【摘 要】
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目前在结构加固领域，常用的混凝土加固方法均存在一些缺点，由于碳纤维材料良好的力学性能，碳纤维材料加固技术逐渐应用于结构加固领域。碳纤维具有轻质高强、性能稳定的特点，故与传统混凝土加固方法相比，碳纤维材料加固方法在抗疲劳性、抗腐蚀性和耐久性方面具有一定优势，并且施工方便。现有工程中常用的是普通粘贴碳纤维片材加固方法，但该方法仍存在以下几个缺点：材料强度利用率低、不能有效改善被加固构件的使用性能、无法修复构件初次受力后构件的损伤问题、易发生端部剥离破坏、没有良好的抗剥离措施等。对碳纤维片材施加预应力不仅可以有
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目前在结构加固领域，常用的混凝土加固方法均存在一些缺点，由于碳纤维材料良好的力学性能，碳纤维材料加固技术逐渐应用于结构加固领域。碳纤维具有轻质高强、性能稳定的特点，故与传统混凝土加固方法相比，碳纤维材料加固方法在抗疲劳性、抗腐蚀性和耐久性方面具有一定优势，并且施工方便。现有工程中常用的是普通粘贴碳纤维片材加固方法，但该方法仍存在以下几个缺点：材料强度利用率低、不能有效改善被加固构件的使用性能、无法修复构件初次受力后构件的损伤问题、易发生端部剥离破坏、没有良好的抗剥离措施等。对碳纤维片材施加预应力不仅可以有效改善以上缺点，充分利用材料的高强特性、通过机械锚具降低其端部剥离破坏风险、减少应变滞后效应，还能更大程度地提高构件的承载能力，减小裂缝宽度和构件挠度，进一步改善构件使用性能。
近几年间，本课题组通过数值模拟和试验研究相结合的方法，针对预应力碳纤维板锚固系统做了大量的研究工作，现已开发出锚固性能良好的预应力碳纤维板锚具、夹具及张拉转向装置。本文在课题组前期研究开发基础上，对预应力碳纤维板灌注型圆柱楔形锚具再次进行改进优化，主要工作内容如下：
（1）从灌注型圆柱楔形锚具的锚固机理出发，针对锚具现存缺点，提出通过增大锚具内楔形体倾斜角度，进而改善锚具性能的改进思路，为下一步研究奠定基础。
（2）利用有限元软件ABAQUS模拟灌注型圆柱楔形锚具极限锚固力试验，分析锚具内部的楔形体倾斜角度对碳纤维板、结构胶体的应力应变和滑移量的影响。模拟分析结果表明：适当增加锚具内楔形体倾斜角度，有助于降低胶体所受到的压应力，同时能有效减小碳纤维板和胶体的滑移量，改善锚具耐久性，为锚具的改良提供了理论支撑。
（2）确定锚具内部楔形体槽的倾斜角度后，通过一系列试验不断对灌注型圆柱楔形锚具进行优化，并测试出灌注型圆柱楔形锚具的极限锚固力和最终的胶体滑移量。试验结果表明：锚具系统的极限锚固力能够达到217.4kN，且滑移量控制在5mm以内，能更好地满足工程实际的要求。
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