预应力碳纤维板夹片式锚具设计与试验研究

利用摩阻锚固原理,设计并研究了一种用于加固钢结构的预应力碳纤维板夹片式锚具。结合实际施工过程确定理论分析过程,进而拟定锚具的关键尺寸,提出设计过程中关键问题的解决方法。受力分析、有限元模拟及试验研究表明,该锚具设计理论合理、施工方便,其成果能为钢结构加固提供一种有效的方法。     

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。     

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。     

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。     

CFRP预应力筋夹片式锚具设计

锚具对CFRP预应力束性能的发挥起着重要作用,论文针对夹片式锚具的研发进行了阐述。从理论上进行了碳筋夹片式锚具体系受力分析,以及确定锚具的锥角a的取值范围及其与材料间摩擦系数的关系,并利用有限元软件ANSYS进行了锚具受力分析。论文讨论了锚环锥角、夹片与锚环之间的锥角差、锚具长度、铝套管厚度等因素对锚具性能的影响,通过数值分析确定上述参数的取值范围。根据对锚具简化受力体系和有限元分析的结论,设计了Ф8mm规格的CFRP预应力束锚具,并进行了试验。试验结果表明,该锚具具有较好的锚固性能,已经达到实用价值。     

预应力CFRP板加固钢梁锚具系统试验研究

可靠的锚具设计和制作是预应力CFRP板加固钢结构技术的核心。设计2种锚具形式:一种是螺栓夹片锚具,一种是楔形夹片锚具。针对2种锚具进行了设计分析和锚固能力试验研究,验证了两种锚具极高的锚固性能,最终将两种锚具融入到预应力张拉系统中。     

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.     

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。     

预应力筋用夹片式锚具锚板强度试验问题的研究

为了更好地研究锚板强度试验检测装置,对加载装置控制系统、反力装置、挠度变形测量装置等几个方面进行改进、优化,通过反复试验分析和验证,研制了一种锚板强度试验检测装置测试系统。该检测装置测试系统更有利于实际工作中锚板强度试验的检测,且大大降低了企业仪器设备的采购成本,同时进一步提高了锚板强度试验稳定性,有效确保了检测结果的科学有效性。     

预应力夹片式锚具锚固性能的探讨

结合具体锚具静载锚固性能试验的实例，讨论了锚具本身质量、钢绞线硬度与锚具硬度的关系及全面质量管理等因素与锚固性能的关系，从而提出具体建议。     

钢梁预应力碳纤维板新型张拉锚具的设计和数值分析

基于现有纤维复合材料加固技术,对目前预应力碳纤维板锚具的技术特点和适用性予以分析。通过概念设计,提出了一套针对钢梁及钢-混凝土组合梁加固的预应力碳纤维板张拉-锚固装置的整体结构及工作原理,通过详细设计计算,研究锚固体系各个部件的构造和功能。结合三维实体模型和有限元数值分析,给出了锚具的空间应力和变形情况,检验锚具在碳纤维板张拉至破坏下的强度和稳定性。最后对该套锚固体系的优点和张拉工艺作了阐述。     

碳纤维复材网格锚固长度试验研究

碳纤维增强复合材料(简称"碳纤维复材")网格是一种新型高性能的工程结构材料。通过拔出试验,研究碳纤维复材网格在混凝土中的黏结性能和锚固长度。共计对15个碳纤维复材网格拔出试件进行静力荷载试验,试验参数包括混凝土强度、有无横向网格和内埋横向网格数。在整个加载过程中,量测了碳纤维复材网格与混凝土之间的加载端滑移和自由端滑移。试验结果表明:混凝土强度对黏结性能的影响很小,横向网格的机械咬合作用是主要的传力方式,内埋横向网格数的增加会提高黏结刚度、减小滑移量。最后在试验研究的基础上,给出了初步的设计建议。     

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。     

碳纤维增强复合材料筋复合型锚具试验研究和有限元分析

为综合粘结型锚具与夹片型锚具各自的优点,在已有碳纤维增强复合材料(简称CFRP)筋锚具的基础上,研究由粘结部分与夹持部分协同工作而成的复合型锚具。由直筒粘结型锚具的静载试验,研究胶体粘结性能,粘结长度、胶体厚度对锚固性能的影响。通过复合型锚具静载试验,研究该类锚具的失效模式、极限荷载、滑移变形等,结合锚固区实测应力变化,初步分析锚固应力的传递机制。通过有限元分析方法,模拟计算夹片倾角、锥角差、预紧力等参数对复合型锚具内部受力的影响,得到建议设计参数,为复合型锚具结构优化提供参考。     

预应力碳纤维筋混凝土结构锚固方法及试验技术

碳纤维片、板材在结构工程中应用技术研究正引起我国土木工程界的普遍关注,并开始在加固工程中应用。以CFRP筋替代钢筋作为混凝土结构加强材方面研究较少,国内尚无应用实例。结合近年来研究体会,以日本爱知县南设乐郡郊区俱乐部内飞翔桥为例,探讨预应力碳纤维筋混凝土结构锚固方法及试验技术。     

预应力碳纤维布加固混凝土梁锚固方式试验研究

预应力碳纤维布加固混凝土结构技术是一种加固效果明显、应用前景广阔的加固技术,在这项技术中对锚固方式的研究是一个至关重要的问题。通过对两组试件共7根混凝土梁布置不同的U形箍加载试验,详细分析了不同U形箍布置的锚固效果,提出了预应力碳纤维布加固技术中U形箍的布置原则,对此项技术的设计及施工有指导意义。     

岩质边坡预应力锚固的力学行为及群锚效应

预应力锚固技术是现代岩土工程加固的重要手段,针对预应力锚固体在张拉和运营过程中所实测到的资料,详细分析了锚固体的剪应力、轴力的传递特征,得到了不同预应力值下的应力变化规律,提出了岩质高边坡预应力锚固的群锚第一效应和第二效应的概念。通过大量资料分析,分别提出了内锚固段轴力、剪应力分布的经验公式,为合理施锚和优化布锚提供了设计依据。后续试验进一步表明,针对不同岩体结构类型的岩锚锚固端应力传递规律具有广泛的应用范围,工程实践证明了所提公式应用的可靠性和经济性。     

分布式光纤传感器监测预应力锚索应力状态的试验研究

对预应力锚索应力分布状态的监测一直是岩土预应力锚固工程中的难题之一，而布里渊光时域反射计（BOTDR）光纤应变传感技术是一项新型光电监测技术，可对光纤及其附着支护表面的轴向应变实现分布式监测，因此研究如何将其应用于岩土工程预应力锚固体系的应力监测具有重要的理论意义与工程价值。分别对1根钢铰线锚索与3根基纶纤维增强复合塑料（AFRP）锚索进行了应力状态监测试验，分布式应变采样点最小间距为5cm。测试结果表明，分布式光纤传感器具有较高的测量精度，光纤传感器与应变计测量结果之间的相对误差小于3．8％。在张拉锚固阶段，1根钢铰线锚索的预应力损失为8．8％，3根AFRP锚索的预应力损失小于6．08％；30d后钢铰线锚索预应力损失为11．1％，AFRP锚索预应力损失小于10．3％。由此可见，将BOTDR分布式光纤传感技术应用于岩土工程预应力锚索的应力分布状态监测具有广阔的前景。     

砂固结内锚头预应力锚杆试验研究及应用

为将砂固结内锚头预应力锚杆推广应用到锚固工程中,在长江三峡工程砂石料场及湖南凤滩电站地下厂房开展应用试验研究。通过三峡工程砂石料场边坡12根φ32 mm高强材质锚杆现场试验研究,提出此类锚杆的设计方法和施工工艺,对其锚固的长期稳定性进行预应力监测。根据凤滩电站工程实际情况进行技术创新,研究出一种刚性封口的新型砂固结内锚头预应力锚杆,获得国家专利局授权发明专利。     

预应力锚索加固技术的力学行为与群锚效应分析

预应力锚吲技术是现代岩土工程加固技术的重要手段。通过对锚索、灌注锚固体和锚孔周围岩土体进行三维弹塑性有限元分析，研究了锚索、锚固体、岩体的轴向应力分布规律，以及锚固体与岩体中的剪应力、锚固体的位移和塑性区的变化趋势：并对群锚效应下锚固体的位移、正应力、剪应力的影响范围进行了分析，探讨了考虑群锚效应下锚索间距的布置原则，为在锚固工程中合理施锚和优化布锚提供了依据。