FRP拉索锚固体系优化及其静力性能评价

针对大吨位多筋FRP拉索锚固存在应力集中、锚固效率低等问题,提出了一种性能可设计的分段变刚度锚固方法,以同源变刚度为设计理念,开发了一种磨碎玻璃纤维改性树脂荷载传递介质。首先,以常用的石英砂改性树脂为对照组,对比分析了2种改性树脂在不同体积掺量下的压缩性能,并利用数值拟合方法揭示了磨碎玻璃纤维改性树脂的压缩强度和弹性模量与体积掺量之间的关系;其次,利用三维实体有限元模型对FRP拉索锚固体系进行了参数分析,并以加载端FRP拉索的应力降低为优化目标;最后,在前述优化基础之上,开展了Φ4-37BFRP拉索的足尺静力试验。结果表明:当改性物体积掺量相同时,磨碎玻璃纤维改性树脂的压缩性能始终优于石英砂改性树脂的压缩性能;磨碎玻璃纤维改性树脂的压缩强度和弹性模量均随着改性物体积分数的增加而增大,且其变化规律符合二次多项式拟合关系(R;>0.98);分段比例为1∶1∶1∶1的磨碎玻璃纤维改性树脂荷载传递介质可有效降低锚固区FRP拉索的应力集中;BFRP拉索总体呈现理想的中部炸裂式破坏,且其荷载-位移关系近似呈线性关系;优化后的拉索锚固体系对BFRP拉索的静力锚固效率为101%,满足规范要求(≥95%);加载后的荷载传递介质未出现损伤,且未与BFRP拉索之间产生滑移;锚固区BFRP拉索的轴向应变自加载端至自由端逐渐减小。变刚度荷载传递介质可以显著减小锚固区加载端BFRP拉索的剪应力集中。