置的技術(shù)特征作進(jìn)一步的說明。

技術(shù)特征：

1.一種適用于耐疲勞的frp錨固裝置，包括錨具（1）、錨墊板（4），所述的錨具（1）錨固在frp索體（5）上，其特征在于：在錨具（1）與錨墊板（4）之間還安裝有矢量墊板（3），所述的矢量墊板（3）為圓環(huán)狀雙球面鋼墊板，矢量墊板（3）與錨墊板（4）之間直接通過球面副連接，矢量墊板（3）與錨具（1）之間直接或間接通過球面副連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于耐疲勞的frp錨固裝置，其特征在于：所述的錨具（1）與矢量墊板（3）之間直接通過球面副連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種適用于耐疲勞的frp錨固裝置，其特征在于：所述的錨具（1）包括錨固套（101）、工作螺母（102），所述的錨固套（101）錨固在frp索體（5）上，所述的工作螺母（102）通過螺紋連接在錨固套（101）上，該工作螺母（102）的一端為球面端，該球面端與矢量墊板（3）直接通過球面副連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種適用于耐疲勞的frp錨固裝置，其特征在于：所述的錨具（1）包括整體式復(fù)合錨具（103），該整體式復(fù)合錨具（103）的一端為球面端，該球面端與矢量墊板（3）直接通過球面副連接。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于耐疲勞的frp錨固裝置，其特征在于：在矢量墊板（3）與錨具（1）之間還安裝有壓力傳感器（2），壓力傳感器（2）的一端為平面端，另一端為球面端；所述錨具（1）與壓力傳感器（2）接觸的端面為平直端面，該平直端面直接壓在壓力傳感器（2）的平面端上，壓力傳感器（2）的球面端與矢量墊板通過球面副連接。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種適用于耐疲勞的frp錨固裝置，其特征在于：所述的錨具（1）包括錨固套（101）、工作螺母（102），所述的錨固套（101）錨固在frp索體（5）上，所述的工作螺母（102）通過螺紋連接在錨固套（101）上，該工作螺母（102）兩端均為平直端面，工作螺母（102）的平直端面直接壓在壓力傳感器（2）的平面端上。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種適用于耐疲勞的frp錨固裝置，其特征在于：所述的錨具（1）包括整體式復(fù)合錨具（103），該整體式復(fù)合錨具（103）兩端均為平直端面，該整體式復(fù)合錨具（103）直接平壓在壓力傳感器（2）的平面端上。

8.根據(jù)權(quán)利要求1至7任一權(quán)利要求所述的一種適用于耐疲勞的frp錨固裝置，其特征在于：所述矢量墊板（3）的上端面為上內(nèi)球面，矢量墊板（3）的下端面為下外球面，上內(nèi)球面和下外球面的半徑不同，且上內(nèi)球面的半徑大于下外球面的半徑。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種適用于耐疲勞的frp錨固裝置，其特征在于：所述球面副的球面圓心均同向。

10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種適用于耐疲勞的frp錨固裝置，其特征在于：所述的壓力傳感器（2）為石墨烯復(fù)合材料彈性體。

技術(shù)總結(jié)
一種適用于耐疲勞的FRP錨固裝置，涉及一種預(yù)應(yīng)力錨固裝置，包括錨具、錨墊板，在錨具與錨墊板之間安裝有矢量墊板，矢量墊板為圓環(huán)狀雙球面鋼墊板，矢量墊板與錨墊板之間直接通過球面副連接，矢量墊板與錨具之間直接或間接通過球面副連接。在矢量墊板與錨具之間還安裝有壓力傳感器，壓力傳感器的一端為平面端，另一端為球面端；所述錨具與壓力傳感器接觸的端面為平直端面，該平直端面直接壓在壓力傳感器的平面端上，壓力傳感器的球面端與矢量墊板通過球面副連接。本發(fā)明可保證FRP拉索性能的正常發(fā)揮，可提高FRP的實(shí)際適應(yīng)性能，具有易于安裝、能保證各FRP筋應(yīng)力狀態(tài)一致、有效提高FRP筋束受力均勻性、應(yīng)力數(shù)據(jù)采集更全面真實(shí)有效等特點(diǎn)，易于推廣應(yīng)用。

技術(shù)研發(fā)人員：甘國榮,賴道輝,王正萃
受保護(hù)的技術(shù)使用者：廣西科技師范學(xué)院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/17