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大直径FRP拉索整体锚固体系研究
| 论文题名： | 大直径FRP拉索整体锚固体系研究 |
| 关键词： | FRP拉索;纤维增强复合材料;锚固体系;有限元分析;静载试验;疲劳荷载 |
| 摘要： | 纤维增强复合材料(Fiber Reinforced Polymer，简称FRP)因其轻质高强，耐疲劳、腐蚀等优异性能，在土木工程既有结构的加固和改造中得到了成功应用，并已逐步在部分新结构中试点和推广。作为受拉构件的FRP拉索体系被认为是最能发挥FRP材料高强性能的结构形式，其在大跨桥梁如斜拉桥中具有显著的优势和广阔的前景，但由于缺乏安全可靠的大直径FRP拉索锚固体系，一直是制约FRP拉索在重大工程中广泛应用的瓶颈问题。为研发出适用于多根、大直径、大吨位的FRP拉索锚固方法，本文立足于BFRP拉索，开展了以下几个方面的研究: (1)大直径FRP拉索锚固瓶颈问题研究。从锚固机理角度对现有FRP拉索的锚固方法进行了总结。通过力学分析明确了各锚固方法的荷载传递路径，指出粘结挤压型锚固方法是适用于多根、大直径、大吨位FRP拉索锚固方法。 (2)粘结挤压型BFRP拉索整体锚固体系有限元研究。以粘结挤压型BFRP拉索整体锚固体系为研究对象，运用数值模拟的方法，重点研究荷载传递材料内锥角度、粘结长度、壁厚等关键参数对锚固体系内应力分布及应力传递的影响，基于此确定了19根Φ4mm的BFRP拉索整体锚固体系的试件尺寸。 (3)大直径BFRP拉索整体锚固体系成型工艺试验研究。介绍19根Φ4mm BFRP拉索锚固体系各组件的设计与成型工艺，包括拉索制备、锚杯设计、荷载传递材料模压模具设计及其成型工艺。 (4)大直径BFRP拉索整体锚固体系静力性能试验研究。结合预应力钢筋—锚具组装件中钢筋效率系数ηp的计算方法，推导计算了19根Φ4mmBFRP拉索效率系数ηf。完成19根Φ4mmBFRP拉索整体锚固体系的静力性能试验，重点研究锚固区内拉索轴向应力传递方式，计算锚具效率系数ηa，并为锚固更大直径的BFRP拉索提出设计建议。 (5) FRP拉索锚固体系的疲劳试验荷载参数有限元分析。从结构层次出发，立足于苏通长江公路大桥，研究典型斜拉桥的荷载工况，分析苏通大桥中不同材料的拉索分别在短期和长期荷载作用下的应力变化情况，通过计算斜拉桥斜拉索在设计恒、活荷载作用下的索中应力变化情况，确定FRP拉索锚固体系的疲劳试验荷载参数。 |
| 作者： | 徐鹏程 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 吴智深;汪昕 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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