为将碳纤维(CFRP)筋应用于桥梁工程,研制了CFRP筋夹片式锚具,它由锚杯、4片夹片和金属套管组成.对不同齿距的夹片、不同材质和壁厚的套管以及不同的预紧力进行了正交试验,以考察不同参数对CFRP筋夹片式锚具综合锚固性能的影响,并通过锚固强度和直径更大的CFRP筋对该夹片式锚具进行了检验.试验表明:夹片齿距、套管厚度和预紧力均对锚固性能有较大影响,铝套管锚具的性能远优于铜套管锚具;预紧力为100 kN,铝套管厚度为0.8 mm,夹片齿距为10 mm时,夹片式锚具的综合锚固性能最好,锚固效率达95.5%.该夹片式锚具至少能用于直径9 mm,抗拉强度2 500 MPa的CFRP筋.
提出CFRP筋夹片式锚具新的计算理论,并以此理论为依据设计一种新型CFRP筋夹片式锚具,它由锚杯、四片式夹片、涂砂铝套管或涂砂铜套管组成。在理论推导过程中,将夹片式锚具各组件在长度方向上分成多个等份,对其中各组件任意等份建立力学计算模型,并考虑各夹片间的独立性;通过静载试验对夹片式锚具的锚固性能进行测试,并分析比较锚杯拉应力的理论计算与试验实测结果。结果表明,该CFRP筋夹片式锚具计算理论能计算锚具各点的应力及横向位移,并能预测锚具极限承载力;此夹片式锚具适用于锚固高强CFRP筋,它的平均锚固效率系数达到94.9%,且性能稳定;锚杯拉应力的理论计算与试验实测结果较吻合。
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