桥梁工程中FRP复合材料的发展与应用

为进一步分析总结纤维增强塑料（FRP）在土木工程领域,尤其是桥梁工程中的发展与应用情况,在阐述FRP材料基本组成及性能特点的基础上,总结了FRP材料的应用形式,包括FRP片材、FRP棒材以及FRP型材等。综述了FRP材料三种应用形式在桥梁结构加固、竖向受力构件、劲性结构、预应力筋以及桥面板等方面的发展与应用现状,并指出了FRP材料目前存在的缺陷以及未来发展的主要方向。相关总结和分析可为FRP这种轻质高强、抗腐蚀、耐久性好的新型复合材料在桥梁工程中的进一步发展提供理论参考。     

FRP筋混凝土结构的研究现状分析

近年来,国内外就FRP筋自身的力学特性以及FRP筋混凝土结构的力学性能开展了大量研究。FRP筋耐久性能、FRP筋与混凝土的粘结机理、FRP筋混凝土梁和柱的受力性能、FRP筋混凝土柱和框架的抗震性能是目前研究的主要方向。现有研究表明:大部分受弯构件中使用FRP筋作为纵向受拉筋能充分发挥其抗拉性能,但结构易发生脆性破坏,现有规范的计算方法不适用于该类构件的计算;FRP筋替代钢筋作为柱中主要受力筋会导致抗压强度和延性不如普通钢筋混凝土柱;纤维改性混凝土能够显著提高FRP筋混凝土构件的延性,FRP筋和钢筋的混合配筋柱的抗震性能要明显优于FRP筋柱。下一步研究中,应建立可靠的FRP材料及构件的耐久性测试和评估方法;改善FRP筋与混凝土,尤其是改性混凝土之间的粘结性能;完善现行规范中FRP筋承载力计算方法;建立FRP筋构件抗震设计体系。     

RC结构表层嵌入FRP加固技术研究概述

纤维增强聚合物在混凝土结构加固中应用的越来越多,本文首先介绍了纤维增强聚合物(Fiber Reinforced Polymer,简称FRP)的性能,然后分别从混凝土结构外贴和表层嵌粘FRP应用实践、FRP与混凝土粘结性能、单一和混杂FRP加固混凝土结构性能和加固构件非线性有限元分析等方面,说明了目前混凝土结构嵌粘FRP的研究现状,混杂FRP加固技术既经济又有效,具有较大的研究意义。     

FRP加固木结构研究和应用综述

与传统加固方法相比,FRP加固技术具有轻质高强、操作简便、耐久性好等特点,在木结构加固中具有重要的应用前景。详细叙述了国内外FRP加固木结构受压、受弯和受剪性能的研究方法和得到的结论,介绍了FRP加固木结构技术在建筑和桥梁中的应用概况。在总结已有研究中缺乏FRP对木柱约束效应、考虑木结构实际应力应变模型的加固木梁受弯性能及FRP加固木梁受剪性能三个方面研究的基础上,提出针对这三个方面进一步研究不同加固方式和加固参数对FRP加固木结构受力性能影响的建议,为制定FRP加固木结构标准奠定基础。     

纤维增强塑料/钢筋混凝土复合结构数值分析的非经典理论单元

基于等效非经典理论,本文给出了FRP/RC构件的抗弯刚度、抗剪刚度计算公式,对FRP/RC复合结构建立了两种非经典理论单元,并对一个比较典型的框架进行了分析,研究了FRⅣRC复合结构的基本性能,论证了FRP/RC复合结构数值分析应该采用等效非经典理论.     

混凝土结构用纤维增强塑料筋的耐久性评述

钢筋锈蚀在房屋建筑、公路、桥梁、大坝等混凝土结构中大量存在,是混凝土结构耐久性破坏的主要形式之一。纤维增强塑料筋(FRP筋)作为一种钢筋替代材料在混凝土工程中的应用是解决钢筋锈蚀问题的新途径之一。本文对FRP筋及型材在多种环境条件下的耐久性问题的国内外研究进展现状进行了分析,并对今后FRP筋及型材的耐久性研究趋势作了展望。     

FRP的力学性能研究及其在桥梁结构设计中的应用

在简述了我国基础设施建设发展现状的基础上,介绍了基于FRP加固技术的桥梁开裂破坏的主要解决方案,分析了国内外有限元法在玻璃纤维复合材料(FRP)加固桥梁受力和变形中的应用。以公路桥涵中较为常用的空心板结构为例,设计了FRP板材的加固方式和主要参数,提出了有限元软件在空心板力学性能分析的预处理过程,对比了FRP板材加固前后空心板力学性能的变化,分析了FRP材料的弹性模量和板材厚度对空心板力学性能的影响。     

浅谈桥梁结构体系的变化与创新

本文总结了桥梁结构体系层次划分,包括桥梁结构功能、桥梁结构形式以及桥梁结构受力特性,并举例说明了桥梁结构形式与主要构件的变化与创新,包括主梁、主拱、塔墩、缆索等。     

FRP-混凝土-钢双壁空心构件及其在桥梁结构中的应用前景

FRP-混凝土-钢双壁空心构件(DSTM)是一种新型组合构件,由外部FRP管、内部钢管以及两者之间填充的混凝土三部分组成,三种材料的协同互补和共同工作使该组合柱具有许多优于现有组合构件的力学性能。该种新型构件中,外FRP管和内钢管可以同心放置以用作受压构件,也可以偏心放置以用作受弯构件。本文阐述了该种新型组合构件截面形式的合理性及优点,总结了针对其力学性能和设计方法的现有研究,并探讨了其在桥梁工程中应用的潜力。     

FRP加固混凝土结构的最新研究进展

针对钢筋混凝土结构中因损伤影响结构安全的问题,国内外学者开展了关于FRP加固混凝土性能的广泛研究。分析总结了FRP外贴加固混凝土、FRP筋增强混凝土结构的现有技术水平、FRP索在桥梁中的应用现状以及FRP加固材料树脂基体的现状,并阐述关于FRP在温度、湿度、干湿循环、化学侵蚀、自然老化等各种环境条件下耐久性的研究进展,指出FRP在我国将有广阔的市场和应用前景。     

FRP桥梁上部结构的撞击破坏实验研究

近年来,纤维增强复合材料(FRP)已经在桥梁工程中获得了逐步推广和应用,尤其是在人行天桥的设计和建设中。但是,超高车辆撞击城市桥梁上部结构的事故频繁发生,严重威胁城市交通的正常运行。为确保FRP结构能更广泛地应用于城市桥梁中,提高其作为上部结构的抗撞能力,需要深入研究超高车辆-FRP结构碰撞机理。本文基于碰撞试验,对典型的超高车辆-桥梁上部结构碰撞进行了模拟,确定了此类梁的撞击破坏过程,位移响应,作用方式和损坏机理。分析结果将用于有限元分析和验证中,从而改进FRP上部结构应对此类冲击荷载时的结构响应。     

纤维复合材料在桥梁工程中的应用

纤维增强聚合物基复合材料(FRP)以片材、棒材、型材及混杂等多种形式应用于桥梁工程中,包括新建的钢筋混凝土桥梁的加固、纤维复合材料行人步道桥和公路桥的建造以及地震损坏或自然老化桥梁的修补和翻新等多方面,不但提高了桥梁的耐久性,同时也提高了桥梁的美学概念,纤维复合材料在桥梁建设中的开发应用日益扩大。     

树脂基复合材料连接技术研究现状及在桥梁工程中的应用和发展

为促进树脂基复合材料连接技术的发展及其在桥梁工程中的应用,本文从连接接头形式、接头制作工艺、接头传力特点和承栽力影响因素等多个方面归纳总结了树脂基复合材料连接技术的研究成果,分析了其在桥梁工程中的应用现状及特点,认为连接技术是制约树脂基复合材料结构在桥梁工程中应用的瓶颈问题之一.根据树脂基复合材料结构的特点,借鉴航空工业中广泛应用的复合材料耳片接头、多向承插接头及复合材料桁架结构整体成型工艺等研究成果,提出了解决桥梁工程中复合材料结构连接问题的技术方案.     

肯尼亚斯瓦克大坝贝雷桥安装技术简介

为了交通安全、快捷、方便，在Athi河、Thwake河上设计两座贝雷桥，贝雷桥具有构件少，重量轻，成本低的特点，施工周期短，并能迅速解决厂区交通，苏州中材建设有限公司负责施工，为保质保量且安全有效的进行贝雷桥施工，该公司编制大坝贝雷桥安装专项方案，文章介绍了安装方案的详细流程步骤和安装质量管理措施。     

树脂基复合材料连接技术研究现状及在桥梁工程中的应用和发展

为促进树脂基复合材料连接技术的发展及其在桥梁工程中的应用,本文从连接接头形式、接头制作工艺、接头传力特点和承载力影响因素等多个方面归纳总结了树脂基复合材料连接技术的研究成果,分析了其在桥梁工程中的应用现状及特点,认为连接技术是制约树脂基复合材料结构在桥梁工程中应用的瓶颈问题之一。根据树脂基复合材料结构的特点,借鉴航空工业中广泛应用的复合材料耳片接头、多向承插接头及复合材料桁架结构整体成型工艺等研究成果,提出了解决桥梁工程中复合材料结构连接问题的技术方案。     

拉挤成型FRP桥面板的研究

纤维增强复合材料(FRP)是一种新型的结构材料。它具有比强度高、耐腐蚀等特点，将其应用于桥面板，具有传统材料难以比拟的一些优点。本文在分析国外研究成果的基础上，应用复合材料结构设计理论，提出了一种新型的FRP桥面板截面形式并进行数值分析。     

玻璃钢/钢复合结构带式舟桥方舟的制作工艺

根据玻璃钢和钢材这两种材料的优点及现行带式舟桥的结构特点,论述了采用玻璃钢/钢复合结构研制新型带式舟桥的构想。以带式舟桥方舟模型的制作为例,提出了实现上述构想的工艺设计方案,并详细阐述了以手糊成型为主的制作工艺。研究结果表明,玻璃钢/钢复合结构带式舟桥的制作工艺方便、可行,经试验验证,结果可靠,对促进玻璃钢在舟桥器材中的应用具有指导意义。     

FRP组合桥面系统在桥梁工程中的应用与发展

本文回顾与综合了国际上较为通用的2类共9种桥面系统,分析其共性,研究其规律,并提出了今后研究发展的方向,为设计统一的FRP组合桥面系统作参考.     

采用GFRP配筋解决混凝土碳化对桥梁面板的负面影响

桥梁面板是桥梁结构的主要构件,对结构的整体性能和交通运输起着至关重要的作用.然而随着使用年限的增加,混凝土碳化将对钢筋混凝土桥梁面板的耐久性能产生较大的影响.近年来,玻璃纤维增强复合筋材(GFRP Bars)因具有高强、轻质、耐腐蚀等性能而逐渐被工程界认可.非线性有限元分析结果表明,由于压缩薄膜效应的存在使得同样配筋率的GFRP筋混凝土桥梁面板与钢筋混凝土桥梁面板的工作性能相似,证实了GFRP筋代替钢筋的可行性.在分析混凝土的碳化机理和GFRP的材料属性后发现,由于碳化使混凝土的渗透性和孔隙率降低,在碳化发生以后GFRP筋混凝土桥梁面的耐久性能不仅没有下降反而有所提高.     

采用GFRP配筋解决混凝土碳化对桥梁面板的负面影响

桥梁面板是桥梁结构的主要构件,对结构的整体性能和交通运输起着至关重要的作用。然而随着使用年限的增加,混凝土碳化将对钢筋混凝土桥梁面板的耐久性能产生较大的影响。近年来,玻璃纤维增强复合筋材(GFRP Bars)因具有高强、轻质、耐腐蚀等性能而逐渐被工程界认可。非线性有限元分析的结果表明,由于压缩薄膜效应的存在使得同样配筋率的GFRP筋混凝土桥梁面板与钢筋混凝土桥梁面板的工作性能相似,证实了GFRP筋代替钢筋的可行性。在分析混凝土的碳化机理和GFRP的材料属性后发现,由于碳化使混凝土的渗透性和孔隙率降低,在碳化发生以后GFRP筋混凝土桥梁面的耐久性能不仅没有下降反而有所提高。