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碳纤维增强复合材料(Carbon Fiber Reinforced Polymer,CFRP)的剪切强度、层间拉伸强度和层间剪切强度较低,这使得CFRP索的连接及锚固成为突出的问题,连接部位往往成为整个构件或结构的薄弱环节,也成了应用过程中急需解决的问题。铰销式CFRP环带是将一条具有单向纤维的CFRP连续层带以类似于赛道的方式分层缠绕在两个分离的销钉上,荷载通过销钉进行传递,层带两端采用热塑性树脂热融与邻近层连接。如果将其应用于中、下承式拱桥的吊杆中,不但可以充分利用CFRP材料抗腐蚀、耐疲劳的特点,避免钢吊杆的腐蚀与疲劳问题、降低后期维护费用;还可以利用CFRP环带的结构特点,在索两端形成销钉式连接,降低吊杆的弯曲附加应力及冲击效应。但是,CFRP环带在受力性能方面的研究还缺乏系统性,如果能对其作为中、下承式拱桥吊杆的受力性能进行深入研究,必将具有广阔的应用前景。本文通过实验及有限元分析,对铰销式CFRP环带吊杆的受力性能开展了研究,主要包括以下几个方面:(1)首先,进行了铰销式CFRP环带静力拉伸实验和疲劳实验。在静力实验中,通过观测实验构件的变形及破坏模式,确定铰销式CFRP环带的静力性能。通过多个构件的疲劳实验,研究CFRP环带的疲劳寿命和疲劳破坏特征,探讨CFRP环带的疲劳受力性能。(2)建立了铰销式CFRP环带精细有限元模型并进行了参数分析。通过有限元参数分析探索影响其承载力的关键参数,如销钉半径、环带厚度和摩擦系数等,对其破坏模式及机理进行分析和解释。研究表明:铰销式CFRP环带的受力薄弱点为直线环带接头处的外侧和直曲相交段内侧;随着销钉半径的增大,环带的应力水平有所降低;环带厚度变化会使得应力最大值出现的位置有所变化;销钉-环带界面之间的摩擦系数变化对曲线段受力有明显的影响。(3)建立了大跨度拱桥三维有限元结构模型,分析了铰销式CFRP环带吊杆拱桥在车辆荷载作用下的吊杆体系动力响应。以五缘大桥为工程背景,研究了不同车辆荷载作用下拱桥吊杆动态内力的变化规律,并将原桥的钢吊杆替换为CFRP环带吊杆,研究两种不同吊杆体系在动力效应方面的差异。研究表明,CFRP吊杆的应力水平大于原钢吊杆,应力变化规律基本与原钢吊杆相同。吊杆替换所引起的动力响应变化在同幅吊杆之间的分布较为均匀,不会造成个别或部分吊杆的动力响应有特别显著的变化。