[发明专利]一种圆截面多层片材型CFRP拉索体系

权利要求书

1.一种圆截面多层片材型CFRP拉索体系，包括：CFRP片材(1)、片材型泡沫(2)、圆弧型泡沫(3)、聚乙烯管护套(4)、上波形夹板(5)、下波形夹板(6)、波形夹片(7)、螺栓(8)、螺母(9)和垫圈(10)，其特征在于：不同宽度的CFRP片材(1)按照从中间层向上下各层宽度尺寸逐渐减小的规律叠合；在拉索的自由段，采用不同宽度的片材型泡沫(2)间隔CFRP片材(1)，顶部和底部各附上一层圆弧型泡沫(3)，且所有CFRP片材(1)、片材型泡沫(2)和圆弧型泡沫(3)的外边缘顶点共同内接一个圆，在拉索自由段形成一个虚拟的圆形截面；在拉索的锚固段，不同宽度的CFRP片材(1)各层之间采用等宽度的波形夹片(7)间隔，最上层和最下层的CFRP片材(1)分别与上波形夹板(5)和下波形夹板(6)直接接触，螺栓(8)穿过上波形夹板(5)、所有的波形夹片(7)和下波形夹板(6)，但不穿过任何CFRP片材(1)，拧紧螺栓(8)和螺母(9)实现对CFRP片材(1)的夹持锚固。

2.根据权利要求1所述的一种圆截面多层片材型CFRP拉索体系，其特征在于：所述各层CFRP片材(1)厚度相等，各层片材型泡沫(2)厚度相等且等于CFRP片材的厚度；CFRP片材(1)与片材型泡沫(2)的宽度均按照从中间层向上下各层宽度逐渐减小的规律对称变化，且CFRP片材(1)和片材型泡沫(2)叠合后的各层外边缘顶点共同内接一个圆，形成一个虚拟的圆形截面；

聚乙烯管护套(4 )的内径表示为D、CFRP片材(1)的厚度表示为b，由于CFRP片材(1)和片材型泡沫(2)叠合后的各层外边缘顶点共同内接一个圆，即各层外边缘顶点在同一个圆曲线上，若该圆曲线的中心为坐标原点，该圆曲线方程表示为：且：

①各层CFRP片材(1)的厚度为b，各层片材型泡沫(2)的厚度为b；

②CFRP片材(1)中间层的宽度为：从中间层向上或向下第i层宽度为：式中i＝1,2,…,n；

③片材型泡沫(2)从中间层向上或向下第i层宽度为：

④按照以上给出的由中间层向上或向下第i层CFRP片材(1)宽度计算式，当逐层计算到第N层片材满足w_CN小于1/3D时为止，确定出CFRP片材(1)层数为：2N+1；片材型泡沫(2)层数为：2N。

3.根据权利要求1所述的一种圆截面多层片材型CFRP拉索体系，其特征在于：在所述CFRP片材(1)和片材型泡沫(2)组成叠合层的顶部和底部各附上一层圆弧型泡沫(3)，使整个叠合层外边缘顶点与聚乙烯管护套(4)内壁紧密相连；该圆弧型泡沫截面宽度为圆弧长为：

4.根据权利要求1所述的一种圆截面多层片材型CFRP拉索体系，其特征在于：采用的泡沫为减震聚氨酯泡沫，能以空气阻尼和机械阻尼两种方式吸收和消散能量。

5.根据权利要求1所述的一种圆截面多层片材型CFRP拉索体系，其特征在于：圆截面多层片材型CFRP拉索体系的实现方法如下，

步骤1：将CFRP片材(1)按照由中间层向上下各层宽度尺寸逐渐减小的规律叠合，在拉索自由段采用不同宽度的片材型泡沫(2)间隔CFRP片材(1)，顶部和底部附上圆弧型泡沫(3)；

步骤2：将已经叠合好的拉索自由段外部包裹上聚乙烯管护套(4)；

步骤3：将已经包裹好的拉索其锚固段片材采用波形夹片(7)间隔，然后放置于上波形夹板(5)与下波形夹板(6)之间，使上波形夹板(5)、各层波形夹片(7)、下波形夹板(6)上预留的螺栓孔洞在竖直方向上一一对应；

步骤4：在上波形夹板(5)顶部、下波形夹板(6)底部的螺栓孔处附加上垫圈(10)，螺栓(8)依次穿过上波形夹板(5)、波形夹片(7)和下波形夹板(6)；

步骤5：拧紧螺栓(8)和螺母(9)将CFRP多层片材(1)紧密夹持。