【摘 要】
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在系杆拱桥的长期服役期内,传统钢绞线吊杆和系杆受环境以及自身特性的影响,在腐蚀和疲劳的双重作用下,服役期较短,在桥梁服役期内需要多次更换,给经济和社会造成不良影响。碳纤维增强聚合物筋（Carbon Fiber Reinforced Polymer Bars,简称为CFRP筋）具有耐腐蚀、抗拉强度高、疲劳性能好等优点,但是弹性模量小、抗剪强度较低、价格高,为了充分发挥CFRP与钢绞线的优势,采用CF
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在系杆拱桥的长期服役期内,传统钢绞线吊杆和系杆受环境以及自身特性的影响,在腐蚀和疲劳的双重作用下,服役期较短,在桥梁服役期内需要多次更换,给经济和社会造成不良影响。碳纤维增强聚合物筋（Carbon Fiber Reinforced Polymer Bars,简称为CFRP筋）具有耐腐蚀、抗拉强度高、疲劳性能好等优点,但是弹性模量小、抗剪强度较低、价格高,为了充分发挥CFRP与钢绞线的优势,采用CFRP与钢绞线复合制成CFRP-钢绞线复合筋,为CFRP应用于工程提供新的思路,本文的主要研究内容包括:针对CFRP-钢绞线复合筋的应力应变关系进行分析,得到CFRP-钢绞线的弹性模量较CFRP有较大提高、抗拉强度较钢绞线有较大提高,充分发挥了两者的优势。由于CFRP与钢绞线的线膨胀系数差别很大,因此采用粘聚力模型分析两者由于温度变化在粘结界面间产生的剪应力。采用等刚度原则替换原型中的吊杆和系杆,研究采用不同吊杆情况下拱桥的极限承载力,以及在相同荷载作用情况下挠度的比较。得到采用CFRP-钢绞线时,拱桥的极限承载力有较大提高,并且在钢绞线屈服之后,挠度增长缓慢,具有更好的力学性能。其次,分析温度变化对索力和挠度变化的影响,得到在温度变化作用下,CFRP-钢绞线较稳定,索力和挠度变化较小,具有很大优势。为了提高CFRP-钢绞线的利用率,探索性的研究等强度替换原则的适用性。最后,探索性的从全寿命周期经济性的角度对CFRP-钢绞线吊杆与钢绞线吊杆进行比较,不仅考虑前期的建设成本,还包括服役期内的索体更换成本。
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