GFRP双腹板型材主梁静力分析与静载试验

GFRP材料有着轻质、高强、耐腐蚀等优点,工程应用前景十分广阔,但GFRP型材作为桥梁主梁的应用鲜见.通过采用当量圆模型对车辆荷载进行了简化,利用有限元软件和Tsai-Wu准则,对将GFRP型材用作桥梁主梁进行了静力分析.静力分析和静载试验的结果均表明：尽管GFRP材料弹性模量小,作为桥梁主梁刚度较小,跨中挠度值比较大,但该材料具有十分良好的弹性恢复能力,GFRP双腹板型材可满足作为轻便桥梁主梁的使用要求.     

新型复合材料桥梁人行道栏杆结构性能研究

基于桥梁人行道栏杆的使用要求和GFRP的材料特性,研制一种新型复合材料栏杆——GFRP栅栏型宝瓶式桥梁人行道栏杆。通过有限元计算和对实际桥梁栏杆的加载试验,证明该GFRP栏杆能满足桥梁人行道栏杆的结构与使用性能要求,具有潜在的推广应用价值。     

FRP约束混凝土柱强度和延性性能试验研究

为研究碳纤维增强复合材料CFRP对约束混凝土柱延性性能的影响,玻璃纤维增强复合材料GFRP对约束混凝土柱的强度和延性的改善效果,以及高强度CFRP以外的其他材料的约束效应,并分析它们在约束混凝土柱中的作用机理,通过对纤维增强复合材料FRP约束柱布置纵向、环向位移传感器进行单轴压缩试验,由裂纹走向及破坏形态总结出了FRP约束柱的破坏过程,根据荷载-应变曲线、荷载-位移曲线研究了FRP约束混凝土圆柱的强度和延性性能。研究结果表明:(1)CFRP和GFRP作为约束材料,都可以产生强的约束效应,提高约束混凝土的强度,CFRP、GFRP约束混凝土强度分别增加了29.2%和58.6%;(2)强约束作用下,CFRP和GFRP约束混凝土柱的强度和延性性能得到显著改善;(3)由于单一FRP材料的线弹性性质,FRP约束混凝土柱破坏时脆性特征明显;(4)与CFRP相比,变形性能较好的GFRP能更好地改善混凝土柱的延性性能,设置1层GFRP相比1层CFRP延性可提高61.9%,设置2层GFRP相比2层CFRP延性可提高63.6%。     

FRP约束混凝土柱强度和延性性能 试验研究

为研究碳纤维增强复合材料CFRP对约束混凝土柱延性性能的影响,玻璃纤维增强复合材 料GFRP对约束混凝土柱的强度和延性的改善效果,以及高强度CFRP以外的其他材料的约束效 应,并分析它们在约束混凝土柱中的作用机理,通过对纤维增强复合材料FRP约束柱布置纵向、 环向位移传感器进行单轴压缩试验,由裂纹走向及破坏形态总结出了FRP约束柱的破坏过程,根 据荷载-应变曲线、荷载-位移曲线研究了FRP 约束混凝土圆柱的强度和延性性能。研究结果表 明：（1） CFRP 和GFRP 作为约束材料,都可以产生强的约束效应,提高约束混凝土的强度, CFRP、GFRP约束混凝土强度分别增加了29.2%和58.6%;（2） 强约束作用下,CFRP和GFRP约 束混凝土柱的强度和延性性能得到显著改善;（3） 由于单一FRP材料的线弹性性质,FRP约束混 凝土柱破坏时脆性特征明显;（4） 与CFRP相比,变形性能较好的GFRP能更好地改善混凝土柱 的延性性能,设置1 层GFRP相比1 层CFRP延性可提高61.9%,设置2 层GFRP相比2 层CFRP延 性可提高63.6%。     

GFRP筋混凝土梁正截面受弯性能试验研究

为深入研究GFRP筋混凝土梁弯曲性能及设计方法,通过36根混凝土梁(其中GFRP筋混凝土梁21根,钢筋混凝土梁15根)的四点弯曲试验,对GFRP筋混凝土梁正截面的受弯性能进行了研究.在配筋率、几何尺寸、混凝土强度相同的条件下,对比分析了GFRP筋混凝土梁与钢筋混凝土梁的挠度及承载力特性;推导了GFRP筋混凝土梁受弯承载力、界限受压区高度的计算公式,并用试验数据验证了公式的正确性.结果表明:GFRP筋混凝土梁与钢筋混凝土梁的最大挠度之比为1.5～2.5;初裂承载力之比为0.53～0.69,极限承载力较接近,比值为0.75～1.02;GFRP筋混凝土梁界限相对受压区高度为0.17～0.20.建议取配筋率为1.4倍平衡配筋率,以使构件具有足够的承载力储备.     

GFRP带肋筋黏结性能试验研究

采用拉拔试验,研究GFRP带肋筋与混凝土的黏结性能,分析GFRP带肋筋与混凝土黏结强度影响因素及相应的受力破环特征,确定GFRP带肋筋最佳外形,建立GFRP带肋筋与混凝土的黏结-滑移本构模型。研究结果表明:在GFRP带肋筋混凝土构件的拉拔试验中会出现筋的剪切滞后现象,GFRP带肋筋的黏结强度随筋直径的增大而减小。同时在凸肋和混凝土之间发生楔块效应,GFRP带肋筋凸肋的参数,如肋间距、肋高度等都对GFRP带肋筋的黏结性能有很大影响。GFRP筋的最佳肋间距/直径为1;GFRP带肋筋的最佳肋高度/直径为0.06,对以后GFRP带肋筋的生产及实际应用提供参考依据。新建的黏结-滑移本构模型能较好地反映GFRP带肋筋受力全过程。     

浅谈路面材料的力学强度特性

路面所用的材料,按其不同的形态及成理性质大致可分为三类:松散颗粒型材料及块料;沥青结合料类;无机结合料类。这些材料按不同的成型方式(密实型、嵌挤型和稳定型)形成各种结构层。由于材料的基本性质和成型方式不同,各种路面结构层具有不同的力学强度特性。     

GFRP筋混凝土梁抗剪承载力影响因素

为深入研究玻璃纤维(GFRP)筋混凝土梁的抗剪性能,通过57根混凝土梁的试验,对GFRP筋混凝土梁抗剪承载力的影响因素进行了研究.重点分析了箍筋和剪跨比对GFRP筋混凝土梁抗剪承载力的影响;在配筋率、几何尺寸、混凝土强度和剪跨比相同的条件下,对GFRP筋混凝土梁和钢筋混凝土梁的抗剪承载力进行对比分析,探讨了GFRP筋对混凝土抗剪能力的影响系数与剪跨比的关系.结果表明:箍筋能使GFRP筋混凝土梁的初裂抗剪强度提高7.4%~30.0%;GFRP筋混凝土梁达到极限承载力时,箍筋的最大应力远小于其抗拉强度,验明了有效应变控制抗剪能力的正确性;随剪跨比减小,GFRP筋混凝土梁的抗剪承载力先增大,后减小;GFRP筋对混凝土抗剪能力的影响系数随剪跨比减小而增大.     

GFRP桥面板的设计和计算

玻璃纤维增强聚合物（GFRP）具有抗风化、抗腐蚀的性能,是钢筋的理想替代材料,且其重量仅为铪的1／5。桥面板自重的减轻,相当于提高了桥梁的承载能力。而对于GFRP桥面板的设计计算,目前尚无规范可循,设计中最关注的问题是受压翼缘的有效宽度和横向分布系数。为安全计,现阶段可不考虑GFRP桥面板与主梁的组合作用：横向分布系数可按杠杆法计算,但这两项都是偏于保守的建议,仅供参考。     

基于GFRP-OFBG筋的桥梁缆索索力测量技术研究

基于内嵌光纤Bragg光栅传感器的光纤光栅．玻璃纤维增强塑料复合筋（GFRP—OFBG筋）,研究了GFRP-OFBG筋自身的应变和温度传感特性,研究结果表明,GFRP—OFBG智能筋具有优异的线性传感性能,筋中光栅测量的应变极限达12000με以上,波长变化达14nm;对于用GFRP-OFBG筋替换普通钢绞线的中丝而得到的GFRP-OFBG智能钢绞线,进行了应变传感、温度敏感和钒绞线松弛试验,试验结果表明,GFRP—OFBG智能钢绞线具有优异的线性传感性能和较低的应力松弛率,并可实现钢绞线受载全过程监测,绞线中光栅测量应变极限为11568．2με,光栅波长变化为15．966nm;对直接增加GFRP—OFBG筋制成的光纤光栅平行钢丝智能索和直接增加GFRP-OFBG智能钢绞线得到的光纤光栅平行钢绞线智能索,进行荷载传感试验,试验结果表明,智能索的感知线性度和重复性都比较好,并可监测70％以上公称破断索力。智能索工程应用案例表明,GFRP—OFBG筋智能拉索在实际工程中很容易得到车辆荷载下的响应曲线。     

玻璃钢(GFRP)-混凝土复合拱试验研究

在混凝土拱的不同位置、采用不同黏贴形式黏贴玻璃钢(GFRP)得到了6个GFRP-混凝土复合拱。对GFRP-混凝土复合拱进行了加载破坏试验,并对其破坏形式、荷载挠度曲线规律、刚度规律和承载力等结构性能进行了研究。试验表明:GFRP-混凝土复合拱开裂荷载更高,开裂前的刚度明显高于普通混凝土拱,开裂后其刚度及抗裂性能也明显优于普通混凝土拱;GFRP-混凝土复合拱具有更高的极限承载力和极限变形。GFRP-混凝土复合拱中,黏贴GFRP的范围较大时,GFRP-混凝土复合拱的力学性能更优;采用环形及U形黏贴GFRP的复合拱力学性能明显优于采用单面黏贴GFRP的复合拱,但全拱环形黏贴GFRP的复合拱性能并非最优。     

一种GFRP材料工字型梁截面合理性研究

新型玻璃纤维增强复合材料（GFRP）工字型梁具有重量轻、耐腐蚀以及架设方便等特点,在工程应用中前景十分广阔。为了得到复合材料构件横截面的更合理形式,选用拉挤成型GFRP工字型梁作为分析试验对象。使用Kollar公式、Tsai-wu准则和特征值屈曲方法分析了梁的极限承载能力,针对破坏特点对梁进行了局部的补强,并进行了试验研究。试验结果表明：工字型截面的补强方法能有效提高梁的承载能力,但这种局部补强后的破坏形式表明材料的抗拉强度仍未充分发挥,且对梁刚度改善并不明显。     

GFRP筋混凝土板抗弯性能试验研究

为了研究GFRP筋混凝土板抗弯性能及承载能力计算方法,对GFRP筋混凝土板进行抗弯性能试验研究.通过改变GFRP筋混凝土板的混凝土强度和配筋率,对比分析了混凝土强度和配筋率对板的变形和承载能力影响.基于平截面假定、平衡条件及变形协调条件,推导了GFRP筋混凝土板抗弯承载力的计算公式,并通过试验结果验证了承载能力计算公式的正确性.试验结果表明:荷载挠度曲线呈现明显的双直线,配筋率对初裂荷载影响较小,横截面服从平截面假定,裂纹分布稀疏且宽度大,抗弯承载能力系数处在1.02～1.36之间,验证了ACI中1.4倍平衡配筋率的局限性,对以后的GFRP筋混凝土板的设计具有一定的工程借鉴意义.     

新型GFRP组合梁桥的空间分析

对拉挤成型GFRP组合桥面板和工字形钢梁组合而成的新型GFRP组合梁桥进行了空间有限元分析,通过对横隔板、纵梁跨径及间距等参数的研究,得到该组合梁桥横向分布系数随上述参数变化的规律.     

FRP桥面板型材的力学特性研究

纤维增强塑料（FRP）具有重量轻、耐腐蚀等特点,FRP拉挤型材桥面板可大大降低桥梁上部恒载,提高桥梁的有效承栽力,使桥梁下部结构的工程量减少。是解决桥梁结构轻型化问题的一个十分有效的选择。通过对FRP桥面板的组件FRP拉挤型材的力学特性进行有限元分析和静载试验研究。得出一些有价值的结论,可为FRP桥面板的设计与加工制造提供依据。     

GFRP变形筋粘结性能试验研究

基于CSA标准,利用30个拉拔试件研究了8种不同表面形式的GFRP变形筋与混凝土之间的粘结性能,比较了不同表面形式GFRP变形筋的粘结强度,并确定了GFRP变形筋的最优表面形式.试验结果表明:(1)试件的破坏形式为肋的剪切破坏和肋的脱落,混凝土并没有发生破坏;(2)GFRP变形筋的粘结强度较高,粘结强度为7.01~12.25M Pa;(3)最佳肋间距不应超过直径的2.5倍,肋高度应不小于直径的3%.     

FRP桥面板型材的力学特性研究

纤维增强塑料(FRP)具有重量轻、耐腐蚀等特点,FRP拉挤型材桥面板可大大降低桥梁上部恒载,提高桥粱的有效承载力,使桥梁下部结构的工程量减少,是解决桥梁结构轻型化问题的一个十分有效的选择.通过对FRP桥面板的组件FRP拉挤型材的力学特性进行有限元分析和静载试验研究,得出一些有价值的结论,可为FRP桥面板的设计与加工制造提供依据.     

GFRP管混凝土研究分析

GFRP管混凝土国际研究现状和国内研究现状和在实际中的应用分析及结论。     

一种FRP轻便桥主梁的动力性能研究

FRP材料因其轻质高强、耐腐蚀性能好、抗疲劳性能优异,在工程中的应用前景十分广阔。研究了一种GFRP轻便桥梁主梁的动力性能,建立了主梁的有限元模型并进行了模态分析和时程分析,分析结果表明桥梁在车辆通行时不会发生共振,车速的增加使梁的跨中节点位移增大,因此应对车速加以控制。实桥动载试验验证了计算分析结果的可靠性。     

300km/h高速列车车体铝合金材料——山东丛林集团有限公司

300km／h高速列车车体铝合金材料的研制是一项复杂的系统工程，属高新科技产品。其主体型材为多腔异形空心型材，型材的尺寸和形位公差要求非常严格，其不但要求大型（长度均在20米以上）、大断面、薄壁、扁宽、断面形状复杂、壁厚差大。而且对力学性能、焊接性能、抗腐蚀性、疲劳性能等都提出了很高的要求。300km／h高速列车车体铝合金材料组装的铝制列车，以其重量轻，能源消耗低，环境污染少、运行性能好、运输能力大、高速、安全、舒适、耐腐蚀、美观等优点，成为世界各国竞相研制开发和生产的热点。