内嵌钢珠FRP筋内锥式粘结锚具及其实施方法技术领域
本发明涉及一种受拉索或筋材的锚固装置，尤其是锚固纤维筋材(FRP)的粘结式
锚固装置及其实施方法。
背景技术
现有的FRP筋锚具主要有粘结式、夹持式和复合式三种。虽然现有的粘结式锚固装
置，实现了对FRP筋的有效粘结，但该类型锚具在保证有效锚固的前提下，会导致锚具长度
过大；同时内锥段的挤压作用可能出现明显的分布不均匀，整个内锥段的锚固作用不能完
全发挥，整体锚固效率较低，不利于锚筒吨位的提高。夹持式锚具中夹片对FRP筋的横向挤
压力过大，而FRP筋的横向抗剪强度较低，容易因筋材剪切破坏导致锚具失效。复合式锚具
的构造复杂，对锚具材料要求高，增加了成本，不适于大规模生产应用。
发明内容
发明目的：本发明提供一种内嵌钢珠FRP筋内锥式粘结锚具及其实施方法，以缩短
锚具长度，能有效避免因夹持产生的剪切破坏和筋材的滑移，施工简单方便，费用较低，应
用面广，可适用于各种不同类型的纤维筋材的锚具。
技术方案：为实现上述目的，本发明采用以下的技术方案：
一种内嵌钢珠FRP筋内锥式粘结锚具，包括锚筒、钢珠，所述锚筒内开设有锥形的
空腔，该空腔的直径由上自下递减；所述锚筒的上下两端分别设置有上端对中堵头和下端
对中堵头，上端对中堵头和下端对中堵头上均开设有对中孔，对中孔用于将筋材穿过；所述
上端对中堵头上开设有若干个孔洞，所述孔洞的直径大于钢珠的直径；所述钢珠为多个，填
充于锚筒和筋材之间；所述锚筒上设有灌胶孔，灌胶孔与锚筒内的空腔连通。
所述灌胶孔位于锚筒下端。
所述钢珠为多个直径不同的钢珠，以不同级配分层放入锚筒和筋材之间。
所述上端对中堵头和下端对中堵头的中心位于锚筒的中轴线上。
所述对中孔位于上端对中堵头和下端对中堵头的中心位置。
所述孔洞位于对中孔周围，且呈环状分布。
一种内嵌钢珠FRP筋粘结式锚具的实施方法，包括以下步骤：
步骤一：将锚筒直立，并且将其内部的空腔直径较大的一端朝上，将筋材依次穿过
下端对中堵头上的对中孔、锚筒、上端对中堵头上的对中孔；
步骤二：固定锚筒的上端对中堵头和下端对中堵头，使筋材对中；
步骤三：通过上端对中堵头上的若干个的孔洞，将直径由小到大的钢珠依次放入；
步骤四：用压力灌胶设备从灌胶孔开口处进行灌胶；
步骤五：灌胶后，待固化即可。
所述步骤三中，每个孔洞中放入的相同直径的钢珠数量相等，使得钢珠在锚筒和
筋材间均匀分布。
所述步骤四中，灌胶时，直到上端对中堵头的所有对中孔及孔洞均有胶体溢出，完
成灌胶。
所述步骤五中，固化过程中，托住锚筒的下端对中堵头并保持锚筒筋材始终保持
竖直状态，直至固化。
有益效果：本发明在FRP筋材和锚筒之间嵌入钢珠，固定了筋材的位置，加强了锚
具的性能，同时使锚具的抗滑移能力增强，锚具效率提高，减小了锚具长度，提高了锚具的
耐久性。施工简单方便，费用低，可以广泛推广，适用于不同类型的FRP筋材。
附图说明
图1为本发明内嵌钢珠FRP筋带锥度粘结式锚具的三维模型示意图；
图2为本发明内嵌钢珠FRP筋带锥度粘结式锚具的纵剖面结构示意图；
图3为图2的I-I剖视图；
图4为本发明内嵌钢珠FRP筋带锥度粘结式锚具的上端对中堵头的结构三维示意
图；
图5为实施例中锚具试验的荷载-位移曲线；
图6为试件S-2纵剖切面的实物图；
图中：1-锚筒，2-上端对中堵头，3-下端对中堵头，4-灌胶孔，5-钢珠，6-筋材，7-对
中孔。
具体实施方式
如图1-4所示，一种内嵌钢珠FRP筋内锥式粘结锚具，包括锚筒1、钢珠5，锚筒1内开
设有锥形的空腔，该空腔的直径由上自下递减；锚筒1的上下两端分别设置有上端对中堵头
2和下端对中堵头3，上端对中堵头2和下端对中堵头3上均开设有对中孔7，对中孔7用于将
筋材6穿过；上端对中堵头2上开设有若干个孔洞8，所述孔洞8的直径大于钢珠5的直径；钢
珠5为多个，填充于锚筒1和筋材6之间；锚筒1上设有灌胶孔4，灌胶孔4与锚筒1内的空腔连
通。
为使得灌胶效果好，灌胶孔4尽量靠近锚筒1下端。
钢珠5为多个直径不同的钢珠，以不同级配分层放入锚筒1和筋材6之间。钢珠5的
直径与钢珠5所在位置的锚筒1内壁到筋材6表面的距离相适配。
上端对中堵头2和下端对中堵头3的中心位于锚筒的中轴线上。
对中孔7位于上端对中堵头2和下端对中堵头3的中心位置。
孔洞8位于对中孔7周围，且呈环状分布。
一种内嵌钢珠FRP筋粘结式锚具的实施方法，包括以下步骤：
步骤一：将锚筒1直立，并且将其内部的空腔直径较大的一端朝上，将筋材6依次穿
过下端对中堵头3上的对中孔、锚筒1、上端对中堵头2上的对中孔；
步骤二：固定锚筒1的上端对中堵头2和下端对中堵头3，使筋材6对中；
步骤三：通过上端对中堵头2上的若干个的孔洞8，将直径由小到大的钢珠5依次放
入；每个孔洞8中放入的相同直径的钢珠数量相等，使得钢珠5在锚筒1和筋材6间均匀分布；
步骤四：用压力灌胶设备从灌胶孔4开口处进行灌胶；直到上端对中堵头2的所有
对中孔及孔洞均有胶体溢出，完成灌胶；
步骤五：灌胶后，待固化即可；固化过程中，托住锚筒1的下端对中堵头并保持锚筒
筋材始终保持竖直状态，直至固化。
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。
实施例
本实施例中共制作了3组锚具试件，3组试件均采用与本发明的锚具相同的尺寸，
锚具长度为50mm，为了测试发明锚具的锚固效率，3组试件另一端必须有效锚固，故均采用
长度200mm钢管直筒锚具，3组试件筋材自由端长度为250mm。筋材均采用直径5mm的带肋
CFRP筋材。
本实例的实施方法的步骤如上文所述，3组试件的不同之处如下表1所示：
表1 3组试件制作工艺
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图5为锚具试验的荷载-位移曲线，由图可知采用S-2和S-3锚具锚固的筋材没有滑
移或者滑移后又有后期承载力，而S-1锚具锚固后的筋材在受力很小时就产生滑移。该试验
可证明钢珠对锚具锚固效率提高的作用。图6为试件S-2纵剖切面的实物图。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人
员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应
视为本发明的保护范围。