预应力CFRP筋夹片-粘结型锚具的试验

目的 研究CFRP筋夹片一粘结型锚具静载锚固性能、疲劳性能及周期荷载性能.方法 在充分利用现有分离夹片式锚具及配套张拉设备,避免相关产品二次开发的前提下,提出了一种预应力CFRP筋夹片一粘结型锚具,利用试验对此类锚具系统的静载锚固性能、疲劳性能及周期荷载性能进行研究.结果 试验结果 表明,锚具各部分能够协同工作,形状保持良好,锚具组装件静载锚固效率系数均超过了0.95,平均值为0.99;各锚具组装件在经受循环疲劳荷载及周期荷栽后,锚具夹持区域CFRP筋均未发生破坏,锚具组装件完好.达到了现行适用于钢筋(丝)或钢绞线的规范要求.结论 笔者研制的夹片一粘结型锚具能有效地锚固试验中所用的CFRP筋,具有优异的静载锚固性能和良好的动载性能,具有很高的工程应用价值.     

CFRP筋夹片式锚具参数非线性有限元分析

为了探究碳纤维增强复合材料(CFRP)筋夹片式锚具的设计参数对锚具锚固效果的影响,采用非线性有限元分析方法,对CFRP筋夹片式锚具建立三维有限元模型,讨论了内锚环锥角、内锚环与夹片间的锥角差、夹片预紧力和锚具长度等锚具设计参数对锚具锚固性能的影响,并确定了上述参数的最佳取值范围;依据有限元模型预测的锚具最佳参数制作锚具,进行相同荷载下的锚具静载试验,试验结果表明该锚具具有良好的锚固性能.采用的有限元方法,可供各类新型CFRP筋锚具设计及参数优化提供参考.     

新型CFRP筋锚具优化设计及疲劳性能试验

开发通用型CFRP筋夹片式锚具,它由锚杯、夹片及涂石英砂铝套管组成.在理论计算的基础上,对该锚具开展能够锚固包括光圆在内的各种表面形式CFRP筋的优化设计,对疲劳性能进行试验研究.结果表明,不管是光圆的还是压纹的CFRP筋,对应的锚固体系经200万次应力幅为极限拉应力7%的循环荷载作用后,均未出现明显受损的迹象,抗疲劳潜能较大.在疲劳试验过程中,CFRP筋-锚具及锚具组件间相对位移的绝大部分是由循环荷载作用前的最大拉力产生的,组件间的相对位移对锚固体系应用于实际工程时结构受力几乎不产生影响.     

预应力CFRP筋夹片-套筒型锚具的试验研究

以减少夹片与FRP筋之间接触应力峰值为基本思路,提出了一种预应力CFRP筋夹片-套筒型锚具,并对此类锚具系统的静载锚固性能、疲劳性能及周期荷载性能进行了试验.结果表明,锚具各部分能协同工作,形状保持良好,锚具组装件静载锚固效率系数均大于等于0.95,疲劳及周期荷载性能优良,能有效地锚固试验中所用的CFRP筋.     

CFRP筋夹片-黏结型锚具的研制

提出了一种预应力碳纤维增强塑料(carbon fiber reinforced polymer,CFRP)筋夹片-黏结型锚具系统,通过静载锚固性能试验,研究了不同几何参数对其锚固性能的影响.试验结果表明,通过试验改进后的夹片-黏结型锚具能有效地锚固试验中所用的CFRP筋.     

基于3D有限元的FRP筋夹片式锚具参数影响分析

为了使纤维增强塑料（FRP）筋夹片式锚具的研究突破试验规模和测试参数的局限,并满足设计优化的需要,根据FRP筋夹片式锚具模型试验信息建立3D有限元模型,采用数值模拟方法对锚固体系开展了非线性受力分析.结果表明:在滑移动态演变过程、失效形态、极限承载力和滑移值等方面与基准试验精确吻合.讨论了锚环锥角、夹片与锚环之间的角度差、铝套管厚度、夹片预紧力、夹片与锚环之间的初始接触位置、锚具长度等锚固参数对锚具性能的影响,确定了上述参数的推荐取值范围.锥角对锚具锚固性能具有显著影响,当锥角取3°时,锚具的锚固性能及破坏形态均可得到有效保障.     

活性粉末混凝土(RPC)对碳纤维(CFRP)筋锚固性能的试验研究

近年来,CFRP筋在桥梁及结构工程中的应用及研究日趋广泛,但CFRP筋的锚固问题成为最大困难.本文从解决这一实际问题入手,提出了以活性粉末混凝土(RPC)作为新型粘结介质的粘结式锚具.通过静载试验详细研究了以RPC作为粘结介质的粘结式锚具在不同CFRP筋表面形状、锚固长度、根数、套筒内壁倾角等参数下的锚固性能.证明了在目前可供选择的粘结介质中,RPC以其优异的性能,为CFRP筋提供了可靠的锚固方法.     

单根碳纤维（CFRP）预应力筋粘结式锚具的试验研究

本文介绍了用环氧铁砂和普通混凝土作粘结介质的粘结式锚具对碳纤维(CFRP)筋的锚固性能．通过大量试验，研究了粘结式锚具锚固CFRP筋的性能，并分析了粘结式锚具的粘结机理，为CFRP筋在结构工程中的推广应用奠定了基础．     

CFRP筋夹板式锚具极限抗拔力的神经网络预测

基于人工神经网络原理,对20个CFRP筋夹板式锚具拉拔试验数据建立BP神经网络模型,分析锚固长度、螺栓总预紧力、螺栓数量、CFRP筋直径等参数对锚具极限抗拔力的影响.分析结果显示,训练好的神经网络模型可以较好地预测CFRP筋夹板式锚具的极限抗拔力.利用神经网络模型进行参数分析,表明锚具极限抗拔力在样本空间内随锚固长度、螺栓总预紧力、螺栓数量的增加而增加,与试验研究结果相符.本文可为CFRP筋夹板式锚具的应用及改进提供参考.     

无粘结预应力CFRP筋混凝土梁抗弯试验

为了研究无粘结预应力碳纤维增强复合材料（CFRP）筋锚具的锚固性能和无粘结预应力CFRP筋混凝土梁的受力性能,进行了4根无粘结预应力CFRP筋混凝土梁和2根对比混凝土粱的抗弯试验。结果表明：研发的预应力CFRP筋锚具具有很好的可靠性,无粘结预应力CFRP筋混凝土梁具有较好的受力性能和延性,非预应力钢筋是影响预应力CFRP筋混凝土梁延性和极限荷载最重要的因素;推导的简化公式可以准确地计算无粘结预应力CFRP筋混凝土梁的极限荷载。     

超高索塔锚固区泵送钢纤维混凝土的制备

为了提高索塔锚固区混凝土结构的抗裂性能和力学行为,经过优化混凝土基体组成和纤维外形与尺度,制备了索塔锚固区专用的钢纤维混凝土材料.该钢纤维混凝土不仅能够一级泵送到高达300m索塔上,而且该钢纤维混凝土能大幅度降低后期的干燥收缩,提高混凝土基体的抗拉强度和韧性.通过弯曲梁的抗裂性试验和索塔锚固区的足尺模型试验发现:由于钢纤维的加入,使混凝土梁的抗裂度提高了近40%;用该钢纤维混凝土浇筑的拉索锚固区,在受荷时其开裂裂缝的宽度、长度和贯穿裂缝的数目均比用对比混凝土浇筑的相应部位小得多.因此,优选出的钢纤维混凝土不仅能够满足索塔锚固区的要求,而且能够应用到其他受力复杂的区域.     

锚固区锈胀开裂钢筋混凝土梁锚固可靠度分析

为研究锚固区混凝土锈胀开裂后构件的锚固可靠度的变化,采用一次二阶矩方法分析锈胀裂缝的长度及宽度、保护层厚度、钢筋锚固长度以及配箍率等参数对锚固可靠度的影响.结果表明,当保护层刚开裂时,锈胀裂缝长度对锚固可靠指标β0的影响很小,此后,随着裂缝宽度的增加,β0有明显的降低;保护层厚度和锚固长度的变化对β0有相当大的影响;改变箍筋的直径或间距对锚固抗力的影响很小,β0变化的幅度也很小.     

预应力锚索桩板墙计算研究

预应力锚索桩板墙是一种"桩-板-锚"共同作用的新型支挡结构.通过对预应力锚索桩板墙的侧向土压力、挡土桩板内力、桩嵌固深度、预应力锚索的设计锚固力、锚索长度、倾角等的计算理论和计算公式进行了系统介绍,为今后公路建设中的预应力锚索桩板墙设计提供了参考和借鉴.     

锚喷支护存在的问题及对策

分析了锚喷支护在实际施工中存在的设计、施工方面的问题,有针对性地提出了加强矿压观测,提高锚喷支护设计的科学性,尽可能使用高强锚杆和全长锚固,优化劳动组织,改革施工工艺,完善和加强工程监控等对策.     

预应力锚固体系制作工艺讨论

叙述了国内预应力锚固体系的发展现状，指出锚具制作中常见的缺陷及产生的原因，并提出了解决的方法．文中还就国内外锚具应用的动态和发展趋势进行了粗略介绍．     

锚喷支护存在的问题及对策

分析了锚喷支护在实际施工中存在的设计、施工方面的问题 ,有针对性地提出了加强矿压观测 ,提高锚喷支护设计的科学性 ,尽可能使用高强锚杆和全长锚固 ,优化劳动组织 ,改革施工工艺 ,完善和加强工程监控等对策 .     

锚杆锚固质量无损检测技术研究

基于锚固体系的锚杆动力学和一维波动理论，研究了锚固体系的振动特征和锚固体系中应力波的传播规律，进而提出了快速检测锚杆锚固质量的应力波反射法，并实际运用于太原东山煤矿巷道锚杆施工质量的检测．     

对穿锚固支护体的强化机理研究

为完善对穿锚固支护方式的理论体系,通过相似试验和数值模拟试验,探讨对穿锚固支护体承载峰后力学性能的变化趋势以及锚杆布设方式对锚固支护体的强化机理,并对锚杆破断失效的原因进行例证分析.结果表明:对穿锚固支护体的强化因素主要是锚固支护体峰后锚杆的布设方式,布设方式不同导致对穿锚杆破断失效的时机也不同,进而影响锚固支护体峰后...     

交叉缠绕式柔性护栏端部锚固优化设计

为研究符合我国公路环境条件的交叉缠绕式柔性护栏端部锚固系统,结合我国公路环境并参考国外护栏端部锚固的设计,对锚固系统各部分外形及尺寸进行初步设计。运用ls-dyna软件建立锚固系统有限元碰撞分析模型,并结合实车试验方法与有限元仿真试验方法,得到锚固系统的外载荷及可靠的钢丝绳有限元模型。利用正交试验方法,对初始的锚固系统尺寸进行优化设计,通过极差和方差分析得到锚固系统的最优尺寸组合,对最优结果进行验证分析。结果表明,该锚固系统在受载情况下无任何拔出与倾斜,其土壤最大应力为8.2×10^-3MPa,远小于其许用应力1.7×10^-1MPa,能很好地满足各项评价指标。     

疲劳荷载作用下植筋锚固粘结的滑移性能

为研究疲劳荷载对植筋拉拔承载力、粘结应力的影响,设计植筋直径为16~25 mm、锚固深度为10d~25d（d为植筋直径）的10组拉拔试件进行疲劳试验,试件经200万次荷载上限为0.45P_u的疲劳加载后均未破坏,施加静载至破坏。加载过程中测量植筋的应变、滑移和荷载。结果表明：疲劳荷载削弱了承载能力,试件经疲劳荷载作用后极限承载力下降,粘结应力的减小随循环加载次数增加呈对数发展趋势。分析了粘结应力与试件破坏形态的关系。对于拔出破坏的试件,达到一定植筋深度后,胶筋界面的粘结应力是控制试件破坏与否的主要因素。增加植筋直径和锚固深度,粘结应力峰值逐渐降低,沿锚固长度的应力分布曲线趋于平缓,提高了植筋整体受力性能。