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碳纤维筋和拉索用变刚度锚固系统研究
| 论文题名： | 碳纤维筋和拉索用变刚度锚固系统研究 |
| 关键词： | 桥梁结构;钢制拉索;碳纤维筋;变刚度锚固 |
| 摘要： | 桥梁结构中的钢制拉索存在腐蚀和疲劳问题，严重影响桥梁结构的安全和服役寿命。碳纤维增强复合材料（简称CFRP）具有轻质高强、耐腐蚀、抗疲劳等优点，可替代钢索应用于桥梁结构。但CFRP为典型各向异性材料，抗剪和抗压性能远小于抗拉性能，使CFRP存在难以锚固的问题，制约了其在土木工程领域的广泛应用。现有锚固技术还不成熟，尤其对多筋束、大吨位CFRP索亟待研制一种高锚固效率的锚固系统。针对以上问题，本文对CFRP筋和索的锚固系统开展试验研究，基于力学分析进行优化设计，提出新型高效的锚固体系。具体研究内容及成果包括： （1）CFRP筋和索锚具材料的试验研究。对CFRP锚固系统锚具材料进行试验研究，获得了相应本构参数。提出变刚度粘结材料的制作方案，对变刚度粘结材料进行静载试验，结果表明粘结材料的刚度随细骨料与环氧树脂质量比的增大而逐渐增大。 （2）CFRP筋楔形夹片式锚具和粘结型锚具的力学分析。通过理论分析及有限元模拟等方法发现两种锚具均有应力集中现象，且夹片自由端对CFRP筋产生剪切损伤。对优化后锚具进行力学分析，得到夹片与钢筒角差为0.1°时夹片对CFRP筋无剪切损伤；采用变刚度的夹片及粘结材料均可缓解应力集中现象。 （3）CFRP筋和索新型锚固系统的设计、制作及静载试验。对变刚度夹片式锚具和变刚度粘结型锚具进行试样制作与静载试验，均得到理想的破坏模式，表明两类锚具具有良好的锚固效果。对综合利用变刚度粘结材料和弯折筋束的新型CFRP索锚系统进行制作及静载试验分析，得到理想的破坏模式，且索锚滑移量小于等刚度CFRP索锚系统。 |
| 作者： | 牛延沼 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 咸贵军 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工业大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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