【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及结构加固工程，尤其是涉及一种预应力碳纤维板的变波纹夹片锚具。
技术介绍
1、碳纤维板以轻质、高强、抗拉、耐腐蚀、施工方便等特性使其在土木领域中不断被重视起来。近年来,碳纤维板等高强度复合纤维材料被广泛地应用于土木建筑工程的加固领域。将碳纤维板张拉后锚固于构件的表面,可以提高构件的抗弯承载力、抗剪承载力、抗裂性,还可以提高碳纤维板的使用效率、降低加固成本，在混凝土和钢梁的加固中显示出很好的性能提升效果。
2、目前,在加固领域中通常采用夹片式锚夹具对碳纤维板材进行夹持,另配合张拉系统对锚夹具进行张拉。利用金属锚夹具夹持碳纤维板的两端,对板材施加预应力并与结构物进行联结的加固效果十分显著。夹片式锚具由带锥孔的锚板和两个楔形夹片组成，锚板内有倾斜一定角度的锥孔，两个楔形夹片夹紧碳纤维板后插入锚板内的锥孔，通过对夹片施加顶压力的方式使其一同进入锥孔，锥孔壁对夹片斜面产生摩擦力阻止夹片回缩，形成“自锁”，同时夹片对碳纤维板产生挤压力，夹片与碳纤维板间产生摩擦力，进而达到锚固碳纤维板的作用。
3、根据界面机理，现有的锚固可分为两大类：环氧粘胶锚固和摩擦机械锚固。环氧粘胶锚固体系主要依靠环氧树脂的剪切强度来抵抗拉力，但由于环氧树脂固化体系在使用过程中存在老化问题，在动载下的耐久性难以保证,同时需要一周左右时间完全固化，施工效率较低。与环氧粘胶锚固相比，利用夹片和碳纤维板之间的摩擦力进行机械摩擦锚固，不需考虑粘结胶老化问题，施工方法更为简单快捷。
4、在张拉过程常因锚具、碳纤维板、千斤顶等部件中心
5、在利用金属锚夹具对碳纤维板进行夹持时，对夹持均匀性要求很高，现有的锚具在夹持碳纤维板时，其夹持部位会产生应力集中而使碳纤维板产生局部剪切破坏；或者在张拉过程中因夹持力不足使碳纤维板滑出锚具，既造成了材料的浪费，又影响了现场施工的效率。因此，有必要提供一种新型的夹片式锚具，来克服上述缺陷。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种预应力碳纤维板的变波纹夹片锚具，该锚具通过夹片变波纹和夹片中心起弧设计来增大夹持力，在较大张拉力下仍能保证稳定的锚固，解决了碳纤维板易滑移问题；该锚具可提供均匀有效的夹持力，降低夹片端部的应力集中。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了一种预应力碳纤维板的变波纹夹片锚具，包括锚板、上波纹夹片、碳纤维板和下波纹夹片，所述上波纹夹片和所述下波纹夹片均呈楔形结构，所述上波纹夹片和所述下波纹夹片波纹面上波纹的波峰和波谷紧密相贴合，所述碳纤维板夹设在所述上波纹夹片和下波纹夹片之间，所述上波纹夹片、所述碳纤维板和所述下波纹夹片三者形成一个整体；所述锚板上开设有锥孔，所述上波纹夹片和下波纹夹片均穿设在所述锥孔内部，所述上波纹夹片和下波纹夹片的外壁均与所述锥孔内壁相贴合；所述上波纹夹片和所述下波纹夹片上与所述锥孔之间的接触面采用中心起弧设计。
3、优选地，所述上波纹夹片和所述下波纹夹片波纹面上的波纹由楔形结构的薄端到厚端呈由缓到急分布。
4、优选地，所述上波纹夹片和所述下波纹夹片波纹面上的波形齿个数为1-10个。
5、优选地，所述上波纹夹片和所述下波纹夹片波纹面的表面粗糙度数值≥6.3。
6、优选地，所述上波纹夹片和下波纹夹片的外壁与所述锥孔内壁之间均涂抹有润滑油。
7、优选地，所述上波纹夹片、所述下波纹夹片和所述锚板的材质选用低合金结构钢q345。
8、优选地，通过顶压装置对所述上波纹夹片和所述下波纹夹片的厚端同步施加顶压力，进行预紧。
9、优选地，所述上波纹夹片、所述下波纹夹片和所述锥孔的倾角为3°至6°，三者倾角保持一致。
10、优选地，所述碳纤维板的厚度为1-5mm。
11、优选地，所述上波纹夹片和所述下波纹夹片的由薄端至厚端的起弧高度均为0-0.5mm。
12、优选地，所述锚板的上表面中心挖槽安装万向水准仪；所述锚板的小孔端上表面中心处安装磁吸式激光对中仪。
13、本专利技术相对于现有技术取得了以下有益效果：
14、本专利技术中该锚具通过夹片变波纹和夹片中心起弧设计来增大夹持力，在较大应力下，仍能保证稳定的锚固效果，解决了碳纤维板易滑移问题。
15、本专利技术中该锚具可提供均匀有效的夹持力，降低夹片端部的应力集中，可保证高强纤维板材的夹持均匀性。
16、本专利技术中锚板倾角的最优设计角度可避免锚板内壁的应力集中过大，超过材料极限强度；本专利技术中锚板与夹片无角度差设计可避免锚板产生过大变形，减少预应力损失，提升锚固能力。
17、本专利技术中锚板和夹片的材质选用低合金结构钢q345，为提高碳纤维板受力的均匀性，钢材要有一定的变形能力，在张拉过程中锚板和夹片在相互作用下产生变形并贴合得更紧密。
18、本专利技术中锚板上表面中心安装的万向水准仪和激光对中仪，可在安装及张拉过程中时刻反馈各部件是否水平及中心对中，以便工作人员及时做出调整，保证施工安全，避免碳板受扭、受剪、弯曲破坏，改善了碳纤维材料强度利用率低的问题；激光对中仪可重复使用降低成本，操作简单。
19、本专利技术中取消粘结胶在锚具中的使用，提高施工效率，且制造简单、安装简易、施工方便、体型轻巧、性能可靠。
20、本专利技术运输方便，各部件现场组装便捷，施工效率高，在施工过程中不会出现碳纤维板劈丝或滑脱等问题。
21、本专利技术中所需材料或零件均采用工厂标准化生产，质量可控、成本低廉，适用于采用碳板加固数量较多的实际工程中。
22、本专利技术可制成多种形式,如图4-7，可用于桥梁工程及建筑工程的增强和加固,适应能力强,应用范围广。
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1.一种预应力碳纤维板的变波纹夹片锚具，其特征在于，包括锚板、上波纹夹片、碳纤维板和下波纹夹片，所述上波纹夹片和所述下波纹夹片均呈楔形结构，所述上波纹夹片和所述下波纹夹片波纹面上波纹的波峰和波谷紧密相贴合，所述碳纤维板夹设在所述上波纹夹片和下波纹夹片之间，所述上波纹夹片、所述碳纤维板和所述下波纹夹片三者形成一个整体；所述锚板上开设有锥孔，所述上波纹夹片和下波纹夹片均穿设在所述锥孔内部，所述上波纹夹片和下波纹夹片的外壁均与所述锥孔内壁相贴合；所述上波纹夹片和所述下波纹夹片上与所述锥孔之间的接触面采用中心起弧设计。
2.根据权利要求1所述的预应力碳纤维板的变波纹夹片锚具，其特征在于：所述上波纹夹片和所述下波纹夹片波纹面上的波纹由楔形结构的薄端到厚端呈由缓到急分布；优选地，所述上波纹夹片和所述下波纹夹片波纹面上的波形齿个数为1-10个。
3.根据权利要求2所述的预应力碳纤维板的变波纹夹片锚具，其特征在于：所述锚板的上表面中心挖槽安装万向水准仪；所述锚板的小孔端上表面中心处安装磁吸式激光对中仪。
4.根据权利要求3所述的预应力碳纤维板的变波纹夹片锚具，
5.根据权利要求4所述的预应力碳纤维板的变波纹夹片锚具，其特征在于：所述上波纹夹片和下波纹夹片的外壁与所述锥孔内壁之间均涂抹有润滑油。
6.根据权利要求5所述的预应力碳纤维板的变波纹夹片锚具，其特征在于：所述上波纹夹片、所述下波纹夹片和所述锚板的材质选用低合金结构钢Q345。
7.根据权利要求6所述的预应力碳纤维板的变波纹夹片锚具，其特征在于：通过顶压装置对所述上波纹夹片和所述下波纹夹片的厚端同步施加顶压力，进行预紧。
8.根据权利要求1或7所述的预应力碳纤维板的变波纹夹片锚具，其特征在于：所述上波纹夹片、所述下波纹夹片和所述锥孔的倾角为3°至6°，三者倾角保持一致。
9.根据权利要求8所述的预应力碳纤维板的变波纹夹片锚具，其特征在于：所述碳纤维板的厚度为1-5mm。
10.根据权利要求1或7所述的预应力碳纤维板的变波纹夹片锚具，其特征在于：所述上波纹夹片和所述下波纹夹片的由薄端至厚端的起弧高度一致，为0-0.5mm。
...【技术特征摘要】
1.一种预应力碳纤维板的变波纹夹片锚具，其特征在于，包括锚板、上波纹夹片、碳纤维板和下波纹夹片，所述上波纹夹片和所述下波纹夹片均呈楔形结构，所述上波纹夹片和所述下波纹夹片波纹面上波纹的波峰和波谷紧密相贴合，所述碳纤维板夹设在所述上波纹夹片和下波纹夹片之间，所述上波纹夹片、所述碳纤维板和所述下波纹夹片三者形成一个整体；所述锚板上开设有锥孔，所述上波纹夹片和下波纹夹片均穿设在所述锥孔内部，所述上波纹夹片和下波纹夹片的外壁均与所述锥孔内壁相贴合；所述上波纹夹片和所述下波纹夹片上与所述锥孔之间的接触面采用中心起弧设计。
2.根据权利要求1所述的预应力碳纤维板的变波纹夹片锚具，其特征在于：所述上波纹夹片和所述下波纹夹片波纹面上的波纹由楔形结构的薄端到厚端呈由缓到急分布；优选地，所述上波纹夹片和所述下波纹夹片波纹面上的波形齿个数为1-10个。
3.根据权利要求2所述的预应力碳纤维板的变波纹夹片锚具，其特征在于：所述锚板的上表面中心挖槽安装万向水准仪；所述锚板的小孔端上表面中心处安装磁吸式激光对中仪。
4.根据权利要求3所述的预应力碳纤维板的变波纹夹...
【专利技术属性】
技术研发人员：肖丹，徐晓霞，王中强，高剑波，刘奔江，彭军龙，齐艺佳，肖杰，李清波，彭大为，
申请(专利权)人：长沙理工大学，
类型：发明
国别省市：
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