【摘要】：碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(CFRP)由于其優(yōu)良的輕質(zhì)、高強(qiáng)、抗疲勞及耐腐蝕性能,在橋梁等工程中潛在應(yīng)用價(jià)值巨大,運(yùn)用CFRP索替代鋼索有望從根本上解決鋼索銹蝕、自重大等問題。由于CFRP各向異性,其預(yù)應(yīng)力筋的錨固不能采用類似鋼索的傳統(tǒng)錨固方式,否則將導(dǎo)致筋材發(fā)生橫向剪切破壞,使錨固系統(tǒng)提前失效。目前開發(fā)的各型錨具中,如黏結(jié)式錨具,雖然在一定程度上解決了CFRP筋的錨固問題,但是仍存在一些其他問題,如黏結(jié)式錨固系統(tǒng)中黏結(jié)界面的存在,容易使錨固系統(tǒng)發(fā)生黏結(jié)滑移破壞,從而降低了其錨固效率。因此對(duì)錨具的界面特性進(jìn)行研究,特別是研究界面疲勞特性,了解界面黏結(jié)損傷機(jī)理,提高其黏結(jié)性能,對(duì)改善錨固系統(tǒng)工作性能,提高其錨固效率具有重要意義。依托國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(51508235),江蘇省教育廳高校自然科學(xué)基金項(xiàng)目(17KJD580002),國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(51608234)。本文研究的主要內(nèi)容及成果如下:1.靜載試驗(yàn)研究研究了不同內(nèi)部結(jié)構(gòu)形式的內(nèi)錐式錨具的錨固效果,并根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果選取了一種較為合適的內(nèi)錐式黏結(jié)型錨具用于疲勞試件的制作;測(cè)試了筋材-介質(zhì)界面不同處理方式下黏結(jié)式系統(tǒng)錨固性能變化;分析了界面削弱程度對(duì)系統(tǒng)錨固性能的影響。基于測(cè)試結(jié)果,得出以下結(jié)論:(1)黏結(jié)式錨具內(nèi)錐傾角的增大有助于提升其錨固性能,隨著傾角在一定程度上的增大,其錨固效果也有一定程度的提高。(2)筋材表面黏砂處理雖然提高了筋材-介質(zhì)界面粗糙程度,但是含量過高的沙粒,降低了界面的黏結(jié)性能。(3)錨固區(qū)筋材表面張貼應(yīng)變片的數(shù)目越多,界面黏結(jié)性能削弱程度就越大,錨固系統(tǒng)的錨固性能就越差。2.疲勞試驗(yàn)研究根據(jù)靜載試驗(yàn)結(jié)果,選取了具有特定參數(shù)和結(jié)構(gòu)形式的黏結(jié)型錨具進(jìn)行疲勞試件的制作和養(yǎng)護(hù),并對(duì)養(yǎng)護(hù)后的黏結(jié)式錨具試件進(jìn)行了不同參數(shù)(頻率、應(yīng)力幅等)的疲勞加載試驗(yàn),研究了循環(huán)加載過程中黏結(jié)式錨固系統(tǒng)筋材-介質(zhì)界面的疲勞特性�；谠囼�(yàn)結(jié)果,得出以下結(jié)論:(1)在一定的應(yīng)力幅值范圍內(nèi),隨著疲勞加載的次數(shù)的增加,黏結(jié)式錨固系統(tǒng)筋材-介質(zhì)界面滑移逐漸增加;但隨著加載次數(shù)的增加,界面滑移值增幅卻在逐漸減小,系統(tǒng)逐漸趨于穩(wěn)定;加載達(dá)到一定次數(shù)后,滑移值不再增加,系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。(2)加載頻率對(duì)界面溫度變化具有較大影響,頻率較低時(shí)界面溫度逐漸升高并達(dá)到穩(wěn)定;頻率較高時(shí),界面溫度先升高后降低并逐漸達(dá)到穩(wěn)定;溫度變化在一定程度上與界面滑移變化具有一致性,兩者均反映了錨固系統(tǒng)的工作狀態(tài)。3.界面疲勞損傷分析本文分析了黏結(jié)式錨固系統(tǒng)筋材-介質(zhì)界面黏結(jié)錨固機(jī)理,通過循環(huán)加載試驗(yàn)研究了界面疲勞特性(界面滑移變化、溫度變化等),在此基礎(chǔ)上運(yùn)用剪切筒幾何模型結(jié)合試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析了錨固系統(tǒng)界面疲勞損傷。最后本文指出了目前對(duì)于CFRP筋具研究與應(yīng)用存在的不足之處,結(jié)合當(dāng)今世界橋梁工程的發(fā)展?fàn)顩r,指出其研究及應(yīng)用有待進(jìn)一步提升之處并為其抗疲勞設(shè)計(jì)提供了一些建議。
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TU757
【圖文】：

表 1.1 世界著名的拉索橋Tab.1.1 The famous cable stayed bridge all over the word序號(hào) 國(guó)家 橋梁名稱 結(jié)構(gòu)體系 跨度 建成時(shí)間1 美國(guó) 達(dá)姆 鮑英脫橋 斜拉橋 396m 1988 年2 法國(guó) 諾曼底大橋 斜拉橋 856m 1994 年3 日本 多多羅大橋 斜拉橋 890m 1999 年4 中國(guó) 蘇通大橋 斜拉橋 1088m 2008 年5 中國(guó) 香港昂船洲大橋 斜拉橋 1018m 2009 年6 美國(guó) 華盛頓橋 懸索橋 1067m 1931 年7 美國(guó) 舊金山金門大橋 懸索橋 1280m 1937 年8 日本 明石海峽大橋 懸索橋 1991m 1998 年9 中國(guó) 潤(rùn)揚(yáng)長(zhǎng)江大橋 懸索橋 1490m 2004 年

表 1.1 世界著名的拉索橋Tab.1.1 The famous cable stayed bridge all over the word序號(hào) 國(guó)家 橋梁名稱 結(jié)構(gòu)體系 跨度 建成時(shí)間1 美國(guó) 達(dá)姆 鮑英脫橋 斜拉橋 396m 1988 年2 法國(guó) 諾曼底大橋 斜拉橋 856m 1994 年3 日本 多多羅大橋 斜拉橋 890m 1999 年4 中國(guó) 蘇通大橋 斜拉橋 1088m 2008 年5 中國(guó) 香港昂船洲大橋 斜拉橋 1018m 2009 年6 美國(guó) 華盛頓橋 懸索橋 1067m 1931 年7 美國(guó) 舊金山金門大橋 懸索橋 1280m 1937 年8 日本 明石海峽大橋 懸索橋 1991m 1998 年9 中國(guó) 潤(rùn)揚(yáng)長(zhǎng)江大橋 懸索橋 1490m 2004 年

【參考文獻(xiàn)】

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2 朱元林;劉禮華;張繼文;蔣婷慧;;碳纖維復(fù)合材料筋在不同錨固填料中的錨固性能試驗(yàn)研究[J];玻璃鋼/復(fù)合材料;2015年07期

3 劉榮桂;陳蓓;李十泉;謝桂華;;改進(jìn)型CFRP筋黏結(jié)式錨具靜載試驗(yàn)[J];江蘇大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2015年02期

4 郝信凱;黃勝德;張紅衛(wèi);咸貴軍;;水浸泡對(duì)碳纖維拉擠桿的水吸收與剪切強(qiáng)度影響[J];玻璃鋼/復(fù)合材料;2014年12期

5 趙玉萍;袁鴻;;固化溫度對(duì)碳纖維/環(huán)氧基體界面行為影響的分析[J];固體力學(xué)學(xué)報(bào);2014年06期

6 李揚(yáng);;大跨度CFRP纜索和鋼纜索懸索橋經(jīng)濟(jì)性能對(duì)比研究[J];世界橋梁;2014年06期

7 趙玉萍;袁鴻;韓軍;;基于彈性-塑性內(nèi)聚力模型的纖維拔出界面宏觀行為分析[J];力學(xué)學(xué)報(bào);2015年01期

8 諸葛萍;丁勇;侯蘇偉;強(qiáng)士中;;新型CFRP筋錨具優(yōu)化設(shè)計(jì)及疲勞性能試驗(yàn)[J];浙江大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版);2014年10期

9 馮鵬;;復(fù)合材料在土木工程中的發(fā)展與應(yīng)用[J];玻璃鋼/復(fù)合材料;2014年09期

10 趙鴻漢;;低碳經(jīng)濟(jì)開創(chuàng)我國(guó)玻璃鋼復(fù)合材料更廣更深發(fā)展空間——技術(shù)創(chuàng)新 低碳設(shè)計(jì) 做好FRP\FRTP這篇大文章[J];玻璃鋼;2014年03期

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2 孫志剛;碳纖維預(yù)應(yīng)力筋及拉索錨固系統(tǒng)抗疲勞性能的試驗(yàn)研究[D];湖南大學(xué);2005年

本文編號(hào)：2735694