一种穿过式纤维构件扩大结构的制作方法

本发明涉及到土木工程中使用的纤维构件，具体涉及一种穿过式纤维构件扩大结构。

背景技术：

1、纤维材料具有强度高、耐腐蚀强、重量轻、耐疲劳等优点，近年来在工程界得到了广泛应用。在结构工程中，纤维材料通常编织成高强度布，多用于结构的补强和修复，效果显著。由于高强度布类似材料作为结构需要后固结，难以施加预应力。最近的研究表明，将纤维与固结材料进行结合，可做成各种纤维构件，同样可以体现碳纤维的优越性。例如：碳纤维带状构件替换索桥的拉索，可大量减少拉索重量、提高使用周期、减少施工难度、降低成本，正在形成一种趋势；碳纤维构件取代传统钢结构中的拉杆，可减少结构重量、便于施工、延长使用周期、降低成本；钓鱼竿基本上都是采用碳纤维构件；碳纤维汽车构件......。玄武岩纤维、玻璃纤维等也有碳纤维某些特征和独有特点，在工程中应用也叫普遍。总之，在未来10年以内，纤维构件将大规模进入结构工程领域，成为一种常规构件，市场前景极其可观。

2、当纤维作为受拉构件时，可以承受很大的荷载，有显著的优势。但因为纤维结构由纤维和固结材料组成，其固结强度低（仅约100mpa），不能依靠固结材料并通过螺栅丝口连接，采用增加表面摩擦的方式与其他材料连接往往受条件限制，难以实施。因此，在受拉纤维杆需要锚固的场合，很难完成有效连接。例如，当碳纤维拉杆作为锚杆或锚索构件时，锚孔内灌浆（强度400mpa左右）与固结材料之间的粘结力不能提供拉杆的抗力。另外，如果采用传统的波形板挤压连接，一方面存在拉杆截面和钻孔形状受到限制的问题，另一方面存在锚固可靠性大幅度降低的问题。总之，对于纤维构件而言，迄今为止还没有有效的连接结构。

技术实现思路

1、为了解决这个问题，本发明提出一种新型穿过式纤维构件扩大结构，拓宽纤维构件的应用范围。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案。

3、一种穿过式纤维构件扩大结构，其扩大结构的结构件由右端环状结构、中部环状结构和左端环状结构组成，特征在于：三种环状结构均有中心孔，孔形尺寸由纤维构件确定；右端环状结构、中部环状结构通过螺栅与左端环状结构连接；纤维构件穿过结构件中心孔，部分需要截断的纤维线沿右端环状结构表面向左端绕行，穿过相邻中部环状结构的中心孔，再沿下一个中部环状结构表面向左端绕行，直至中部环状结构的中心孔边沿为止；对纤维线部分加温，使纤维外部固结材料包裹部分融化，从新固结为一体；采用螺栅将左端环状结构和中部环状结构固定在右端环状结构上，旋紧。

4、进一步：右端环状结构、中部环状结构和左端环状结构均可分别呈圆形、椭圆形、多边形等形状。

5、再进一步：中部环状结构的数量>1，根据实际情况确定；纤维线在右端环状结构、中部环状结构和左端环状结构间绕行部分，环状结构在转向棱角处做成大于纤维线容许转弯半径的弧形。

6、更进一步：纤维线部分加温从新固结后，纤维固结体与环状扩大结构之间有空隙时，采用固结材料浇筑填充；中部环状结构采用数量和螺栅的旋紧程度以纤维不被拉出和过大变形为准，通过计算或试验确定。

7、一种穿过式纤维构件扩大结构实施步骤为：

8、步骤1、通过试验或计算，确定采用的中部环状结构数量，加工右端环状结构、中部环状结构和左端环状结构，其结构特征为：中心孔容许纤维构件和绕行的纤维线通过；纤维线转向处，环状结构棱角处做成大于纤维线容许转弯半径的弧形；

9、步骤2、将纤维做成外部有固结材料包裹的纤维线待用；

10、步骤3、确定扩大结构数量，设计每个扩大结构外形尺寸、中部环状结构数量、每个扩大结构承担荷载对应的截断纤维线数量；

11、步骤4、将截断纤维线按照：纤维构件穿过结构件中心孔，需要截断的纤维线沿右端环状结构表面向左端绕行，穿过相邻中部环状结构的中心孔，再沿下一个中部环状结构表面向左端绕行，直至中部环状结构的中心孔边沿为止；

12、步骤5、将绕行纤维线和两扩大结构之间的纤维构件加温，重新固结纤维线外部固结材料；用螺栅将左端环状结构和中部环状结构接到右端环状结构上，压紧；

13、步骤6、制备与扩大结构外形相同的模具，将扩大结构放入对应的模具中，浇入固结材料，采取有效措施确保浇筑密实性，固结材料凝固后，拆除模具；

14、步骤7、按步骤4-6制作其他扩大结构，根据设计要求，按传统方法完成其它非扩大纤维构件部分制作。

15、有益效果

16、 ①本发明首次利用在纤维构件的纤维线在扩大结构中绕行、固结的方法形成扩大结构，是一种新型技术，填补了纤维构件扩大结构自成型的空白；②本发明的扩大结构与纤维构件结为一体，避免了传统采用附加结构提高拉杆锚固力的方法中施工时，附加结构保护、有效作用、条件限制等一系列不可预见性，大幅度提高结构实施可靠性；②拉杆扩大结构预制方法避免了传统施工中形成扩大结构的各种不可预见性，大幅度提高结构实施可靠性；③纤维扩大结构与纤维构件制作统一工厂化，有利于保证结构质量、可靠度，符合建筑施工工厂化的总趋势。本发明的结构简单、力学原理清晰、易于制作，有很好的市场应用前景。

技术特征：

1.一种穿过式纤维构件扩大结构，其特征在于：包括右端环状结构（1）、中部环状结构（2）和左端环状结构（3），三种环状结构均有中心孔（4）；右端环状结构（1）、中部环状结构（2）通过螺栅（6）与左端环状结构（3）连接；纤维构件（7）穿过中心孔（4），部分纤维线（5）沿右端环状结构（1）表面向左端绕行，穿过相邻的中部环状结构（2）的中心孔（4），再沿下一个中部环状结构（2）表面向左端绕行，直至中部环状结构（2）的中心孔（4）边沿为止；纤维线（5）固结为一体。

2.根据权利要求1所述的穿过式纤维构件扩大结构，其特征在于：右端环状结构（1）、中部环状结构（2）和左端环状结构（3）均呈圆形、椭圆形或多边形。

3.根据权利要求1所述的穿过式纤维构件扩大结构，其特征在于：中部环状结构（2）为多个，纤维线（5）在转向棱角处呈弧形。

4.根据权利要求1所述的穿过式纤维构件扩大结构，其特征在于：纤维线（5）加温重新固结后，纤维固结体与环状扩大结构之间的空隙采用固结材料浇筑填充。

技术总结
本发明提供了一种穿过式纤维构件扩大结构，采用右端环状结构、中部环状结构和左端环状结构做成扩大结构骨架；纤维构件中的纤维线穿过的环状结构中心孔，然后在环状结构之间向后绕行、固结，由此与环状结构一起形成纤维构件的扩大结构。本发明首次利用在纤维构件的纤维线在环状结构中绕行、固结的方法形成扩大结构，填补了纤维构件扩大结构自成型的空白；扩大结构与纤维构件结为一体，避免了传统采用附加结构提高拉杆锚固力方法的种种弊病；本发明具有结构简单、易于制作等优势。

技术研发人员：叶晓明,许向彬,陈柏林,郭琪
受保护的技术使用者：重庆敏思岩土工程有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14