碳纤维拉索锚具及水浸环境对其疲劳性能的影响研究

发布时间：2024-06-04 06:34

　　缆索承重体系桥梁或大跨空间结构中的钢制拉索易在往复荷载及环境作用下发生锈蚀,影响结构的服役周期。纤维增强复合材料可设计性好、轻质、高强、耐腐蚀、疲劳性能良好,被认为是钢制拉索的潜在替代品。然而国内外关于纤维拉索锚固的研究相对滞后,同时,索锚结构在多耦合场作用下的耐久性研究尚属空白,为了推广FRP材料,这些问题亟待解决。本文在现有的单内锥粘结型锚具的基础上开发了一种新型多级锥体锚具,通过理论分析、数值模拟及静载试验验证其有效性,同时开展了单根及多根筋材的索锚结构耦合水浸润环境的疲劳试验,得到FRP筋的疲劳性能及水浸润环境在疲劳荷载作用下对索锚结构的影响。本文的具体研究内容及成果包括:(1)在单内锥粘结型锚具的基础上受力分析新型多级锥体锚具,结果表明,设置多级锥体可以调节筋材在锚具内受到的挤压应力,减小锚具前端的应力集中;同时多级锥体锚具也能有效减小锚具外径,对于双内锥锚具可减小锚具外径10～20mm,设置多内锥减小锚具外径更明显。对新型多级锥体锚具数值模拟,结果表明多级锥体结构可调节筋材受到的挤压应力,并分析了粘结介质弹模、摩擦系数、锚杯倾角对锚固性能的影响;锚具静载锚固性能良好,锚固效...

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1钢制拉索锈蚀及损伤

1.1研究背景及意义1.1.1研究的背景随着中国倡导的“一带一路”政策的不断深化及经济的快速发展，国家的交通运输版图也不断完善，也修建了一系列跨江海湖泊的大跨桥梁。其中大跨桥梁设计形式大部分为斜拉桥和悬索桥，它们都是以缆索或链索承受拉力作为主要承重构件的桥梁，这两类桥往往设计跨度....

图1.2Stork斜拉桥

桂林理工大学硕士学位论文6图1.2Stork斜拉桥图1.3江苏大学CFRP拉索人行天桥1.3锚固系统的研究现状碳纤维复合材料虽然比强度高、比模量高、耐腐蚀性能好，但是它的抗剪强度或者层间抗拉强度仅为纵向抗拉强度的1/20~1/10，容易使得碳纤维拉索往往没有发挥它的强度优势就在锚....

图1.3江苏大学CFRP拉索人行天桥

桂林理工大学硕士学位论文6图1.2Stork斜拉桥图1.3江苏大学CFRP拉索人行天桥1.3锚固系统的研究现状碳纤维复合材料虽然比强度高、比模量高、耐腐蚀性能好，但是它的抗剪强度或者层间抗拉强度仅为纵向抗拉强度的1/20~1/10，容易使得碳纤维拉索往往没有发挥它的强度优势就在锚....

图1.4四片式夹片锚具

桂林理工大学硕士学位论文7Sayed-AhmedEY等[17]在夹片倾角前端设置0.1°的锥角差、筋材上增设软金属套管，并通过数值模拟和试验验证该锚具的锚固性能。诸葛萍等[18]提出了CFRP夹片型锚具锚固的新理论，并开发了一种新的CFRP夹片型锚固系统，由软质金属套管、铁砂、四....

本文编号：3988997