碳纖維線纜的制備與性能分析.pdf

1、懸索橋作為變天塹為通途的大跨度橋梁首選造型，正朝著更大跨徑、更大承載力、更高動力穩(wěn)定性和更好耐久性等方面發(fā)展，因此對傳統(tǒng)纜索材料--鋼纜的強度、抗疲勞和防腐蝕等性能提出了更高要求。而鋼材自重大，極大地限制了纜索體系橋梁極限跨徑和承載效率。
　　 一般斜拉索橋的鋼索承擔的總載荷中，橋梁自重約占載荷總重的70％，而在相同的拉索長度、傾角與垂度條件下，碳纖維復合增強塑料斜拉索的拉應力只有鋼拉索的20%，即碳纖維復合增強塑料拉索的有效承

2、載力可提高80%；如果用CFRP拉索來替代鋼索，則可使其承受活載的比例有較大提高，這是特大跨度斜拉橋要使用CFRP材料的一個重要原因。
　　 碳纖維復合增強塑料英文名為Carbon Fiber ReinforcedPlastic，簡寫為CFRP。在相同條件下，與鋼索相比，CFRP索具有垂度小，自重應力小，等效彈性模量高，極限長度大，承載效率高以及更高的自振頻率等特點，因而靜力和動力性能較好，有望成為新的纜索材料。然而碳纖維線纜的

3、極限應變很小，多根線纜在承重時，碳纖維容易因應力集中而斷裂，因此設法提高碳纖維線纜斷裂伸長率勢在必行。
　　 本課題主要從線纜結(jié)構(gòu)方面著手，利用線纜內(nèi)部纖維形態(tài)改變來提高其斷裂伸長率；對制成的碳纖維線纜進行力學性能測試，分析課題的可行性。首先，通過實驗，排除加捻法，確定繩編法和三維編織法，來制備不同纖維束結(jié)構(gòu)的碳纖維線纜。目前碳纖維線纜性能測試尚無有效、統(tǒng)一的標準，通過反復實驗，本課題設計出兩套夾具輔助裝置，并對不同試樣找出比較