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高强碳纤维复合材料(CFRP)以其强度高(有的高于3000MPa，约为高强预应力钢筋的2 倍)、重量轻(约为钢材的1/5)、免锈蚀、抗疲劳性能好以及热膨胀系数小且为负值等优异性能，是恶劣自然环境下桥梁等结构及特殊工程中传统钢材的潜在替代品的首选材料。CFRP 拉索在大跨桥梁、大空间索网等工程领域方面，因自重轻、受力性能优越可降低其支承结构费用以及节约施工成本，使得其经济实用价值日益体现。工程界热切期盼成熟的CFRP拉索体系。

大空间索网方面，CFRP 拉索需求尤为现实。被誉为“中国天眼”的500 米口径球面射电望远镜（FAST），因CFRP 拉索自重轻、受力性能好，可储存更多的应变能、减小工作时面索应力和下拉索力的变化、减小周圈钢结构的内力，节约周圈钢结构等用钢量等优势，曾被国家天文台作为可选方案，选送了日本进口的CFRP 拉索到铁道科学研究院进行疲劳实验并获得顺利通过，然而由于工程的紧迫以及整个CFRP拉索体系研制技术的相对滞后，而不得不选用传统的钢制拉索。从经济上而言，大空间索网结构采用CFRP 拉索已可具有优势，Schilaich等通过多种CFRP 拉索与钢制拉索综合比较，指出垂直承载的索网结构如采用强度2700MPa、弹性模量1200MPa 的CFRP 拉索，其经济性是最优的。

大跨桥梁方面，早有学者提出CFRP 斜拉索的概念。1986 年，Meier就指出了CFRP索大跨桥梁的可行性和优越性，构想在直布陀海峡建造跨度8400m的CFRP桥梁，提出将多根平行CFRP筋聚在一起并用聚乙烯管将CFRP束包裹起来组成CFRP拉索。我国已经建成的港珠澳大桥，是世界级跨海通道，由于海上风载大，为减小斜拉索索体直径并减轻重量，研发了比常规的1670MPa 强度更高的1860MPa级别钢丝制作拉索，但拉索仍然令人膛目的由512 根Ф 7 钢丝束构成。设计者为此深感在大跨桥梁中采用更高强、更轻质材料制作拉索的必要性，提出了超大跨CFRP主缆悬索桥构想和原型设计，并积极参与研发了一种CFRP 拉索锚具结构。熊文和肖汝诚等提出将CFRP 斜拉索与传统钢斜拉索组合应用于斜拉桥中的新型方案，按跨度增大逐步增加CFRP拉索用量，不仅在力学上强于全钢或全CFRP拉索，在经济性能方面也明显优于传统钢拉索斜拉桥。

可见，将CFRP 拉索体系用于大跨度与大空间工程结构，性能上比传统钢制拉索优异，通过合理设计，价格也将具备优势，可谓是此类结构更好的选择，应用需求越来越紧迫。然而，因CFRP 纵向弹性模量和强度远大于其横向弹性模量和强度的各向异性性质，对只有轴向受力的CFRP拉索体系中的索体而言，只要防护好不受横向冲击，不存在任何问题；但在锚具中CFRP 筋受弯、剪、偏拉等复合受力，索和胶层的粘结界面易出现径向挤压应力集中和剪应力集中，使CFRP 索易发生局部破坏而过早失效。因此，充分发挥CFRP 拉索材料性能，解决CFRP 拉索体系的锚固技术问题并进行优化，突破其工程应用瓶颈，已成为目前亟待解决的难题。

需解决的主要技术难题

其一、碳纤维绞线替代钢绞线，其两端的锚具尺寸不改变，其锚固性能能达到碳纤维的静载性能的要求。

其二、锚固的耐久性要满足使用寿命的要求，一般桥梁主体的使用寿命为100年，需要提供相关的证明

期望实现的主要技术目标

碳纤维绞线替代钢绞线，其两端的锚具尺寸要一致，在尺寸一致的前提下需要达到碳纤维的锚固性能：

静载试验满足GB/T14370-2015要求，锚固效率系数ηa≥0.9５。

疲劳试验满足上限应力0.５σb，应力幅600MPa,通过循环200万次疲劳试验，试验后断丝率小于5%。

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