大直徑FRP拉索整體錨固體系研究.pdf

1、纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(Fiber Reinforced Polymer，簡(jiǎn)稱FRP)因其輕質(zhì)高強(qiáng)，耐疲勞、腐蝕等優(yōu)異性能，在土木工程既有結(jié)構(gòu)的加固和改造中得到了成功應(yīng)用，并已逐步在部分新結(jié)構(gòu)中試點(diǎn)和推廣。作為受拉構(gòu)件的FRP拉索體系被認(rèn)為是最能發(fā)揮FRP材料高強(qiáng)性能的結(jié)構(gòu)形式，其在大跨橋梁如斜拉橋中具有顯著的優(yōu)勢(shì)和廣闊的前景，但由于缺乏安全可靠的大直徑FRP拉索錨固體系，一直是制約FRP拉索在重大工程中廣泛應(yīng)用的瓶頸問(wèn)題。為研發(fā)出適用于多根

2、、大直徑、大噸位的FRP拉索錨固方法，本文立足于BFRP拉索，開展了以下幾個(gè)方面的研究:
　　(1)大直徑FRP拉索錨固瓶頸問(wèn)題研究。從錨固機(jī)理角度對(duì)現(xiàn)有FRP拉索的錨固方法進(jìn)行了總結(jié)。通過(guò)力學(xué)分析明確了各錨固方法的荷載傳遞路徑，指出粘結(jié)擠壓型錨固方法是適用于多根、大直徑、大噸位FRP拉索錨固方法。
　　(2)粘結(jié)擠壓型BFRP拉索整體錨固體系有限元研究。以粘結(jié)擠壓型BFRP拉索整體錨固體系為研究對(duì)象，運(yùn)用數(shù)值模擬的方法，重

3、點(diǎn)研究荷載傳遞材料內(nèi)錐角度、粘結(jié)長(zhǎng)度、壁厚等關(guān)鍵參數(shù)對(duì)錨固體系內(nèi)應(yīng)力分布及應(yīng)力傳遞的影響，基于此確定了19根Φ4mm的BFRP拉索整體錨固體系的試件尺寸。
　　(3)大直徑BFRP拉索整體錨固體系成型工藝試驗(yàn)研究。介紹19根Φ4mm BFRP拉索錨固體系各組件的設(shè)計(jì)與成型工藝，包括拉索制備、錨杯設(shè)計(jì)、荷載傳遞材料模壓模具設(shè)計(jì)及其成型工藝。
　　(4)大直徑BFRP拉索整體錨固體系靜力性能試驗(yàn)研究。結(jié)合預(yù)應(yīng)力鋼筋—錨具組裝件中

4、鋼筋效率系數(shù)ηp的計(jì)算方法，推導(dǎo)計(jì)算了19根Φ4mmBFRP拉索效率系數(shù)ηf。完成19根Φ4mmBFRP拉索整體錨固體系的靜力性能試驗(yàn)，重點(diǎn)研究錨固區(qū)內(nèi)拉索軸向應(yīng)力傳遞方式，計(jì)算錨具效率系數(shù)ηa，并為錨固更大直徑的BFRP拉索提出設(shè)計(jì)建議。
　　(5) FRP拉索錨固體系的疲勞試驗(yàn)荷載參數(shù)有限元分析。從結(jié)構(gòu)層次出發(fā)，立足于蘇通長(zhǎng)江公路大橋，研究典型斜拉橋的荷載工況，分析蘇通大橋中不同材料的拉索分別在短期和長(zhǎng)期荷載作用下的應(yīng)力變化情