大吨位CFRP拉索的锚固性能及安装参数研究-工程科学与技术.pdf

第 51 卷 第 1 期 工 程 科 学 与 技 术 Vol. 51 No. 1 2019 年 1 月 ADVANCED ENGINEERING SCIENCES Jan. 2019 •水利与土木工程• DOI: 10.15961/j.jsuese.201800270 大吨位CFRP拉索的锚固性能及安装参数研究 1 1,2 * 1,2 冯　博 ，汪　昕 ，吴智深 (1.东南大学 混凝土及预应力混凝土结构教育部重点实验室，江苏 南京 210096 ；2.东南大学 城市工程科学技术研究院，江苏 南京 210096) 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15 000 kN 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 ～7 GPa （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 中图分类号:TU381　　　　　文献标志码:A　　　　　文章编号:2096-3246（2019 ）01-0068-07 Study on the Anchoring Performance and the Installation Parameters for the Large-tonnage CFRP Cable 1 1,2 * 1,2 FENG Bo ，WANG Xin ，WU Zhishen (1.Key Lab. of CPC Structures Ministry of Education, Southeast Univ., Nanjing 210096, China; 2.International Inst. for Urban Systems Eng., Southeast Univ., Nanjing 210096, China) Abst