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FRP橋梁結構的受力性能與設計方法

放大字體  縮小字體 發布日期:2014-12-03  來源:復材應用技術網  瀏覽次數:72

       由于FRP(纖維增強復合材料)的材料特性,非常適合在橋梁結構中應用。FRP橋梁與傳統橋梁結構相比具有眾多優點,如自重輕、架設速度快、抗腐蝕能力強且不透水、外表美觀、色澤持久、抗超載和抗疲勞性及抗震性能好,可實現更大跨度等。結合近年來的研究工作,對兩種FRP橋梁結構一輕質FRP橋梁和快速架設應急FRP橋的結構形式、受力性能以及設計計算要點進行了總結;還對兩種FRP橋梁構件-FRP橋面板和FRP-混凝土組合構件的構造形式、受力特點和設計方法進行了介紹。最后,對FRP橋梁結構應用中的問題進行了討論和展望,認為高性能FRP橋梁有望成為FRP在結構中應用的一個熱點。

       橋梁是決定交通通行能力和通行效率的關鍵樞紐。因此,對橋梁的架設速度、使用的長期可靠性、抗超載和抗疲勞的能力都提出了更高的要求,采用新結構材料是提高橋梁性能的一個重要的途徑。從歷史上看,每一次新材料應用于工程結構中都會帶來革命性的變化。FRP(纖維增強復合材料)是近年來在土木工程結構中得到成功應用的一種新型高性能工程結構材料,具有輕質、高強、耐腐蝕、施工成型方便等優點,目前已成為混凝土、鋼材等傳統結構材料的重要補充。合理地將FRP應用于各類結構中已成為工程結構應用發展的重要方向。

        FRP結構在航空、航天、車輛、艦船、化工等領域已經得到了較多的應用,并發展迅猛,例如空客A380客機中有25%以上的重量為FRP,而在研制的波音787中接近50%‘。在土木工程領域,FRP的應用才剛起步。上世紀九十年代末我國開始研究FRP加固補強工程結構,形成了一系列的新技術,并形成了一系列有關設計標準與產品標準,極大地推動了我國結構加固行業的發展。而此后,FRP橋梁被各國的研究者認為是FRP在結構中應用的又一新的發展方向。國際橋梁與結構工程協會( IABSE)和國際土木工程FRP學會(IIFC)專門成立了“FRP橋梁結構應用”工作委員會,推動相關研究。2000年前后,美國聯邦公路局( FHWA)就開展了IBRC和IBRD兩個研究開發項目,推動FRP在橋梁結構中的應用。

       本文將回顧FRP在橋梁結構中應用的發展歷史,分析高性能FRP橋梁結構的應用優勢。介紹了作者近年來開展的一系列關于FRP橋梁結構構件的研究和開發工作,并對FRP橋梁設計中的關鍵問題提出建議。

資料下載:   FRP橋梁結構的受力性能與設計方法.pdf
 
關鍵詞: FRP橋梁 復合材料
 
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