制作PCCP的玄武岩纤维复合筋弯曲抗拉性能试验研究

来源：水利水运工程学报杂志 2025年第5期北京时间：

作者：李军,翟俊杰,石中文,潘文明,王旭东

摘要：玄武岩纤维增强复合材料（Basalt Fiber Reinforced Polymer，BFRP）具有轻质、高强、耐腐蚀、耐疲劳等优点，特别适用于受腐蚀环境因素影响较大的结构工程。预应力钢筒混凝土管（Prestressed Concrete Cylinder Pipe，PCCP）是一种优秀的引调水工程管材，为解决因钢丝腐蚀和氢脆导致的断丝风险，从根本上提升PCCP安全性和耐久性，采用BFRP筋代替高强钢丝制作新型PCCP并开展研究。通过开展BFRP筋不同弯曲直径下的抗拉强度试验，分析得到BFRP筋抗拉强度退化规律，获取弯曲状态下BFRP筋抗拉强度折减系数，并基于数理统计提出该系数的经验公式。结果表明：BFRP筋弯曲状态下应力-应变关系仍保持线性关系，极限拉伸断裂属于脆性破坏；极限强度较直线状态折减明显，提出的抗拉强度折减系数公式可较准确地预测弯曲状态下BFRP筋极限抗拉强度，当弯曲直径为2.8 m时，BFRP筋弯曲抗拉强度较直线状态下降了22.3%，弯曲直径越大，BFRP筋强度越能得到充分利用。基于数理统计提出的抗拉强度折减系数公式可用于7 mm BFRP筋在2.2 m及以上弯曲直径状态下的极限抗拉强度计算。研究结果可为新型PCCP结构设计提供依据。

关键词：BFRP筋, PCCP, 弯曲状态, 抗拉性能, 折减系数