一种碳纤维预应力筋锚具的试验研究.pdfVIP

一种碳纤维预应力筋锚具的试验研究 朱万旭 黄 颖 周红梅 郑晓龙 吴立鹏 唐小萍 (柳州海威姆建筑机械有限公司，广西柳州 545005) 摘 要 本文主要介绍夹持$lomm碳纤维棒的锚具的研制及试验过程。 关镇词 碳纤维棒;锚具;预应 TestStudyofANewTypePre-stressingAnchorageforCFRPBar Zhuwanxu,Huangying,ZhouHongmei,ZhengXiaotong,WuLipengandTangXiaoping (LiuzhouHVMConstructionMachineryCo.,Ltd.GuangXiLiuZhou 545005) AbstractThispaperismainlyintroducedtheteststudyprocedureoftheanchoragefor $10mmCFRPbar. Keywo川sCFRPanchorage;pre-stress 1 概述 由于碳纤维预应力筋可以解决钢筋的腐蚀问题，自20世纪80年代中期以来，欧美、日本等国 开始使用碳纤维筋作为预应力材料并在工程中应用。以往的预应力筋都是以钢材料为主，所以锚 具通常采用夹片式、锹头式、挤压式等。而对于碳纤维筋来说，就不能全采用预应力钢筋的夹持方 法。因此，我们在参考国外经验的基础上，以010mm碳纤维棒为研究对象，研制出一种新的碳纤维 锚具。 2 技术方案 为了使锚具能锚固碳纤维棒而又不至于使碳纤维棒的刻痕太深造成材料达不到受力要求，我 们锚固单元的锚固方式采用的是挤压方式。这种方式结构简单，受力明确，而且还能利用现有的张 拉设备进行张拉施工口 2.1 墓本锚固单元设计 图1为碳纤维的基本锚固单元。由于碳纤维棒1表面很光滑，所以其承受横向应力的能力却 很差，所以，我们采用软质金属材料2作为介质，使得纤维棒被夹持段尽可能承受均匀的横向压力; 钢套筒3为一有一定厚度的圆管件，经过特殊的挤压方法，紧紧地压住软质金属材料2. 这种锚固单元与目前其他形式相比，具有以下优点: (”结构简单 锚固件只有两件，不需要环氧树脂等粘结物，也不需要任何形式的填充物。 (2)受力合理 通过合理设计钢套筒的尺寸参数，可以调整纤维棒被夹持段承受的横向压应 力分布，使得锚固单元达到较高的锚固效率系数。 (3)成本较低 这种锚固单元的成本比目前常用的预应力钢绞线锚具的没有高出多少，已经 具备实用、推广价值。 382 第二届全国土木工程用纤维增强复合材料(FF3P)应里丛叁尝叁坐巫全 2002.7 中国 ·昆明 图1碳纤维基本锚固单元 I-碳纤维棒;2一软质金属材料;3-钢套筒 2.2 锚固体系结构 以此锚固单元为基础，根据实际结构所需预应力的大小和每根碳纤维棒的允许张拉力，组成相 应的预应力束群锚体系。其结构如图2所示，左端为张拉端，右端为固定端。在该体系中，碳纤维 棒均由锚固单元独立夹持，互不影响;张拉端锚杯内外均有螺纹，外螺纹与螺母相配合，以将预应力 通过螺母和锚垫板传递到建筑结构中，内螺纹与张拉杆相配合，以便采用张拉设备将预应力筋张拉 到预定荷载。 图2 HVM碳纤维锚固体系示意图 1一张拉端铭杯;2-锚固革元;3-张拉端螺母 4一张拉端锚垫板; 5-破好维捧;6-固定端锚垫板.7-固定端锚杯 2.3 张拉施工工艺 图3为张拉施工示意图。根据所需的张拉吨位，选用相应的YCW系列张拉千斤顶，配上撑脚 4、张拉杆2和张拉螺母 1即可进行张拉施工。可以按以下步骤进行: (”张拉前，应当根据实际工程需要，精确碳纤维棒的下料长度， (2)碳纤维棒穿上张拉端和固定端锚杯后，在其端部装配上锚固单元; (3)铺设预应力孔道，孔道直径应当比张拉端锚杯外径大; (4)预埋张拉端和固定端的锚垫板; (5)将预应力束穿进孔道，并将张拉杆和锚杯旋接上; (6)放置好千斤顶、撑脚和张拉螺母、螺母，并将张拉杆和张拉螺母旋紧;