一种提高碳纤维拉索锚固均匀性的方法与流程

1.本发明属于碳纤维拉索技术领域，特别是一种提高碳纤维拉索锚固均匀性的方法。


背景技术：

2.随着桥梁结构向超大跨度发展，由于钢材比重较大，采用传统钢制拉索将面临极限跨径有限、拉索垂度大、承载效率低等问题。拉索长期服役于高应力状态下，易产生应力腐蚀。近年来，国内外对已建缆索承重体系桥梁的缆索进行了检查，发现主缆及斜拉索内钢丝锈蚀十分严重，桥梁缆索正面临耐久性问题的威胁和严峻挑战。目前桥梁缆索用钢丝强度级别已达到2100mpa，受钢材和锚固材料自身因素限制，钢丝拉索的强度的提高也已达到极限。
3.碳纤维拉索材料重量仅为钢丝的1/5左右，抗拉强度可以达到3000mpa，并且耐腐蚀、抗疲劳等优异性能，非常适合用于替换传统的钢制拉索。可以从根本上解决传统拉索易腐蚀、振动疲劳等带来的更换及安全隐患问题。采用碳纤维拉索替换钢制拉索，对提高拉索承载能力和降低大跨度缆索承重桥梁经济指标都具有重要意义。
4.但是锚具内的碳纤维杆呈扇形散开，在分丝板部位形成弯折，容易造成锚具内碳纤维受力不均匀，部分碳纤维杆局部弯折应力过大。此问题容易造成拉索锚固失效，以及疲劳强度低，寿命短的问题。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明提供了一种提高碳纤维拉索锚固均匀性的方法，以满足工业需求。
6.一种提高碳纤维拉索锚固均匀性的方法，其包括具体步骤如下：
7.步骤s100：提供一个锚杯，所述锚杯包括一个锚杯主体，以及一个设置在所述锚杯主体轴向上的轴孔，所述轴孔的外轮廓成锥形；
8.s110：提供一个容置于所述锚杯内的分丝板，所述分丝板包括一个容置于所述轴孔内的分丝板主体，以及多个设置在所述分丝板主体上的安装通孔；
9.s120：提供多个插设于所述锚杯内的碳纤维杆组件，每个所述碳纤维杆组件皆包括一个碳纤维杆，一个套设于所述碳纤维杆上的调节衬套，一个设置在所述碳纤维杆一端的固定端，一个设置在所述固定端自由端头上的安装孔，以及一个设置于所述安装孔内的锲钉，所述调节衬套包括一个衬套主体，一个设置在所述衬套主体一端的限位凸缘，所述固定端、所述安装孔、以及所述锲钉的外轮廓皆成锥形，所述轴孔、所述固定端、所述安装孔、所述锲钉的锥角方向一致，所述固定端的最小直径等于所述调节衬套的内径；
10.s130：每个所述碳纤维杆组件皆分别插设于所述分丝板主体的安装通孔内，所述衬套主体插设于所述安装通孔内，所述限位凸缘外径大于所述安装通孔直径；
11.s140：在所述锚杯的轴孔内注入锚固料，以将所述轴孔内形成锚固件。
12.进一步地，s150：在每个碳纤维杆组件侧壁上设置复合防护层。
13.进一步地，所述复合防护层包括一个设置于碳纤维杆上的钢丝层，一个套设于所述钢丝层上的耐磨层。
14.进一步地，所述耐磨层由玄武岩纤维丝、芳纶纤维、玻璃纤维中的一种制成。
15.进一步地，所述锚固件包括一个锚固件主体，一个设置在所述锚固件主体上的分丝板安装孔，以及多个设置在所述锚固件主体上且穿过所述分丝板安装孔的锚固安装孔，每个所述锚固安装孔皆包括一个第一锚固安装孔，以及一个设置在所述第一锚固安装孔一端的第二锚固安装孔，所述第二锚固安装孔的外轮廓成锥形。
16.进一步地，多个所述碳纤维杆组件成扇形状排列于所述轴孔内。
17.进一步地，所述锲钉的锥角端头、所述固定端的锥角端头皆与所述调节衬套背向所述分丝板一端齐平。
18.进一步地，所述安装通孔包括一个第一安装通孔，一个设置在所述第一安装通孔一端的第二安装通孔，所述第一安装通孔的直径大于所述第二安装通孔的直径，所述衬套主体外径等于所述第一安装通孔的直径。
19.进一步地，所述分丝板还包括多个设置在所述分丝板主体上安装盲孔，每个所述安装通孔边缘皆设置多个所述安装盲孔。
20.进一步地，所述调节衬套还包括多个设置在所述限位凸缘上的定位杆，以及多个套设在所述定位杆上的弹簧，每个所述定位杆与一个所述弹簧为一组，一组所述定位杆、所述弹簧皆容置于所述安装盲孔内，所述定位杆的高度小于所述安装盲孔的深度，所述弹簧的高度等于所述安装盲孔的深度。
21.与现有技术相比，本发明提供的提高碳纤维拉索锚固均匀性的方法通过在所述锚杯内容置所述分丝板，所述碳纤维杆组件分别插设于所述安装通孔内。所述碳纤维杆组件皆包括一个碳纤维杆，一个套设于所述碳纤维杆上的调节衬套，一个设置在所述碳纤维杆一端的固定端，一个设置在所述固定端自由端头上的安装孔，以及一个设置于所述安装孔内的锲钉。所述固定端的最小直径等于所述调节衬套的内径，从而所述调节衬套可限制所述碳纤维杆的位置，所述调节衬套包括一个衬套主体，一个设置在所述衬套主体一端的限位凸缘，所述调节衬套插设于所述安装通孔内，所述限位凸缘外径大于所述安装通孔直径，使所述限位凸缘抵接于所述分丝板上，所述限位凸缘限制了所述碳纤维杆组件的位置，且将力均匀传递至所述分丝板上。当所述碳纤维杆组件在所述锚杯定位完成后，注入锚固料，以将所述轴孔内形成锚固件，限制所述分丝板、所述碳纤维杆组件的位置。且所述轴孔、所述固定端、所述安装孔、以及所述锲钉的外轮廓皆成锥形，以减小所述锚固件、所述固定端的径向受力。该提高碳纤维拉索锚固均匀性的方法所有碳纤维杆受力均匀，解决了锚具内碳纤维杆受力方向分散。
附图说明
22.图1为本发明提供的提高碳纤维拉索锚固均匀性的方法的流程图。
23.图2为图1的提高碳纤维拉索锚固均匀性的方法中采用碳纤维拉索的锚固装置的结构示意图。
24.图3为图2的碳纤维拉索的锚固装置在a处的局部放大结构示意图。
具体实施方式
25.以下对本发明的具体实施例进行进一步详细说明。应当理解的是，此处对本发明实施例的说明并不用于限定本发明的保护范围。
26.如图1所示，其为本发明提供的提高碳纤维拉索锚固均匀性的方法的流程图。该提高碳纤维拉索锚固均匀性的方法，其包括具体步骤如下：
27.步骤s100：提供一个锚杯10，所述锚杯10包括一个锚杯主体11，以及一个设置在所述锚杯主体11轴向上的轴孔12，所述轴孔12的外轮廓成锥形；
28.s110：提供一个容置于所述锚杯10内的分丝板20，所述分丝板20包括一个容置于所述轴孔12内的分丝板主体21，以及多个设置在所述分丝板主体21上的安装通孔22；
29.s120：提供多个插设于所述锚杯10内的碳纤维杆组件30，每个所述碳纤维杆组件30皆包括一个碳纤维杆31，一个套设于所述碳纤维杆31上的调节衬套32，一个设置在所述碳纤维杆31一端的固定端33，一个设置在所述固定端33自由端头上的安装孔34，以及一个设置于所述安装孔34内的锲钉35，所述调节衬套32包括一个衬套主体321，一个设置在所述衬套主体一端的限位凸缘322，所述固定端33、所述安装孔34、以及所述锲钉35的外轮廓皆成锥形，所述轴孔12、所述固定端33、所述安装孔34、所述锲钉35的锥角方向一致，所述固定端33的最小直径等于所述调节衬套32的内径；
30.s130：每个所述碳纤维杆组件30皆分别插设于所述分丝板主体的安装通孔22内，所述调节衬套32插设于所述安装通孔22内；
31.s140：在所述锚杯10的轴孔12内注入锚固料，以将所述轴孔12内形成锚固件40。
32.s150：在每个碳纤维杆组件3侧壁上设置复合防护层50。
33.如图2至图3所示，其为本发明提供的碳纤维拉索的锚固强度提升方法中采用碳纤维拉索的锚固装置结构示意图。所述碳纤维拉索的锚固装置包括一个锚杯10，一个容置于所述锚杯10内的分丝板20，多个插设于所述锚杯10内的碳纤维杆组件30，一个容置于所述锚杯10内的锚固件40，以及设置于所述个碳纤维杆组件30侧壁上设置复合防护层50。
34.所述锚杯10包括一个锚杯主体11，以及一个设置在所述锚杯主体11轴向上的轴孔12。所述轴孔12的外轮廓成锥形，以使所述碳纤维杆组件30、所述锚固件40在所述锚杯10内稳定。
35.所述分丝板20包括一个容置于所述轴孔12内的分丝板主体21，以及多个设置在所述分丝板主体21上的安装通孔22，以及多个设置在所述分丝板主体21上安装盲孔23。所述安装通孔22用于插设所述碳纤维杆组件30，以使所述碳纤维杆组件30在所述轴孔12排列整齐，多个所述碳纤维杆组件30成扇形状排列于所述轴孔12内，以使所述碳纤维杆组件30在所述轴孔12内受力均匀，每个所述安装通孔22边缘皆环绕设置多个所述安装盲孔23，以限制下述调节衬套32的位置。
36.所述安装通孔22包括一个第一安装通孔221，一个设置在所述第一安装通孔221一端的第二安装通孔222，所述第一安装通孔221的直径大于所述第二安装通孔22的直径，可以想到的是所述第一安装通孔221与所述第二安装通孔222之间成台阶状，以便于限制下述调节衬套32的位置。
37.每个所述碳纤维杆组件30皆包括一个碳纤维杆31，一个套设于所述碳纤维杆31上的调节衬套32，一个设置在所述碳纤维杆31一端的固定端33，一个设置在所述固定端33自
由端头上的安装孔34，以及一个设置于所述安装孔34内的锲钉35。
38.所述碳纤维杆31与所述固定端33之间为一体成型，所述锲钉35容置于所述安装孔34内，所述固定端33、所述安装孔34、所述锲钉35的外轮廓皆成锥形，从而在所述锲钉35的支撑下，所述固定端33保持锥形，以使所述固定端33限位稳定。所述锲钉35的锥角端头、所述固定端33的锥角端头皆与所述调节衬套32背向所述分丝板20一端齐平，以稳定限制所述调节衬套32在所述碳纤维杆31上的位置。
39.所述调节衬套32包括一个衬套主体321，一个设置在所述衬套主体一端的限位凸缘322多个设置在所述限位凸缘322上的定位杆323，以及多个套设在所述定位杆323上的弹簧324。所述固定端33的最小直径等于所述调节衬套32的内径，从而限制了所述调节衬套32在所述碳纤维杆组件30上的位置，以使所述碳纤维杆组件30安装稳定。所述衬套主体321插设于所述安装通孔22内，所述限位凸缘322外径大于所述安装通孔22直径，使所述限位凸缘322抵接于所述分丝板20上，所述限位凸缘322限制了所述碳纤维杆组件30的位置，且将力均匀传递至所述分丝板20上。
40.所述衬套主体321外径等于所述第一安装通孔221的直径，所述第一安装通孔221与所述第二安装通孔222之间成台阶状，以使所述调节衬套32在所述分丝板20上的位置稳定。另外每个所述定位杆323与一个所述弹簧324为一组，一组所述定位杆323、所述弹簧324皆容置于所述安装盲孔23内，所述定位杆323的高度小于所述安装盲孔23的深度，所述弹簧324的高度等于所述安装盲孔23的深度，从而所述调节衬套32在所述弹簧324、以及所述定位杆323的作用下，所述调节衬套32受力得到缓冲，以减小施加于所述分丝板20上的力。
41.所述轴孔12、所述固定端33、所述安装孔34、以及所述锲钉35的外轮廓皆成锥形，且所述轴孔12、所述固定端33、所述安装孔34、所述锲钉35的锥角方向一致，可以想到的是，所述碳纤维杆组件30受力且带动所述锚固件40、所述固定端33移动时，所述锚固件40、所述固定端33皆逐步收紧，限制了所述锚固件40、所述碳纤维杆组件30在所述锚杯10内的位置，并且所述锚杯10、所述固定端33、以及所述锚固件40在受力的过程中，其侧壁可分解为横向和纵向两个力。
42.所述锚固件40包括一个锚固件主体41，一个设置在所述锚固件主体41上的分丝板安装孔42，以及多个设置在所述锚固件主体41上且穿过所述分丝板安装孔42的锚固安装孔43。每个所述锚固安装孔43皆包括一个第一锚固安装孔431，以及一个设置在所述第一锚固安装孔431一端的第二锚固安装孔432，所述第二锚固安装孔432的外轮廓成锥形，所述碳纤维杆31插设于所述第一锚固安装孔431内，所述固定端33容置于所述第二锚固安装孔432内，所述锚固件40为所述锚杯10内注入锚固料形成，故可以想到的是，所述第一锚固安装孔431与所述碳纤维杆31的外轮廓形状一致，所述固定端33与所述第二锚固安装孔432的外轮廓形状一致。
43.所述复合防护层50包括一个设置于碳纤维杆31上的钢丝层51，一个套设于所述钢丝层51上的耐磨层52。所述耐磨层52由玄武岩纤维丝、芳纶纤维、玻璃纤维中的一种制成。所述钢丝层51、所述耐磨层52皆用于防护所述碳纤维杆31，且所述钢丝层51、所述耐磨层52皆为一种现有技术，在此不再赘述。
44.与现有技术相比，本发明提供的提高碳纤维拉索锚固均匀性的方法通过在所述锚杯10内容置所述分丝板20，所述碳纤维杆组件30分别插设于所述安装通孔22内。所述碳纤
维杆组件30皆包括一个碳纤维杆31，一个套设于所述碳纤维杆31上的调节衬套32，一个设置在所述碳纤维杆31一端的固定端33，一个设置在所述固定端33自由端头上的安装孔34，以及一个设置于所述安装孔34内的锲钉35。所述固定端33的最小直径等于所述调节衬套32的内径，从而所述调节衬套32可限制所述碳纤维杆31的位置，所述调节衬套32包括一个衬套主体321，一个设置在所述衬套主体一端的限位凸缘322，所述调节衬套32插设于所述安装通孔22内，所述限位凸缘322外径大于所述安装通孔22直径，使所述限位凸缘322抵接于所述分丝板20上，所述限位凸缘322限制了所述碳纤维杆组件30的位置，且将力均匀传递至所述分丝板20上。当所述碳纤维杆组件30在所述锚杯10定位完成后，注入锚固料，以将所述轴孔12内形成锚固件40，限制所述分丝板20、所述碳纤维杆组件30的位置。且所述轴孔12、所述固定端33、所述安装孔34、以及所述锲钉35的外轮廓皆成锥形，以减小所述锚固件40、所述固定端33的径向受力。该提高碳纤维拉索锚固均匀性的方法所有碳纤维杆受力均匀，解决了锚具内碳纤维杆受力方向分散。
45.以上仅为本发明的较佳实施例，并不用于局限本发明的保护范围，任何在本发明精神内的修改、等同替换或改进等，都涵盖在本发明的权利要求范围内。