采用轻质高强、耐腐蚀和抗疲劳性能优良的碳纤维增强复合材料(Carbon Fiber Reinfoced Polymers,简称CFRP)制作桥梁拉索,有望从根本上解决传统钢制拉索在桥梁运营过程中因锈蚀和疲劳引起的拉索耐久性问题及自重过大引起的显著垂度效应。目前,国内外学者已从CFRP拉索动静力性能及其经济性等方面,对CFRP拉索运用性进行了详细论证。但作为宏观各向异性复合材料,CFRP拉索存在两个不可避免的缺陷:其一,CFRP拉索横向抗剪强度远低于其轴向抗拉强度;其二,CFRP拉索内部基体耐高温性能较差。在桥梁运营过程中,拉索结构除了可能会承受来自车辆的撞击外,还会受到车祸事故引起的火灾威胁。故CFRP拉索抗冲击性能及其耐受高温性能成为了制约其应用的关键问题之一。目前,国内外对CFRP拉索经历高温后的静力性能研究还不够系统全面,而对于CFRP拉索抗车辆冲击性能的研究还鲜有文献报道。基于此,本文在国家重点研发计划项目课题“纤维增强复合材料新型结构应用关键技术集成与示范”(编号:2017YFC0703008)和国家自然科学基金资助项目“FRP拉索及其锚固系统抗冲击性能研究”(编号:51478177)的资助下,对CFRP筋经历高温后的静力性能和CFRP拉索车辆冲击动力响应进行研究,对于解决CFRP拉索应用中所面临的上述两个关键性问题具有实际性意义。论文研究完成的主要工作如下:(1)经历不同温升历程后CFRP筋轴向拉伸性能试验研究。以筋材处理温度为试验参数,对9个CFRP筋试件进行了轴向拉伸试验,获得了经历不同温升历程后CFRP筋材轴向拉伸性能的变化规律。结果表明:轴向拉伸荷载作用下,经历不同温升历程后的CFRP筋轴向拉伸试件分别出现了筋材拉断和筋材端部粘结锚固区滑移两种破坏模式;处理温度低于100℃的试件,CFRP筋材轴向拉伸及与RPC(Reactive Powder Concrete)间的粘结锚固等性能退化程度较为轻微;处理温度为200℃温的CFRP筋试件,筋材弹性模量较30℃试件减小9.1%,CFRP筋平均粘结强度较常温条件下降低34.5%;根据试验结果提出了经历不同温升历程后CFRP筋轴向拉伸性能的预测公式,为高性能CFRP筋材料的工程应用提供了可靠依据。(2)经历不同温升历程后CFRP筋横向受力性能试验研究。以处理温度和初张比为试验参数,对15个CFRP筋试件进行了横向受力试验,获得了各试验参数对CFRP筋横向受力性能的影响规律。结果表明:在横向荷载作用下,试件均在筋材中间加载部位发生折断破坏;初张比一定时,随着处理温度由30℃升至200℃,CFRP筋的极限索力、最大索力增量及横向破断力均逐渐降低,而处理温度对横向极限变形影响较小;处理温度相同时,随着初张比由0增至0.34,CFRP筋的最大索力增量、横向破断力及横向极限变形均逐渐减小,但破坏时的极限索力则逐渐增大;根据试验结果建立了经历不同温升历程后CFRP筋横向极限变形、极限索力及横向破断力的计算公式,可作为实际工程设计参考。(3)CFRP筋的横向抗冲击性能试验研究与分析。以初张比作为试验参数,对12个CFRP筋试件进行了落锤冲击试验,获得了初张比对CFRP筋抗冲击性能的影响规律。结果表明:横向冲击作用下,试件均在筋材中间锤头冲击接触部位发生折断破坏,筋材破坏断面较横向静力试验试件平整;随着初张比由0增至0.34,CFRP筋的最大索力增量、横向破断力及横向极限变形均逐渐减小,而极限索力则逐渐增大;与横向静力试验相比,冲击荷载作用下,CFRP筋试件的横向受力性能显著下降。(4)CFRP拉索的车撞响应研究。以入撞车速和拉索底端边界条件作为参数,运用LS-DYNA有限元软件,对CFRP拉索的车撞响应进行了分析,获得了入撞车速、索端竖向弹簧刚度对CFRP拉索车撞响应的影响规律。结果表明:随着入撞车速由20 km/h增至120 km/h,CFRP拉索的峰值索力、峰值冲击力均逐渐增大,但碰撞接触时长则逐渐减小;入撞车速一定时,随着索端竖向弹簧刚度增大,CFRP拉索的峰值索力、峰值冲击力均逐渐增大,但破坏时的拉索底端竖向变形则逐渐减小。