大吨位CFRP拉索的锚固性能及安装参数研究

摘要：

研究了大跨斜拉桥用大吨位CFRP拉索的锚固问题和超长拉索带来的特殊安装问题.通过有限元分析方法建立了变刚度荷载传递材料(LTC)锚固系统和斜拉索安装系统的非线性模型.锚固性能方面,优化了荷载传递介质的弹性模量、长度、内锥角、受荷端厚度、界面摩擦系数,并进行了强度校核.拉索安装方面,研究了锚具修正角、拉索两端索力差值和拉索变形等关键参数,并对长度为1 085 m的钢拉索和CFRP拉索的安装参数进行了对比.结果 表明:变刚度荷载传递材料减小了锚固区的应力集中.依据各部分材料性能要求,得到了拉力为15 000kN CFRP拉索锚固系统的设计参数,包括钢套筒长度1 000 mm,直径424 mm,壁厚40 mm,内锥度为5°和采用45#高强度结构钢;荷载传递材料加载端半径40 mm,各区段弹性模量取值范围为1～2 GPa(LTC-1)、4～7GPa(LTC-2)、15～25 GPa(LTC-3)、30～40 GPa(LTC-4);各区段荷载传递材料选择为树脂与石英砂混合物(LTC-1和LTC-2)、聚合物砂浆或者高性能混凝土(LTC-3和LTC-4).拉索安装方面,得到CFRP拉索的锚具修正角、拉索两端的索力差值、拉索变形.对于最长的拉索,主塔锚固点与主梁锚固点的锚固力差值,CFRP拉索是钢拉索的1/6;锚具修正角与拉索长度为正相关,并且CFRP拉索锚具修正角仅为钢拉索的1/4;与钢拉索相比,CFRP拉索的垂度小,锚具修正角减小1°,更利于拉索安装.

关键词：大吨位、CFRP拉索、数值分析、锚固系统、安装参数

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分类号：TU381(建筑结构)

资助基金：国家重点研发计划资助项目2017YFC0703000;国家自然科学基金资助项目51878149,51678139

在线出版日期：2019-04-01（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：68-74