一种适用于碳纤维布缠绕的机械夹持复合锚具的制作方法

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1.本实用新型涉及建筑结构加固技术领域，尤其涉及一种适用于碳纤维布缠绕的机械夹持复合锚具。

背景技术：

2.近年来，碳纤维材料因其轻质、高强和耐腐蚀等优良性能，被广泛应用于工程加固和维护等领域。碳纤维加固的工艺原理为：将抗拉强度极高的碳纤维用环氧树脂预浸成为复合增强材料（单向连续纤维）；用环氧树脂粘结剂沿受拉方向或垂直于裂缝方向粘贴在要补强的结构上，形成一个新的复合体，使增强粘贴材料与原有钢筋混凝土共同受力增大结构的抗裂、抗弯等受力性能，提高结构的强度、刚度、抗裂性和延伸性。
3.现有大量的研究成果及工程应用表明，采用碳纤维布进行加固也存在一些问题，其中较为突出的问题是锚具强度不足或锚具尺寸过大。目前，市面上锚具种类繁多，利用锚具将碳纤维布端部锚固在结构物上，其中比较常见的锚具有：平板锚具、波形锚具和楔形夹片锚具等，各类锚具实现锚固的方式及使用范围各不同。
4.平板锚具除了通过夹持外，还可以增加销钉来增强碳纤维布的锚固，但锚固性能并不理想，且易产生应力集中，对碳纤维布造成损坏。波形锚具在平板锚具的原理上利用波形来增大锚固长度和摩擦力。楔形夹片锚具是通过外盒对楔形夹片进行约束所产生的压应力夹持碳纤维布，组装复杂，且易出现应力集中以及夹片脱落等问题。因此，在结构加固维护领域中，对碳纤维布简便可靠的锚固则成为需要解决的首要问题。

技术实现要素：

5.本实用新型为了解决常见锚具组装不便、锚固性能不佳的问题，提供一种适用于碳纤维布缠绕的机械夹持复合锚具，通过缠绕、夹持的方式增加了挤压力，简便可靠，锚固性能较好，有利于安装和使用。
6.为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：
7.一种适用于碳纤维布缠绕的机械夹持复合锚具，包括底板、顶板、缠绕轴、碳纤维布和紧固螺栓，所述底板锚固在结构物外表面，底板预埋在结构物内，底板表面与结构物表面保持平齐，底板和所述顶板之间设置所述紧固螺栓以连接，致使底板、顶板与结构物紧密结合；
8.所述底板和顶板均为平面板或曲面板中的一种，可根据结构物外表面形状而具体选择，底板和顶板上分别开设有半圆槽，半圆槽用于放入缠绕轴，两个半圆槽组合呈圆形，两个半圆槽之间设置圆柱状所述缠绕轴；
9.所述缠绕轴两侧和底板、顶板之间也设置有紧固螺栓以连接，缠绕轴中部开设有矩形通槽，所述矩形通槽沿缠绕轴径向布设；
10.所述碳纤维布前端穿过矩形通槽缠绕在缠绕轴上，碳纤维布后端缠绕在缠绕轴上且覆盖碳纤维布前端后、沿缠绕轴径向延伸穿设在底板和顶板之间，碳纤维布后端穿出底
板和顶板后缠绕在结构物外表面；
11.所述底板和顶板配合夹持所述碳纤维布以紧固。
12.进一步地，所述底板上平面布设所述半圆槽，半圆槽两侧与底板上平面之间倒圆角以圆弧光滑过渡；所述顶板下平面布设所述半圆槽，半圆槽两侧与顶板下平面之间倒圆角以圆弧光滑过渡，避免半圆槽两侧棱边损伤碳纤维布。
13.进一步地，所述顶板与底板上下重叠排布后、两个所述半圆槽连接组合截面呈圆形，半圆槽与所述缠绕轴相适配。
14.进一步地，所述缠绕轴两侧径向开设有圆孔，两个圆孔之间布设所述矩形通槽，圆孔方向与矩形通槽方向相垂直，紧固螺栓穿过所述圆孔同时与底板和顶板连接，可防止缠绕轴旋转。
15.进一步地，所述底板和顶板均为平面板，底板横截面积大于顶板横截面积，底板和结构物之间设置有化学锚栓以连接，结构物外表面为平直面。
16.进一步地，所述底板和顶板均为曲面板，底板和顶板横截面积相同，底板和结构物之间设置有预埋件以连接，结构物外表面为弧形面。
17.通过上述技术方案，本实用新型的有益效果是：
18.本实用新型结构设计合理，碳纤维布穿过矩形通槽在缠绕轴上进行缠绕，缠绕完成后的缠绕轴放置在底板的半圆槽内，随后盖上顶板，顶板扣合在缠绕轴上，扭紧螺母至一定力矩值，即完成碳纤维布的锚固。整个碳纤维布的锚固安装流程简便可靠，利于安装和使用。
19.本实用新型首先采用增加缠绕轴的来缠绕碳纤维布的方法增大锚固力，易于碳纤维带的固定，同时底板和顶板配合夹紧、挤压碳纤维布和缠绕轴，提高锚固效果的可靠性，锚固性能优越，也避免对碳纤维布造成损坏，可实现碳纤维布简便可靠的锚固安装，同时具有锚具尺寸小的优点。
附图说明
20.图1是本实用新型一种适用于碳纤维布缠绕的机械夹持复合锚具的主视图。
21.图2是本实用新型一种适用于碳纤维布缠绕的机械夹持复合锚具的主视拆分示意图。
22.图3是本实用新型一种适用于碳纤维布缠绕的机械夹持复合锚具的俯视图。
23.图4是本实用新型一种适用于碳纤维布缠绕的机械夹持复合锚具的缠绕轴示意图。
24.图5是本实用新型一种适用于碳纤维布缠绕的机械夹持复合锚具的实施例一中平面的底板安装主视图。
25.图6是本实用新型一种适用于碳纤维布缠绕的机械夹持复合锚具的实施例一中平面的底板安装俯视图。
26.图7是本实用新型一种适用于碳纤维布缠绕的机械夹持复合锚具的实施例二中曲面的底板安装主视图。
27.附图中标号为：1为底板，2为顶板，3为缠绕轴，4为碳纤维布，5为紧固螺栓，6为半圆槽，7为圆孔，8为矩形通槽，9为结构物，10为化学锚栓，11为钢筒承口环，12为预埋件。
具体实施方式
28.下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细描述：
29.实施例一：
30.如图1~图6所示，一种适用于碳纤维布缠绕的机械夹持复合锚具，包括底板1、顶板2、缠绕轴3、碳纤维布4和紧固螺栓5，底板1锚固在结构物9外表面，即底板1需要提前预埋在结构物9内，预埋后的底板1表面与结构物9表面保持平齐。
31.底板1和顶板2之间设置紧固螺栓5，实现底板1和顶板2的连接。紧固螺栓5的数量为四个，四个紧固螺栓5分别布设在底板1和顶板2的边角位置。
32.底板1和顶板2均为平面板或曲面板中的一种，底板1和顶板2上分别开设有半圆槽6，用于放入已缠绕碳纤维布4的缠绕轴3。
33.具体的，底板1上平面布设半圆槽6，半圆槽6两侧与底板1上平面之间倒圆角以圆弧光滑过渡；顶板2下平面布设半圆槽6，半圆槽6两侧与顶板2下平面之间倒圆角以圆弧光滑过渡，半圆槽6两侧倒圆角的目的是避免损伤碳纤维布4。
34.两个半圆槽6组合呈圆形，即在顶板2与底板1上下重叠排布后、两个半圆槽6连接组合截面呈圆形。两个半圆槽6之间设置圆柱状所述缠绕轴3，半圆槽6与缠绕轴3相适配。
35.为了实现缠绕轴3与底板1、顶板2的连接，在缠绕轴3两侧和底板1、顶板2之间也设置有紧固螺栓5以连接。为了便于紧固螺栓5的安装，缠绕轴3两侧径向开设有圆孔7，紧固螺栓5穿过圆孔7同时与底板1和顶板2连接。缠绕轴3上紧固螺栓5的数量为两个，在两个紧固螺栓5的作用下，可防止缠绕轴3在外力作用下转动。
36.在缠绕轴3中部开设有矩形通槽8，两个圆孔7之间布设矩形通槽8，矩形通槽8沿缠绕轴3径向布设，矩形通槽8用于穿设碳纤维布4，如图4所示。
37.碳纤维布4在锚固时，碳纤维布4前端穿过矩形通槽8缠绕在缠绕轴3上，碳纤维布4后端也缠绕在缠绕轴3上且覆盖碳纤维布4前端后、沿缠绕轴3径向延伸穿设在底板1和顶板2之间，最后碳纤维布4后端穿出底板1和顶板2、缠绕在结构物9外表面。
38.在底板1和顶板2配合夹持碳纤维布4，顶板2压制在底板1和缠绕轴3上部，同时压制碳纤维布4，实现碳纤维布4安装的紧固。
39.如图5~图6所示，本实施例中，结构物9外表面为平直面，结构物9为钢筋混凝土梁，进而底板1和顶板2均为平面板，底板1横截面积大于顶板2横截面积，相当于底板1加宽加长，便于底板1与结构物9的锚固。底板1和结构物9之间设置有八个化学锚栓10以连接，八个化学锚栓10对称分布在底板1两侧边缘。
40.锚具安装步骤如下：采用开槽机对锚具安装位置的结构物9上开槽、并进行打孔处理，开槽深度为底板1厚度，在清孔后完成化学锚栓10的植入，随后完成底板1的固定，同时六个紧固螺栓5完成与底板1的连接。
41.将碳纤维布4缠绕在缠绕轴3上，缠绕轴3放置在底板1的半圆槽6内，盖上顶板2，拧紧紧固螺栓5的螺母至一定力矩值，即完成锚具的安装。其中底板1边缘的四个紧固螺栓5连接底板1和顶板2，缠绕轴3上的两个紧固螺栓5用于固定缠绕轴3。
42.在结构物9与碳纤维布4贴合的表面使用打磨机打磨平整，采用酒精擦拭干净，并在碳纤维布4表面涂刷碳纤维布4粘结胶后与结构物9贴合，实现碳纤维布4的加固施工。
43.实施例二：
44.本实施例与实施例一基本相同，相同之处不再赘述，不同之处在于：本实施例可用于预应力钢筒混凝土管的生产，采用碳纤维布4代替钢丝，可避免钢丝锈蚀以及氢脆性断裂等破坏发生。
45.如图7所示，本实施例中，结构物9外表面为弧形面，结构物9为钢筒，进而底板1和顶板2均为曲面板，底板1和顶板2横截面积相同。结构物9内布设钢筒承口环11，底板1和结构物9之间设置有预埋件12以连接，底板1提前与钢筒承口环11通过预埋件12焊接固定，即预埋件12一端焊接在钢筒承口环11上，预埋件12另一端焊接底板1。
46.以上所述之实施例，只是本实用新型的较佳实施例而已，并非限制本实用新型的实施范围，故凡依本实用新型专利范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本实用新型申请专利范围内。

技术特征：

1.一种适用于碳纤维布缠绕的机械夹持复合锚具，包括底板（1）、顶板（2）、缠绕轴（3）、碳纤维布（4）和紧固螺栓（5），其特征在于，所述底板（1）锚固在结构物（9）外表面，底板（1）表面与结构物（9）表面保持平齐，底板（1）和所述顶板（2）之间设置所述紧固螺栓（5）以连接；所述底板（1）和顶板（2）均为平面板或曲面板中的一种，底板（1）和顶板（2）上分别开设有半圆槽（6），两个半圆槽（6）组合呈圆形，两个半圆槽（6）之间设置圆柱状所述缠绕轴（3）；所述缠绕轴（3）两侧和底板（1）、顶板（2）之间也设置有紧固螺栓（5）以连接，缠绕轴（3）中部开设有矩形通槽（8），所述矩形通槽（8）沿缠绕轴（3）径向布设；所述碳纤维布（4）前端穿过矩形通槽（8）缠绕在缠绕轴（3）上，碳纤维布（4）后端缠绕在缠绕轴（3）上且覆盖碳纤维布（4）前端后、沿缠绕轴（3）径向延伸穿设在底板（1）和顶板（2）之间，碳纤维布（4）后端穿出底板（1）和顶板（2）后缠绕在结构物（9）外表面；所述底板（1）和顶板（2）配合夹持所述碳纤维布（4）以紧固。2.根据权利要求1所述的一种适用于碳纤维布缠绕的机械夹持复合锚具，其特征在于，所述底板（1）上平面布设所述半圆槽（6），半圆槽（6）两侧与底板（1）上平面之间倒圆角以圆弧光滑过渡；所述顶板（2）下平面布设所述半圆槽（6），半圆槽（6）两侧与顶板（2）下平面之间倒圆角以圆弧光滑过渡。3.根据权利要求1所述的一种适用于碳纤维布缠绕的机械夹持复合锚具，其特征在于，所述顶板（2）与底板（1）上下重叠排布后、两个所述半圆槽（6）连接组合截面呈圆形，半圆槽（6）与所述缠绕轴（3）相适配。4.根据权利要求1所述的一种适用于碳纤维布缠绕的机械夹持复合锚具，其特征在于，所述缠绕轴（3）两侧径向开设有圆孔（7），两个圆孔（7）之间布设所述矩形通槽（8），紧固螺栓（5）穿过所述圆孔（7）同时与底板（1）和顶板（2）连接。5.根据权利要求1所述的一种适用于碳纤维布缠绕的机械夹持复合锚具，其特征在于，所述底板（1）和顶板（2）均为平面板，底板（1）横截面积大于顶板（2）横截面积，底板（1）和结构物（9）之间设置有化学锚栓（10）以连接，结构物（9）外表面为平直面。6.根据权利要求1所述的一种适用于碳纤维布缠绕的机械夹持复合锚具，其特征在于，所述底板（1）和顶板（2）均为曲面板，底板（1）和顶板（2）横截面积相同，底板（1）和结构物（9）之间设置有预埋件（12）以连接，结构物（9）外表面为弧形面。

技术总结

本实用新型涉及一种适用于碳纤维布缠绕的机械夹持复合锚具，包括底板、顶板、缠绕轴、碳纤维布和紧固螺栓，所述底板锚固在结构物外表面，底板和顶板之间设置紧固螺栓；所述底板和顶板均为平面板或曲面板中的一种，底板和顶板上分别开设有半圆槽，两个半圆槽之间设置缠绕轴；所述缠绕轴两侧和底板、顶板之间也设置有紧固螺栓，缠绕轴中部开设有矩形通槽；所述碳纤维布前端穿过矩形通槽缠绕在缠绕轴上，碳纤维布后端缠绕在缠绕轴上且覆盖碳纤维布前端后、沿缠绕轴径向延伸穿设在底板和顶板之间；底板和顶板配合夹持所述碳纤维布以紧固。本实用新型采用增加缠绕轴的方法增大锚固力，性能优越，简便可靠，利于安装和使用。利于安装和使用。利于安装和使用。