技术成熟度:原型验证
碳纤维增强复合材料(CFRP)具有轻质高强、耐腐蚀、疲劳性能好、低温度形变等优点,应用于结构增强或加固,可有效地解决钢材锈蚀、自重大、疲劳性能差等问题。但CFRP为各向异性材料,纵向抗拉强度高但也存在着横向抗压、抗剪性能差的问题,给锚固带来了极大的挑战。
团队以CFRP板索为对象,研发了适用于单层及多层CFRP板索的变曲率波形夹持式锚具,该锚具可有效地减小锚具加载端的压应力集中效应,降低压应力峰值,避免拉伸和弯曲耦合作用下锚具加载端CFRP板拉应力超限。
目前已有CFRP板索锚具均只能锚固单层CFRP板,而在实际工程中,如斜拉桥的斜拉索、悬索桥的主缆和吊杆、拱桥的吊杆、空间结构的径向索等,所用拉索均为百吨级甚至千吨级的大拉力索,而团队研发的变曲率波形夹持式锚具既可锚固单层CFRP板索,也可用于锚固多层CFRP板索,极大地拓宽了CFRP板索的应用领域。
图1 多层CFRP板索变曲率波形夹持式锚具构造图
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