《CFRP拉索及其錨固系統抗衝擊性能研究》是依託湖南大學，由方誌擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：CFRP拉索及其錨固系統抗衝擊性能研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：方誌
- 依託單位：湖南大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
碳纖維增強複合材料CFRP（Carbon Fiber Reinforced Polymer）以其強度高、重量輕、免鏽蝕和抗疲勞性能好等優異性能有望成為大跨纜索承重橋樑中傳統鋼製拉索或吊桿的替代品，以克服鋼製拉索或吊桿自重大、抗疲勞性能較低和耐腐蝕性能較差等缺點。纜索承重橋樑的拉索或吊桿在運營過程中可能遭遇車輛的橫向衝擊以及因相鄰拉索或吊桿脆性斷裂所造成的縱向衝擊， CFRP材料的橫觀各項異性和脆性破壞特徵使得CFRP拉索及其錨固系統的抗衝擊性能成為其工程套用推廣的關鍵問題之一，而國內外這方面的研究鮮見文獻報導。基於此，本申請項目將對CFRP拉索及其錨固系統的抗衝擊性能進行研究，基於系統的試驗研究和理論分析，明確CFRP拉索及其錨固系統在衝擊荷載作用下的受力變形特徵及破壞機理，提出CFRP拉索及其錨固系統的抗衝擊設計方法，研發提高CFRP拉索抗衝擊性能的防護措施，為其工程套用提供可靠依據。
結題摘要
本項目對CFRP拉索及其錨固系統抗衝擊性能進行了系統研究，提出了相應的設計方法，可供相關設計規範的編制時參考。項目研究共完成論文25篇，其中博士學位論文1篇、碩士學位論文5篇，期刊論文13篇；主要成果如下： （1）建立了不同錨固型式CFRP絞線在RPC中錨固的平均粘結強度和臨界錨固長度的計算公式，研發了適於錨固CFRP絞線的粘結式錨具。 （2）建立了RPC靜彈性模量與立方體抗壓強度及動彈性模量間的統計關係。 （3）提出了基於粘彈塑性模型的混凝土疲勞應變預測公式，識別出了考慮混凝土強度的模型參數，建立了適用於RPC的疲勞應變預測模型。 （4）確定了軸向拉伸和橫向衝擊作用下CFRP絞線荷載分布不均勻性係數。 （5）提出了CFRP絞線抗拉強度、彈性模量及極限應變隨溫升歷程的退化函式。 （6）建立了CFRP拉索橫向受力理論分析模型，推導了CFRP拉索橫向靜力性能的預測公式，提出了CFRP拉索在拉-彎耦合作用下的破壞準則。 （7）提出了經歷不同溫升歷程後CFRP拉索橫向靜力性能的預測公式。 （8）在經典的SDOF（單自由度）模型基礎上，考慮幾何非線性和有效能量兩項修正，提出了用於CFRP絞線單次及多次衝擊回響預測的修正SDOF模型。 （9）確定了CFRP絞線在衝擊作用下的動態折減係數，推導了CFRP拉索橫向衝擊回響的預測公式。 （10）建立了量化溫度影響的溫度效應函式，提出了不同溫度下CFRP拉索衝擊回響的預測公式。 （11）提出了橫向衝擊荷載作用下配置PE保護層的CFRP棒材筋吸收能量預測的公式，並確定了CFRP拉索抗衝擊的合理防護形式。 （12）建立了車輛-拉索系統的衝擊動力模型及斜拉橋斷索動力分析模型，確定了車輛撞擊及拉索斷裂在CFRP拉索及其錨固系統上產生的衝擊作用。
