桿體連接裝置及錨桿的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種桿體連接裝置，用于桿體之間的連接，包括第一桿體、第二桿體、緊固件、套管、法蘭及填充材料，該第一桿體及該第二桿體的一端分別插入該緊固件中，并均與該緊固件形成過盈配合；該第一桿體、該第二桿體及該緊固件均水平置于該套管內(nèi)，該緊固件置于該套管的中部，該法蘭分別設(shè)于該套管的兩端，并與該套管相配合，該填充材料注入該套管中。本實用新型不僅提高了桿體拼接端的連接強度，保證拼接后桿體的抗拉強度的一致，而且由于所用材質(zhì)的多元化，技術(shù)人員可以使用不同材質(zhì)的桿體、緊固件及填充材料拼接出各種強度指標(biāo)及特殊性能要求的長錨桿。本實用新型還提供一種錨桿。
【專利說明】桿體連接裝置及錨桿
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及工程建材領(lǐng)域，特別是涉及一種復(fù)合材料桿體的連接裝置，另外本實用新型還涉及一種錨桿。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，我國不斷加快基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)步伐，錨桿作為一種廣泛應(yīng)用于工業(yè)、民用工程、地下結(jié)構(gòu)、礦井巷道等巖土錨固工程的基礎(chǔ)構(gòu)件，通過將其錨入巖土中承受拉力以平衡巖土的滑動推力，從而提高了巖土工程的穩(wěn)定性，對解決復(fù)雜巖土問題具有重要的意義。目前使用的錨桿主要有兩種，一種為普通砂漿錨桿，這種錨桿的注漿質(zhì)量難以保證，錨桿的承載力不可靠。另外一種就是鋼錨桿，目前混凝土結(jié)構(gòu)一般都是以鋼錨桿作為增強材料，廣泛應(yīng)用于各種實際工程中，但鋼錨桿應(yīng)用于具有侵蝕性(例如嚴寒地區(qū)采用冰鹽化雪的公路橋梁或者海邊的港工結(jié)構(gòu)等或者腐蝕性(比如暴露在含腐蝕性的氣液中))的環(huán)境時，在適宜的溫度和濕度條件下，鋼錨桿的表面鈍化膜會被破壞并開始腐蝕，最終導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)承載能力下降甚至完全消失，埋下重大的安全隱患，所以鋼錨桿的腐蝕問題是制約鋼錨桿使用的重要因素，可能會造成嚴重的生命和財產(chǎn)損失。此外，鋼錨桿應(yīng)用于高頻電磁場環(huán)境時，鋼筋的偶流效應(yīng)產(chǎn)生的熱量會形成熱應(yīng)力從而使得混凝土開裂，且鋼錨桿重量大，制造和運輸安裝都比較困難。鋼錨桿存在的這些種種不足嚴重影響了部分工程結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和壽命。
[0003]為此，工程技術(shù)人員開展了很多探索和研究。自從上世紀80年代中期以來，歐美及日本的技術(shù)人員開始采用FRP (Fiber Reinforced Polymer纖維增強聚合物)這種新型人工纖維材料代替鋼筋，在工程應(yīng)用領(lǐng)域取得了很大的進步。用FRP筋制成的FRP錨桿憑借較強的可設(shè)計性、較高的抗拉強度、優(yōu)良的耐腐蝕性、優(yōu)良的抗電磁性以及安裝的便捷性等諸多性能，在煤礦巷道支護等多個工程【技術(shù)領(lǐng)域】中得到越來越廣泛的使用。
[0004]但目前的FRP錨桿仍然存在著一定的缺陷，主要有幾個問題:
[0005]1、由于FRP屬于脆性材料，且各向異性，F(xiàn)RP錨桿的強度難以保證，在FRP內(nèi)部往往會形成弱纖維，而FRP錨桿的最終強度也往往取決于這類弱纖維。
[0006]2、FRP錨桿的抗剪強度和彈性模量均較小，一般不適合預(yù)應(yīng)力很大的混凝土結(jié)構(gòu)。
[0007]另外，在實際工程實踐中，在施工現(xiàn)場需要將幾段FRP錨桿加長拼接，而拼接后的錨桿抗拉強度難以保證。FRP錨桿拼接的方法不同于鋼錨桿的拼接方法，不能焊接，傳統(tǒng)的做法是通過環(huán)氧樹脂進行粘接，此方法使用大量的環(huán)氧樹脂作為粘結(jié)劑，既不經(jīng)濟又造成環(huán)境污染，同時由于對FRP本體的破壞，而不能保證FRP錨桿拼接后抗拉強度的一致性。
實用新型內(nèi)容
[0008]本實用新型主要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有FRP錨桿的抗剪強度及彈性模量較小，如在施工現(xiàn)場拼接無法保證長錨桿的強度尤其是拼接端的抗拉強度，提供一種桿體連接裝置、錨桿及其制作方法，能夠有效解決上述技術(shù)問題。[0009]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用的一個技術(shù)方案是:提供一種桿體連接裝置，用于桿體之間的連接，包括:第一桿體；第二桿體；緊固件，所述第一桿體及所述第二桿體的一端分別插入所述緊固件中，并均與所述緊固件形成過盈配合；套管，所述第一桿體、所述第二桿體及所述緊固件均水平置于所述套管內(nèi)，所述緊固件置于所述套管的中部；法蘭，所述法蘭分別設(shè)于所述套管的兩端，并與所述套管相配合；填充材料；其中，所述套管的外管壁上設(shè)有透孔，所述填充材料從所述透孔注入所述套管中，將所述第一桿體、所述緊固件及所述第二桿體與所述套管及所述法蘭緊密粘結(jié)為一體。
[0010]優(yōu)選地，所述第一桿體與所述第二桿體在所述緊固件內(nèi)處于同一水平面上，且相鄰面的距離小于40mm。
[0011]優(yōu)選地，所述第一桿體及所述第二桿體均為FRP材質(zhì)，所述第一桿體及所述第二桿體的外表面粗糙，并設(shè)有規(guī)則的連續(xù)狀螺紋。
[0012]優(yōu)選地，所述緊固件的內(nèi)表面粗糙，外表面光滑；所述緊固件的外表面與所述套管的內(nèi)表面的直線距離大于O。
[0013]優(yōu)選地，所述緊固體采用PVC、尼龍或鋼材質(zhì)；所述套管為金屬材質(zhì)，其內(nèi)表面設(shè)有內(nèi)螺紋。
[0014]優(yōu)選地，所述法蘭為螺紋法蘭，所述法蘭的頸部的外表面設(shè)有外螺紋，所述外螺紋與所述套管的內(nèi)螺紋相咬合。
[0015]優(yōu)選地，所述透孔的數(shù)量為兩個，對稱分布于所述套管的外管壁的同側(cè)。
[0016]優(yōu)選地，所述填充材料采用樹脂或砂漿材質(zhì)。
[0017]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用的另一個技術(shù)方案是:提供一種一種錨桿，所述錨桿配備有上述的桿體連接裝置。
[0018]本實用新型的有益效果是:區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)的情況，本實用新型的桿體連接裝置利用緊固件將兩根桿體進行拼接，并將拼接后的桿體連通緊固件一起插入套管內(nèi)，接著用法蘭對套管的兩端進行封閉，然后通過套管上的注漿孔向套管內(nèi)注入填充材料，使得套筒、桿體、緊固件及法蘭緊密粘結(jié)成一個整體，不僅提高了桿體拼接端的抗拉強度，保證拼接后桿體的抗拉強度的一致，而且由于錨桿桿體、緊固件以及填充材料的材質(zhì)多元化，技術(shù)人員可以使用不同材質(zhì)的桿體、緊固件及填充材料拼接出各種強度指標(biāo)及特殊性能要求的長錨桿，因此本實用新型具有良好的可設(shè)計性。同時，本實用新型的錨桿具有粘接強度大、穩(wěn)定性好、成本較低、安裝方便等優(yōu)點，能夠滿足大型錨固工程所需的長錨桿運輸，降低了運輸成本，減少了工作現(xiàn)場的加工安裝時間，大大便利了施工，不僅適用于普通環(huán)境下的橋梁、隧道等一般建筑工程，還適用于腐蝕性環(huán)境、嚴寒環(huán)境以及有高頻電磁場環(huán)境下的結(jié)構(gòu)工程，具有廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域和應(yīng)用前景。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是本實用新型桿體連接裝置的正面剖視圖；以及
[0020]圖2-圖3是本實用新型的桿體連接裝置的安裝示意圖。
【具體實施方式】
[0021]請參閱圖1，本實用新型提供一種桿體連接裝置，用于桿體之間的連接，包括第一桿體1、第二桿體2、緊固件3、套管4、法蘭5及填充材料6，第一桿體I及第二桿體2具有相同的材質(zhì)，第一桿體I及第二桿體2的一端分別插入緊固件3中，并均與緊固件3形成過盈配合。第一桿體I與第二桿體2在緊固件3內(nèi)處于同一水平面上，且相鄰面的距離小于40mm ;第一桿體1、第二桿體2及緊固件3均水平置于套管4內(nèi)，緊固件3置于套管4的中部；法蘭5分別設(shè)于套管4的兩端，并與套管4相配合；其中，套管4的外管壁上設(shè)有透孔401，填充材料6從透孔401注入套管4中，將第一桿體1、緊固件3及第二桿體2與套管4及法蘭5緊密粘結(jié)為一體。
[0022]具體地，第一桿體I及第二桿體2均為FRP材質(zhì)，F(xiàn)RP材質(zhì)包括GFRP、CFRP, AFRP等，優(yōu)選玻璃纖維、芳綸纖維、聚乙烯纖維、玄武巖纖維、碳纖維、亞麻纖維等中的任意一種。第一桿體I及第二桿體2具有相同的橫截面尺寸，第一桿體I及第二桿體2的外表面粗糙，并設(shè)有規(guī)則的連續(xù)狀螺紋(圖中未標(biāo)示)，其通過牽引機縱向拉動及旋轉(zhuǎn)纏繞機頭徑向纏繞的共同作用下將帶狀物聚丙烯纏繞在拉擠成型的FRP桿體上，從而在FRP桿體上形成連續(xù)狀螺紋。
[0023]其中，緊固件3采用PVC、尼龍或鋼材質(zhì)，緊固件3與第一桿體1、第二桿體2具有相同的橫截面形狀，優(yōu)選為管狀的圓柱體。緊固件3的內(nèi)表面粗糙，并經(jīng)過噴砂等工序處理，緊固件3的外表面光滑，緊固件3的外表面與套管4的內(nèi)表面的直線距離大于0，從而保證緊固件3不與套管4的內(nèi)表面接觸。
[0024]請繼續(xù)參閱圖1，本實施例的套管4為金屬材質(zhì)，優(yōu)選為鋼制材質(zhì)，也可以采用強度較高的工程材料作為其材質(zhì)。套管4的內(nèi)表面粗糙，優(yōu)選設(shè)置為內(nèi)螺紋402，內(nèi)螺紋貫402穿于整個套管4的內(nèi)表面。其中，套管4的內(nèi)徑比第一桿體I及第二桿體2的外徑大2?IOmm,以方便第一桿體I及第二桿體2插入套管4中。實際操作中可根據(jù)桿件的長度及直徑，套管4的厚度及長度可在經(jīng)驗范圍內(nèi)選擇。套管4上的透孔401的數(shù)量為兩個，對稱分布于套管4的外管壁的同側(cè)，透孔401可以作為兩個注漿孔使用，也可以為一個注漿孔一個排氣孔，具體視注漿料的用量及效率而定。
[0025]在本實施例中，法蘭5選用螺紋法蘭，包括第一法蘭501及第二法蘭502，第一法蘭501及第二法蘭502的頸部的外表面分別設(shè)有第一外螺紋50101及第二外螺紋50201，其中，第一外螺紋50101及第二外螺紋50201分別與套管4上的內(nèi)螺紋402相咬合，從而將第一法蘭501及第二法蘭502分別固定于套管4的兩端。
[0026]填充材料6具有良好的粘結(jié)及抗腐蝕性能，優(yōu)先采用樹脂或砂漿材質(zhì)，也可以采用水泥和水混合的凝固體，填充材料6的膨脹作用使得第一桿體1、第二桿體2及緊固件3
與套管4緊固在一起。
[0027]本實用新型還提供一種錨桿，該錨桿配備有上述的桿體連接裝置。該錨桿的制作過程如下:
[0028]首先，將第一 FRP桿體I的一端沿水平方向穿設(shè)于第一法蘭501及套筒4的一端，將第二 FRP桿體2的一端沿水平方向穿設(shè)于第二法蘭502及套筒4的另一端，再將第一 FRP桿體I的一端及第二 FRP桿體2的一端分別插入緊固件3的兩端并相固定，使得第一 FRP桿體1、第二 FRP桿體2在緊固件3內(nèi)處于同一水平面上，且相鄰面的距離小于40mm，如圖2所示；
[0029]接著，將第一法蘭501及第二法蘭502分別與套筒4相配合以封閉套筒4，使得第一 FRP桿體1、第二 FRP桿體2及緊固件3保持水平狀態(tài)，緊固件3置于套筒4的中部，緊固件3的外表面與套管4的內(nèi)表面的直線距離大于O，如圖3所示；
[0030]然后，將填充材料6從套筒4的外管壁上的注漿口 401注入套筒4中，使得填充材料6填滿由套筒4、第一 FRP桿體1、第二 FRP桿體2、緊固件3、第一法蘭501及第二法蘭502組成的封閉空間，以保證套筒4、第一 FRP桿體1、第二 FRP桿體2、緊固件3、第一法蘭501及第二法蘭502緊密粘結(jié)成一體，待注滿后用注漿塞封閉注漿口 401 ；
[0031]最后，重復(fù)上述步驟，將更多的FRP桿體按照上述步驟拼接在一起，從而得到滿足工程需要的預(yù)設(shè)長度的錨桿.[0032]本實用新型的桿體連接裝置利用緊固件將兩根桿體進行拼接，并將拼接后的桿體連通緊固件一起插入套管內(nèi)，接著用法蘭對套管的兩端進行封閉，然后通過套管上的注漿孔向套管內(nèi)注入填充材料，使得套筒、桿體、緊固件及法蘭緊密粘結(jié)成一個整體，不僅提高了桿體拼接端的連接強度，保證拼接后桿體的抗拉強度的一致，而且由于錨桿桿體、緊固件以及填充材料的材質(zhì)多元化，技術(shù)人員可以使用不同材質(zhì)的桿體、緊固件及填充材料拼接出各種強度指標(biāo)及特殊性能要求的長錨桿，因此本實用新型具有良好的可設(shè)計性。同時，本實用新型的錨桿具有粘接強度大、穩(wěn)定性好、成本較低、安裝方便等優(yōu)點，能夠滿足大型錨固工程所需的長錨桿運輸，降低了運輸成本，減少了工作現(xiàn)場的加工安裝時間，大大便利了施工，不僅適用于普通環(huán)境下的橋梁、隧道等一般建筑工程，還適用于腐蝕性環(huán)境、嚴寒環(huán)境以及有高頻電磁場環(huán)境下的結(jié)構(gòu)工程，具有廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域和應(yīng)用前景。
[0033]以上所述僅為本實用新型的實施例，并非因此限制本實用新型的專利范圍，凡是利用本實用新型說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關(guān)的【技術(shù)領(lǐng)域】，均同理包括在本實用新型的專利保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種桿體連接裝置，用于桿體之間的連接，其特征在于，包括: 第一桿體； 第二桿體； 緊固件，所述第一桿體及所述第二桿體的一端分別插入所述緊固件中，并均與所述緊固件形成過盈配合； 套管，所述第一桿體、所述第二桿體及所述緊固件均水平置于所述套管內(nèi)，所述緊固件置于所述套管的中部； 法蘭，所述法蘭分別設(shè)于所述套管的兩端，并與所述套管相配合； 填充材料； 其中，所述套管的外管壁上設(shè)有透孔，所述填充材料從所述透孔注入所述套管中，將所述第一桿體、所述緊固件及所述第二桿體與所述套管及所述法蘭緊密粘結(jié)為一體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的桿體連接裝置，其特征在于，所述第一桿體與所述第二桿體在所述緊固件內(nèi)處于同一水平面上，且相鄰面的距離小于40mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的桿體連接裝置，其特征在于，所述第一桿體及所述第二桿體均為FRP材質(zhì)，所述第一桿體及所述第二桿體的外表面粗糙，并設(shè)有規(guī)則的連續(xù)狀螺紋。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的桿體連接裝置，其特征在于，所述緊固件的內(nèi)表面粗糙，外表面光滑；所述緊固件的外表面與所述套管的內(nèi)表面的直線距離大于O。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的桿體連接裝置，其特征在于，所述緊固體采用PVC、尼龍或鋼材質(zhì)；所述套管為金屬材質(zhì)，其內(nèi)表面設(shè)有內(nèi)螺紋。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的桿體連接裝置，其特征在于，所述法蘭為螺紋法蘭，所述法蘭的頸部的外表面設(shè)有外螺紋，所述外螺紋與所述套管的內(nèi)螺紋相咬合。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的桿體連接裝置，其特征在于，所述透孔的數(shù)量為兩個，對稱分布于所述套管的外管壁的同側(cè)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的桿體連接裝置，其特征在于，所述填充材料采用樹脂或砂漿材質(zhì)。
9.一種錨桿，其特征在于，所述錨桿配備有根據(jù)權(quán)利要求1-8中任意一項權(quán)利要求所述的桿體連接裝置。
【文檔編號】E21D21/00GK203769816SQ201320617344
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2013年9月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月27日
【發(fā)明者】李明, 李品鈺, 何唯平 申請人:深圳海川新材料科技有限公司