CFRP筋锚具粘结界面剪应力的影响参数研究

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1、公路交通技术2011年6月第3期Techno!ogyofHighway垦ndTr垦堕』：Q!：CFRP筋锚具粘结界面剪应力的影响参数研究张长青，王鹏(招商局重庆交通科研设计院有限公司，重庆400067)摘要：研究采用树脂胶作为粘结剂的CFRP筋粘结式锚具的传力机制。以荷载、锚具长度、胶体厚度、弹性模量及设端堵与不设端堵等为参数，采用有限元法分析上述参数对锚具中CFRP筋一树脂胶体粘结界面的剪应力分布的影响，研究给出CFRP筋锚具主要的设计参数建议值。关键词：CFRP筋；锚具；粘结界面；剪应力；分布文章编号：1009—6477(2011)03—0055—05中图分类号：U445．47文

2、献标识码：AResearchonlnfluenceParametersforShearStressofBondingInterfaceofCFRPReinforcedAnchorageZHANGChangqing，WANGPengAbstract：ThispaperinvestigatesstresstransmissionmechanismofCFRPreinforcedanchoragewithresinadhesiveasbinder．Thepaperanalyzesinfluencesofparameterssuchasload，lengthofanchorage，thick

3、nessofadhesive，elasticmodulus，endplugandnoendplug，etc．ondistributionofshearstressofCFRPreinforcement—resinadhesivebondinginterfaceinanchoragebymeansofthefiniteelementmethod，andpresentsmajorrecommendedvaluesofdesignparametersforCFRPreinforcementanchorage．Keywords：CFRPreinforcement；anchorage；bond

4、inginterface；shearstress；distributionCFRP(碳纤维增强塑料)筋具有强度较高、耐腐类型均有研究，取得了一定的成果。其中，2004蚀、耐疲劳等优点，但其径向抗压强度低、筋束内碳年东南大学研发了CFRP筋粘结式群锚，在国内首纤维层间抗剪强度低，不能采用钢绞线的夹片牙纹次将CFRP筋及其锚具应用到桥梁工程中。湖南大机械咬合方式锚固。安全、实用、经济的锚具设计是学于2005年对不同粘结介质中CFRP筋锚固性能将CFRP筋作为预应力束应用到桥梁结构中的关键进行了试验研究，研究了CFRP筋在超高性能混凝技术之一。土RPC、环氧铁砂、环氧石英砂和普通混凝土中的

5、锚世界各国在CFRP筋束锚固方面做了大量研固性能。究，提出的锚具形式很多，大致可归结为钢板夹持粘结式锚具工艺逐步走向成熟，但其粘结承载式、夹片式、粘结式3种类型。其中粘结式锚具锚固力的影响因素及实用计算方法还有待深入研究。本效率较高、适用性较广。粘结式锚具的粘结材料有文以CFRP筋的一种CFCC(碳纤维复合绞线)单索树脂胶和高强微膨胀水泥砂浆2种。1995、1996粘结式锚具为研究对象，通过有限元方法对其粘结年，Harada和Lees等人先后将无收缩、微膨胀水泥界面剪应力分布模式进行分析，以为获得实用简化砂浆应用到粘结式锚具中。而瑞士EMPA(瑞士材计算方法奠定基础。料科学与技术试验

6、所)和BBR(瑞士一家公司，致力推动预应力创新建筑技术)开发了一种以树脂为粘1粘结界面受力初步判断接剂的锚具，该锚具是通过采用外裹环氧树脂涂层树脂胶粘剂粘接时，粘结剂与被粘结物间浸润，的氧化铝颗粒实现树脂胶体弹性模量的渐变，其锚在固化成型过程中，胶液和与被胶结材料之间经过固效率可达92％，在瑞士苏黎世的Stork斜拉桥中物理作用和化学反应形成了一个界面层。两者问的得到应用-。结合模式属于机械粘接与物理吸附。。国内自上世纪90年代末开始CFRP筋锚具的CFCC有7股、19股和37股等形式，直径由9研发，不少科研院所和高等院校对于上述3种锚具mm变化至40mm多种规格。CFCC本身为多根

7、小收稿日期：2010—12—21作者简介：张长青(1971一)，男，河南省鹤壁市人，硕士，副研究员公路交通技术2011丘单位：mm图1CFCC及其粘结式锚具形式直径CFRP筋绞结经树脂胶合而成，可以保证与树脂胶之间的浸润，而其表面形状则利于树脂胶的机械咬合。在张拉或持荷过程中，CFCC与胶体之间以及胶体与钢套筒之间的平均剪应力可通过下式计算：1：—ard—l．’'r：2：—,rrd—l。。(1)l2拉应变式中，为筋束拉力；d为CFCC直径；d：为钢套筒图2