FRP在桥梁结构中的应用与发展

简要阐述了FRP复合材料应用于桥梁结构中的重要意义及现状,总结了国内外关于FRP的制作工艺、锚具、预应力技术、混杂技术、组合桥面板的最新研究成果和工程应用情况,重点探讨了FRP组合桥面板的结构形式及连接技术,对组合FRP复合材料在桥梁结构中的应用前景做了展望。     

复合材料桥面板的应用和研究进展

纤维增强复合材料(FRP)桥面板重量轻,可大大降低桥梁上部结构的重量,进而减轻下部结构的工程量。FRP桥面板耐腐蚀,抗疲劳和耐久性。它可大大减少建桥现场组装的时间,降低建造成本,节约维修费用,使用寿命长。作为新一代桥梁承重结构,FRP桥面板在桥梁建设和桥梁维修与改造工程中具有十分广阔的应用前景。本文介绍两类FRP桥面板 拉挤复合材料粘合结构桥面板和夹芯结构复合材料桥面板,对已有的几种FRP桥面板产品性能进行分析,介绍国内外在FRP桥面板的研制、工程应用和研究的进展状况。     

FRP桥面板梁式桥的荷载横向分布系数分析

FRP空心板桥面体系是一种新型桥面结构体系,具有强度高、自重轻、施工方便、耐腐蚀、维护费用低等优势,可作为新建桥梁的桥面板以及用于老化桥梁修复中替换原有桥面板.笔者对FRP桥面板体系的梁式桥在荷载横向分布系数方面的性能进行了探讨,采用两个具有代表性的中小型梁式桥,考虑FRP桥面板与支撑梁的两种组合情况,研究了FRP桥面...     

挪威主跨3700m悬索桥研究

挪威计划在2个码头之间修建一座主跨3 700m的悬索桥,该悬索桥主缆和桥面板拟采用纤维增强聚合物(FRP)轻质材料,并对桥面板做特殊设计,使其具有较高的极限拉伸强度及极低的单位重量。采用有限元软件对不设中间墩的设计方案进行计算分析。结果表明,与采用钢材相比,主缆和桥面板采用FRP材料,主缆的重量减少至75%,桥面板重量约305kg/m2,比钢桥面板轻;桥面板竖向挠度、横向变形、应力均满足规范要求;主缆变形、应力均满足规范要求;FRP材料后期养护少、使用寿命长。     

装配式公路钢桥FRP桥面板研究

FRP材料具有轻质、高强和耐腐蚀的特点,在桥面板中得到了广泛应用。结合近年FRP桥面板的发展现状,研究提出装配式公路钢桥FRP桥面板方案,并进行了有限元分析计算,为FRP桥面板的研制提供了理论依据。     

纤维增强复合材料桥面板在开合桥桥面翻新工程中的应用

纤维增强复合材料(FRP)是一种新型的桥面翻新材料,但作为开合桥桥面板翻新材料,在使用过程中出现了一些问题。通过对美国俄勒冈交通运输部使用FRP桥面板翻新桥面工作时出现的事故进行分析,并针对这些事故进行系统的研究以及相关试验,发现选择恰当的FRP桥面板与上翼缘板的接缝连接设计,以及能够满足桥面板挠度要求的磨耗层,才能使FRP材料进行实际而广泛的应用。结合实践经验总结出一套施工指南以及注意事项,为桥面翻新工作提供较为科学的施工建议和指南。     

新型FRP桥面板型材承载力研究

针对一种新型的拉挤成型纤维增强复合材料(FRP)桥面板型材进行静载极限承载力试验分析,并通过有限元软件ANSYS进行有限元仿真模拟,试验与有限元分析对比验证得出此FRP型材的破坏模式,并为FRP桥面板型材的实际工程设计与工程应用提供依据。     

FRP简介及其在桥梁工程中的应用综述

纤维增强塑料(FRP)具有轻质、高强、耐腐蚀和抗疲劳等优良性能,近些年来受到土木工程界的普遍关注。笔者在文中介绍了FRP的种类和基本性能,包括物理力学性能、持时性能和耐久性能,分析和总结了FRP片材、FRP棒材及FRP型材在桥梁工程中的应用情况和最新研究成果。FRP片材主要用于混凝土结构的受弯加固、受剪加固及抗震加固等;FRP棒材可用作RC结构中的增强筋、PC结构的预应力筋或缆索承重桥的主要受力构件;FRP型材主要用于恶劣环境条件下替代钢筋网片、用作桥面板及FRP管混凝土组合结构。     

钢-FRP桥面板结合梁桥剪力连接件的试验研究

FRP桥面板具有优越的性能，与钢梁结合形成的钢--FRP桥面板结合梁桥有着良好的应用前景。通过试验提出一种经济有效、施工便利的梁、板连接方式，对其进行了疲劳试验。试验结果表明该连接方式的承载能力和疲劳性能均满足AASHTO规范的要求。得到了FRP板中栓钉连接件承载力的计算公式，并应用于实际工程，为钢—FRP板结合梁桥的推广应用作出了前期的研究工作。     

CFRP筋混凝土桥面板抗弯性能试验研究

为了提高桥梁的耐久性,本文研究了一种新型CFRP筋混凝土桥面板。通过抗弯性能试验,研究了不同配筋率的CFRP筋混凝土新型桥面板的荷载位移关系、抗弯承载力、CFRP筋应力分布、混凝土应变分布等。试验结果表明,FRP筋与混凝土粘结效使得CFRP筋桥面板具有部分塑性破坏特征,CFRP筋桥面板与钢筋混凝土桥面板相比,具有相似的截面变趋势和应力分布,符合平截面假定。CFRP筋混凝土板的弯曲破模式由CFRP筋与混凝土的粘结强度控制。     

GFRP-钢组合梁桥的荷载试验

对国内首座GFRP -钢组合梁桥进行荷载试验,并将荷载试验的实测结果与理论计算结果进行了分析比较.对GFRP桥面板的局部变形进行测量,并与有限元计算值进行对比,分析了在车轮荷载作用下桥面板结构的变形情况与沥青混凝土铺装层的应变状态.结果表明各主梁变形实测值和理论值接近,由车轮荷载引起的铺装层表面拉应力小于沥青混凝土的抗...     

FRP与RC组合梁桥上部结构设计与检测

纤维增强聚合物(FRP)与普通建筑材料相比有较大优势,但其不足之处是初期投资高、刚度较低及现场经验匮乏。为了促进该项技术的发展,在美国德克萨斯州设计建造了一座FRP与钢筋混凝土(RC)组合梁桥,FRP梁采用U形截面,内设48mm撑杆以提高FRP梁与RC桥面板的结合强度。桥梁建成后,分别通过声发射法和应变测试法对其在车辆荷载作用下的响应进行了检测。结果表明:桥梁经过2年运营未出现明显损坏和老化迹象;梁端部转动受到较大约束;护栏对桥梁刚度的增强有重要作用;FRP梁和RC板结合效果良好;桥梁具有很大的荷载横向分布能力。     

钢板-混凝土组合桥面板弯曲刚度计算方法研究

为了研究钢板-混凝土组合桥面板的弯曲刚度和变形计算方法,对6块钢板-混凝土组合桥面板试件进行了两点对称集中加载静力试验研究,得到组合桥面板在静载试验下的荷载-跨中挠度试验曲线。考虑到组合桥面板受力性能及构造特点,提出了基于钢筋混凝土受弯构件弯曲刚度计算理论的组合桥面板弯曲刚度的2种简化方法,并分别按照2种简化方法对试验试件在不同荷载水平下的变形进行了计算。计算结果表明,采用这2种简化方法所得到的变形结果与试验结果比较吻合,比一般常用的等效刚度法要准确,建议在工程实践中采用简化计算方法进行组合桥面板刚度计算。     

宽幅双层钢桁梁斜拉桥悬臂拼装匹配技术研究

针对宽幅双层钢桁梁斜拉桥桥面板在悬臂拼装过程中出现变形不匹配的问题,以广东中山联石湾特大桥为研究背景,采用ANSYS软件建立标准梁段精细化模型,分析关键工况下已安装梁段与待安装桥面板在悬臂拼装过程中的受力状态,研究钢桁梁正交异性钢桥面板的横向变形规律,分析桥面板产生不匹配变形的主要原因,并据此提出结构优化措施和施工工艺优化措施。     

桥面铺装改造对正交异性钢桥面板受力性能的影响

为了验证桥面铺装改造对正交异性钢桥面板的加固效果,以某公路简支钢箱梁为背景进行研究。选取3跨箱梁,分别采用聚合物混凝土、夹心钢板系统和活性粉末混凝土3种桥面铺装方案对钢桥面板进行加固,并通过实桥试验测试改造前、后正交异性钢桥面板的应力及局部变形,验证加固效果。结果表明:原铺装与裸面板状态下钢桥面板的受力及变形规律基本一致,原铺装基本不参与正交异性钢桥面板共同受力;3种铺装改造后,钢桥面板应力及局部变形均有较大降低,但钢桥面板应力及变形的改善效果仍面临长期运营的检验。     

松浦大桥上层桥面系施工控制技术应用研究

针对松浦大桥上部桥面系钢-混凝土正交异性组合桥面板节段预制及施工过程中混凝土桥面板横桥向受拉情况较为严重的情况,分析了包括少支点支撑下浇筑预制、厂内预弯以及反顶架等优化措施的理论效果及可行性,并得到了较为完善的宽幅组合桥面板抗裂控制方案及优化施工方案,并针对该方案进行了有限元受力分析研究及变形控制研究,进一步验证了该桥面板抗裂控制及优化方法的可行性及可推广性,为国内外同类桥梁的设计及施工提供理论参考依据与借鉴。     

制作工艺对正交异性钢桥面板焊缝接头抗疲劳性能的影响

美国正交异性钢桥面板常规的制作方法是U肋和桥面板之间采用80％的部分熔透坡口焊,这种制作方法很难避免U肋薄板过熔的现象;同时,在桥面板制作过程中往往采用焊后加热矫正(有时焊前反变形)的办法来满足桥面板的平面要求.为了研究焊缝过熔现象和焊接变形控制措施对U肋与桥面板间焊缝接头的抗疲劳性能的影响,对6件2跨正交异性桥面板进...     

长期荷载作用对FRP约束混凝土轴心受压构件力学性能的影响

进行了12个FRP约束混凝土轴心受压短试件在长期荷载作用下的变形性能以及长期荷载作用后构件承载力的试验研究。基于ACI(1992)方法,提出一种适合于长期荷载作用下FRP约束混凝土轴心受压短构件变形的计算方法,理论结果和试验结果基本吻合。最后,分析了加载龄期和持荷时间、轴压比、含FRP率、FRP和混凝土强度等因素对长期荷载作用下FRP约束混凝土轴压构件变形性能的影响规律。     

浅谈桥梁FRP夹芯板埋件系统验证和优化设计

主要结合北京通州在建北关大桥工程实例,针对FRP曲面夹芯板与主桥钢结构连接件的预埋系统进行性能验证和优化设计展开研究。依据设计单位提供的埋件系统初始设计方案和受力参数,通过自行设计的埋件系统拉压试验装置,收集了埋件系统及FRP夹芯板在不同荷载作用下的变形及内部纤维破坏情况,给出了埋件系统的铺层优化方案。     

FRP锚杆的研究与应用综述

该文简要介绍了国内外FRP锚杆的发展情况和路威FRP锚杆产品的技术特点。并且提供了一定的试验数据,从长远来看,FRP锚杆在某些领域可以代替钢锚杆,具有广阔的应用前途。