CFRP预应力筋夹片式锚具的试验研究

CFRP预应力束应用于工程结构中,其锚具的性能起着重要作用。论文介绍了CFRP预应力束夹片式锚具Φ8mm和Φ10mm两种规格的尺寸设计和受力特点,并对该锚具应用于国产和进口碳筋锚固的实际性能进行了试验研究。通过试验,分析了锚具长度、锥角差、铝片厚度等因素对锚具极限拉力的影响。试验结果表明,当锚具长度为95mm,夹片与锚环之间的锥角差为0.3°左右时,锚具锚固性能较好。此外,铝片的厚度应根据夹片内侧的形式和碳筋的直径确定,预紧力对碳筋的极限张拉强度没有影响,但会影响锚具体系各部分的滑移量。预紧力越大,各部分的滑移量越小。     

CFRP预应力筋夹片式锚具的试验研究

传统的夹片式锚具应用于CFRP(Carbpon:Fiber Reinforced Polymer/Plastics)预应力筋时必须进行改进,改进后的夹片式锚具由凹齿曲面的夹片、锚杯、塑料薄膜以及薄壁铝套管等组成.在夹片式锚具设计过程中,首先通过锚具的静力分析,推导锚杯的应力公式,然后根据Yon Mises屈服准则确定锚杯的最小厚度,再由锚杯和夹片的几何关系得到夹片的几何尺寸.试验研究表明,当锚杯倾角为3°、夹片预紧力为 100 kN、铝片厚度为1 mm、凹齿间距为12.85 mm和凹齿深度为0.3 mm时,夹片式锚具表现出较好的锚固性能,极限荷载达到了185 kN,相应的锚固效率系数为96.4%.锚杯长度、锚杯倾角、夹片预紧力、凹齿间距、深度和宽度以及铝套管的厚度等试验参数,均对夹片式锚具的极限承载力及CFRP筋和夹片之间的滑移量有较大影响.锚杯应力的实测值与理论值吻合良好,验证了锚具应力分析的可靠性.极限荷载的计算式具有较好的适用性.     

CFRP预应力筋夹片式锚具的试验研究

传统的夹片式锚具应用于CFRP（Carbon Fiber Reinforced Polymer／Plastics）预应力筋时必须进行改进,改进后的夹片式锚具由凹齿曲面的夹片、锚杯、塑料薄膜以及薄壁铝套管等组成。在夹片式锚具设计过程中,首先通过锚具的静力分析,推导锚杯的应力公式,然后根据VonMises屈服准则确定锚杯的最小厚度,再由锚杯和夹片的几何关系得到夹片的几何尺寸。试验研究表明,当锚杯倾角为3。、夹片预紧力为100kN、铝片厚度为lmm、凹齿间距为12．85mm和凹齿深度为0．3mm时,夹片式锚具表现出较好的锚固性能,极限荷载达到了185kN,相应的锚固效率系数为96．4％。锚杯长度、锚杯倾角、夹片预紧力、凹齿间距、深度和宽度以及铝套管的厚度等试验参数,均对夹片式锚具的极限承载力及CFRP筋和夹片之间的滑移量有较大影响。锚杯应力的实测值与理论值吻合良好,验证了锚具应力分析的可靠性。极限荷载的计算式具有较好的适用性。     

新型CFRP筋夹片式锚具理论与试验研究

提出CFRP筋夹片式锚具新的计算理论,并以此理论为依据设计一种新型CFRP筋夹片式锚具,它由锚杯、四片式夹片、涂砂铝套管或涂砂铜套管组成。在理论推导过程中,将夹片式锚具各组件在长度方向上分成多个等份,对其中各组件任意等份建立力学计算模型,并考虑各夹片间的独立性;通过静载试验对夹片式锚具的锚固性能进行测试,并分析比较锚杯拉应力的理论计算与试验实测结果。结果表明,该CFRP筋夹片式锚具计算理论能计算锚具各点的应力及横向位移,并能预测锚具极限承载力;此夹片式锚具适用于锚固高强CFRP筋,它的平均锚固效率系数达到94.9%,且性能稳定;锚杯拉应力的理论计算与试验实测结果较吻合。     

夹片式碳纤维板锚具的有限元分析与试验

借鉴预应力钢绞线锚固体系提出了一套用于加固混凝土结构的夹片式碳纤维板锚具,对该型夹片式锚具的锚固过程和锚固机理进行分析,同时利用ANSYS软件进行有限元分析。分析结果显示,该型夹片式锚具能较好地满足锚固碳纤维板的受力要求,通过该型夹片式碳纤维板锚具组装件进行静载拉力试验,试验结果表明该型锚具具有较好的锚固夹持性能。     

高强CFRP筋夹片式锚具的弹性有限元分析

基于有限元数值分析技术,以新型夹片式FRP(Fiber Reinforced Polymer,简称FRP)筋后张法锚具为研究对象,研究其在夹持高强CFRP筋时,CFRP筋和锚具系统在锚环和夹片间不同角度、不同锚具长度、套管和CFRP筋之间不同摩擦系数下的基本力学性能,从而为高强CFRP筋锚具系统的研究开发提供参考。     

预应力CFRP板夹片式锚具的研制与试验研究

预应力碳纤维板夹片式锚具用于加固混凝土结构,其利用摩阻锚固原理设计,主要由夹片和锚板组成,依靠锚板、夹片以及夹片之间的碳纤维板互相挤压形成一个整体结构;从理论上分析了夹片式锚具的工作原理及力学模型,以此设计锚具的关键尺寸.试验表明预应力碳纤维板夹片式锚具具有极高的锚固性能.     

CFRP筋锚固技术试验研究

为探讨CFRP筋锚固新技术及其研发方向,首先对目前既有的CFRP筋各种类型锚具的锚固机理进行分析,并结合大量试验结果,对锚固性能的影响因素进行总结,探讨各种锚具的优点、存在的问题。最后从结构形式及材料上,对新型锚具的研发方向进行探讨。分析表明:夹片式锚具对组装工艺要求高,仅能锚固单根CFRP筋,且抗疲劳性能不佳;黏结型锚具较适用于锚固CFRP束股,环氧树脂是比较理想的黏结介质材料,但既有黏结型锚具存在CFRP束股受力不均、在小孔端处存在应力集中及弯折问题,应进行改进;夹板式锚具是CFRP筋强度测试的良好方法。     

CFRP筋夹片式锚具数值分析

采用ANSYS有限元软件建立CFRP筋夹片式锚具数值有限元模型,通过分析计算结果,得出Tsai-Wu失效准则能够较好地模拟CFRP筋在复杂应力作用下的失效、荷载滑移的理论计算曲线基本能反映实际情况,锚杯外表面轴向应力和环向应力的计算值与实测值基本一致。     

碳纤维筋夹片式锚具锚固性能的试验研究

通过改变传统夹片锚具的外形与几何尺寸来解决碳纤维(CFRP)筋的锚固问题。通过静载试验详细研究了改进后CFRP筋专用夹片式锚具的不同几何参数对其锚固性能的影响,并通过50次周期荷载试验和200万次疲劳试验证明了这种锚具锚固CFRP筋的可行性。试验结果表明,改进后的夹片式锚具能够有效锚固试验中所采用的CFRP筋。     

CFRP筋复合式锚具锚固性能的试验研究

当复合材料FRP(Fiber Reinforced Polymer/Plastics)筋或拉索应用到斜拉桥的拉索体系时,黏结式锚具和夹片式锚具均有其自身的局限性。对此,根据普通拉索锚固体系的特点,并结合CFRP筋夹片式锚具和黏结式锚具的研究成果,提出了锚固CFRP筋的复合式锚具。复合式锚具由楔紧锚固端和黏结锚固端组成,其中楔紧锚固端包括锚杯、带有凹齿的夹片、铝套管以及塑料薄膜,黏结锚固端包括钢套筒和黏结介质活性粉末混凝土RPC(Reactive Power Concrete)。静载试验研究了锚杯长度、钢套筒长度、夹片预紧力、筋材预张拉力等试验参数对复合式锚具锚固性能的影响。试验结果表明,复合式锚具的试件极限荷载最大为208kN,相应的锚固效率系数为104%,大于95%,满足规范要求。复合式锚具两种锚固形式的锚固长度较合理组合为:对不预张拉锚具,锚杯长度40mm,黏结锚固长度100mm;对预张拉锚具,锚杯长度60mm,黏结锚固长度60mm。提出的复合式锚具极限荷载计算式具有较好的适用性。     

锚固边坡稳定性分析有限元模型及锚固效应的探讨

锚固边坡具有锚固结构与土体变形协调的特点,而用条分法分析边坡稳定性时因土体刚体假设无法考虑结构与土体共同作用的本质,存在低估锚固效应的问题。提出了一种有限元法分析锚固边坡的方法,考虑在有限元模型中采用点锚式和全长粘结式杆单元模拟实际锚固结构的自由段和锚固段,注浆加固体采用接触单元,在土体和结构共同作用和接触变形协调的应力计算的基础上,结合条分法稳定性系数概念,对锚固结构考虑粘结强度或抗拉强度,对土体考虑剪切破坏强度,可得出工程分析所需的锚固边坡稳定性系数。研究结果表明:有限元法所得滑动面深度较条分法更深,稳定性系数更大,其有效锚固长度也存在一定的差异。     

压力型CFRP筋锚杆的拉拔破坏试验与分析

为把CFRP筋锚杆更好地应用到岩土锚岩中,制作三丝7CFRP筋压车型锚杆,通过场地试验,对锚杆的极限承载力、锚头位移和锚固体应变进行理论分析,并形成一套压力型CFRP筋锚杆的制作和施工工序。     

碳纤维复合材料拉索的锚固体系及服役性能研究进展

随着国家基础设施建设的发展,桥梁拉索面临着大跨度、长寿命的需求,使轻质高强、耐腐蚀疲劳性能优异的碳纤维增强复合材料拉索具有替代传统钢索的巨大优势。为此,探讨了现有碳纤维复合材料拉索的锚固体系,介绍了碳纤维复合材料拉索锚固体系的工程应用,总结了碳纤维复合材料拉索长期服役性能的研究现状。结果表明,现有的锚固体系可解决跨度小、吨位小的碳纤维复合材料桥梁拉索锚固问题,但因锚具尺寸过大、制造工艺复杂、受力不协同、不便于现场安装等问题,需开发针对大跨度桥梁拉索的高效率锚固体系。由于碳纤维复合材料拉索长期性能的演化规律与性能退化机制较为复杂多样,且在不同服役环境和荷载耦合作用下存在较大差异,需建立碳纤维复合材料拉索长期服役性能的监测技术和寿命预测方法。     

Research progress of carbon fiber reinforced polymer composite cable: anchorage system and service performance

随着国家基础设施建设的发展，桥梁拉索面临着大跨度、长寿命的需求，使轻质高强、耐腐蚀疲劳性能优异的碳纤维增强复合材料拉索具有替代传统钢索的巨大优势。为此，探讨了现有碳纤维复合材料拉索的锚固体系，介绍了碳纤维复合材料拉索锚固体系的工程应用，总结了碳纤维复合材料拉索长期服役性能的研究现状。结果表明，现有的锚固体系可解决跨度小、吨位小的碳纤维复合材料桥梁拉索锚固问题，但因锚具尺寸过大、制造工艺复杂、受力不协同、不便于现场安装等问题，需开发针对大跨度桥梁拉索的高效率锚固体系。由于碳纤维复合材料拉索长期性能的演化规律与性能退化机制较为复杂多样，且在不同服役环境和荷载耦合作用下存在较大差异，需建立碳纤维复合材料拉索长期服役性能的监测技术和寿命预测方法。     

碳纤维筋复合型群锚的设计及试验研究

为解决多根碳纤维(CFRP)筋的锚固问题,设计了3种CFRP筋复合型群锚,并进行静载锚固性能试验,测试锚具的极限拉力、各级荷载下CFRP筋的应变和锚具的总位移量。结果表明:所研制复合型群锚可有效锚固多根直径8 mm的CFRP筋,夹片与黏结组装件间抗滑移性能良好;黏结材料厚度为2 mm、金属筒长度为400 mm、金属筒厚度为3 mm时,锚具锚固性能较好,锚固效率系数达99.5%;金属筒受拉区最大拉应力出现在受拉区与夹持区临界处,较薄金属筒在该位置有拉断现象。     

CFRP筋锚固体系研究与应用现状

为促进碳纤维增强复合材料(CFRP)这一具有密度小、抗拉强度高、抗疲劳、耐腐蚀等特性材料的研究工作与在土木工程结构中的实际应用,主要介绍了各国有关CFRP筋及其锚具研究和应用的最新进展,分别对粘结型、夹片型、复合型3类现有的主要类型锚具的锚固机理、代表性试验研究和数值分析等方面做了整理和归纳,并提出了锚具开发和应用的一些关键问题和建议。     

FRP筋大型粘结式群锚体系试验研究

本文开发了一种以超高性能水泥基材料活性粉末混凝土(RPC-Reactive Powder Concrete)作为粘结介质锚固多束碳纤维增强塑料(CFRP-Carbon Fiber Reinforced Polymer)预应力筋的粘结式锚固体系。制作了一组采用9根直径12.6mm的CFRP筋作为预应力筋的CFRP筋-锚具组装件GA12-9,通过张拉试验研究了其力学性能。试验中观测了多束筋材受力的不均匀特征,最终多束筋材发生粘结破坏。研究证明,群锚试件特有的不均匀性会降低其承载能力,研究确定了承载能力折减系数。同时,本文确定了适用于单根、多根CFRP筋粘结锚固体系的粘结强度以及临界锚固长度的预测公式,与试验结果吻合良好。研究证明,采用9根抗拉强度约2300MPa的带肋CFRP筋作为预应力筋,以强度为130MPa的RPC作为粘结介质,筋材间净距设置一倍筋直径,需要25倍筋材直径锚固长度能够提供其有效锚固。