一种释放套箍作用的frp拉索锚固装置及其安装方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及拉索的锚固领域，具体涉及一种释放套箍作用的FRP(FibreReinforced Polymer/Plastic，纤维增强复合材料)拉索销固装置及其安装方法。
【背景技术】
[0002]FRP是以纤维为增强材料，以树脂为基体材料，并掺入辅助剂，经拉拔成型和必要的表面处理后，形成的一种新型复合材料。相比于钢材，FRP具有轻质高强、耐腐蚀、抗疲劳性能好等优异性能，因此，采用FRP制作而成的FRP拉索具有良好的应用前景。但是，FRP拉索存在难以锚固的问题，因此，FRP拉索无法被广泛应用，尤其对于大吨位的FRP拉索，FRP拉索的上述优异性能仅体现在FRP拉索的轴向，FRP拉索的层间剪切等横向性能较差。FRP拉索锚具用于实现FRP拉索的锚固，现有的FRP拉索锚具可以分为三类:粘结型锚具、摩擦型锚具、挤压型锥形锚具。
[0003]粘结型锚具是通过树脂等粘结材料和外部直筒套管固定拉索，形成一体结构。这种锚固方式受力明确，只要保证足够的锚固长度及拉索表面的粗糙度，拉索就能够得到有效锚固。但是随着拉索张拉吨位的增大，需要的锚固长度迅速增大，锚具的长度过长，所需空间大，导致经济性不足。
[0004]摩擦型锚具是采用膨胀材料作为荷载传递介质，膨胀材料在套管和FRP拉索之间固化后膨胀，对套管内壁产生挤压力，从而增大和套管之间的摩擦力，实现锚固。但是，膨胀材料自身的抗压强度有限，在长期荷载作用下，膨胀材料可能失效，导致锚固失效。
[0005]挤压型锥形锚具可分为机械挤压型锚具和粘结挤压型锚具，机械挤压型锚具类似于钢绞线夹片式锚固方式，夹片对FRP拉索的刚度会产生一个突变，对FRP拉索横向强度较弱的部分会造成咬伤，降低锚固效率，甚至锚固失效。粘结挤压型锚具是采用荷载传递介质与FRP拉索形成一个锥形扩大端，通过具有内锥的套管与锥形扩大端作用，实现整体挤压锚固，其中，荷载传递介质的弹性模量选取非常关键，如果选取的弹性模量太小，会引起较大滑移，造成锚固失效；如果选取的弹性模量太大，会在荷载传递介质受荷端形成集中应力，导致拉索滑移拔出或者产生局部挤压破坏，造成锚固失效。
【发明内容】
[0006]针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种释放套箍作用的FRP拉索锚固装置及其安装方法，结构简单，实现大吨位FRP拉索的有效锚固。
[0007]为达到以上目的，本发明采取的技术方案是:一种释放套箍作用的FRP拉索锚固装置，用于锚固FRP拉索，该装置包括荷载传递套筒，所述荷载传递套筒的外轮廓呈圆台形，荷载传递套筒包括施荷端和自由端，施荷端的直径< 自由端的直径，荷载传递套筒包括沿中轴线设置的通孔，FRP拉索固定在荷载传递套筒的通孔内；所述荷载传递套筒的外部套有锚固套筒，荷载传递套筒的外表面与锚固套筒的内表面贴合，锚固套筒一体成型，
[0008]所述荷载传递套筒采用预浸树脂的玻璃纤维通过缠绕的方法制成；
[0009]所述锚固套筒与荷载传递套筒的自由端对应的部分为紧固段，所述锚固套筒与荷载传递套筒的施荷端对应的部分为释放段，荷载传递套筒的施荷端位于锚固套筒内，荷载传递套筒的施荷端的端面与锚固套筒的释放段的端面之间留有距离；
[0010]所述锚固套筒的释放段沿其周向均分为2?8等分，每相邻两等分之间留有间隙，所述释放段的外径 < 紧固段的外径，所述释放段外部套有环向护筒，释放段、紧固段的交汇处与环向护筒的一端固定连接，环向护筒的内表面与释放段的外表面之间留有间隙。
[0011]在上述技术方案的基础上，所述锚固套筒的紧固段外部设置有螺母，所述螺母与紧固段螺纹连接。
[0012]在上述技术方案的基础上，所述荷载传递套筒与释放段对应部分的长度占荷载传递套筒总长度的10%?40%。
[0013]在上述技术方案的基础上，所述释放段沿其周向均分为4等分。
[0014]在上述技术方案的基础上，每相邻两等分之间的间隙为0.1?1mm。
[0015]在上述技术方案的基础上，所述锚固套筒和环形护筒均采用金属材质制成。
[0016]在上述技术方案的基础上，所述释放段、紧固段的交汇处与环向护筒的一端螺纹连接。
[0017]在上述技术方案的基础上，所述释放段端面的外径 < 释放段另一端的外径，释放段、紧固段的交汇处与环向护筒的一端挤压连接。
[0018]在上述技术方案的基础上，所述环向护筒的内表面与释放段的外表面之间的间隙为 0.1 ?Imnin
[0019]在上述技术方案的基础上，所述荷载传递套筒的纵截面呈等腰梯形，等腰梯形的两腰所在直线之间的夹角为5°?12°。
[0020]释放套箍作用的FRP拉索锚固装置的安装方法，包括以下步骤:
[0021]S1.在FRP拉索上紧密缠绕预浸树脂的玻璃纤维，直至形成一个荷载传递套筒，所述荷载传递套筒的外轮廓呈圆台形，荷载传递套筒包括施荷端和自由端，施荷端的直径<自由端的直径；
[0022]S2.准备一个锚固套筒，所述锚固套筒一体成型，锚固套筒沿中轴线开有内孔，所述内孔呈圆台形，锚固套筒包括紧固段和释放段，释放段的内孔直径 < 紧固段的内孔直径，所述释放段的外径<紧固段的外径，所述释放段沿其周向均分为2?8等分，每相邻两等分之间留有间隙；
[0023]S3.将荷载传递套筒的施荷端，由锚固套筒的内孔插入，直至荷载传递套筒的外表面与锚固套筒的内表面贴合，所述锚固套筒的紧固段与荷载传递套筒的自由端对应，所述锚固套筒的释放段与荷载传递套筒的施荷端对应，荷载传递套筒的施荷端位于锚固套筒内，荷载传递套筒的施荷端的端面与锚固套筒的释放段的端面之间留有距离；
[0024]S4.在锚固套筒的释放段的外部套设一个环向护筒，释放段、紧固段的交汇处与环向护筒的一端固定连接，环向护筒的内表面与释放段的外表面之间留有间隙。
[0025]在上述技术方案的基础上，步骤S4还包括以下步骤:在锚固套筒的紧固段外部安装螺母，所述螺母与紧固段螺纹连接。
[0026]在上述技术方案的基础上，所述荷载传递套筒与释放段对应部分的长度占荷载传递套筒总长度的10%?40%。
[0027]在上述技术方案的基础上，所述释放段沿其周向均分为4等分。
[0028]在上述技术方案的基础上，每相邻两等分之间的间隙为0.1?1mm。
[0029]在上述技术方案的基础上，所述锚固套筒和环形护筒均采用金属材质制成。
[0030]在上述技术方案的基础上，所述释放段、紧固段的交汇处与环向护筒的一端螺纹连接。
[0031]在上述技术方案的基础上，所述释放段端面的外径 < 释放段另一端的外径，释放段、紧固段的交汇处与环向护筒的一端挤压连接。
[0032]在上述技术方案的基础上，所述环向护筒的内表面与释放段的外表面之间的间隙为 0.1 ?Imnin
[0033]在上述技术方案的基础上，所述荷载传递套筒的纵截面呈等腰梯形，等腰梯形的两腰所在直线之间的夹角为5°?12°。
[0034]与现有技术相比，本发明的优点在于:
[0035]1、本发明释放套箍作用的FRP拉索锚固装置中，施荷端位于锚固套筒内，施荷端的端面与释放段的端面之间留有距离；释放段沿其周向均分为2?8等分，每相邻两等分之间留有间隙，释放段的外径< 紧固段的外径，释放段外部套有环向护筒，释放段、紧固段的交汇处与环向护筒的一端固定连接，环向护筒的内表面与释放段的外表面之间留有间隙。本装置结构简单，释放段能够释放其对荷载传递套筒的套箍作用，使荷载传递套筒在对应处的径向约束力减弱，有效缓解荷载传递套筒的应力集中现象，