BFRP模殼-混凝土組合橋面板基本性能研究.pdf

1、纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(FRP，F(xiàn)iber Reinforced Polymer)具有輕質(zhì)高強(qiáng)、耐腐蝕、耐疲勞等特點(diǎn)，能夠改善和解決傳統(tǒng)材料所引起的耐久性難題，被認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)高性能、長(zhǎng)壽命的理想材料。但因其彈性模量低而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)變形大等原因在一些橋面板結(jié)構(gòu)應(yīng)用中受到限制，將FRP型材與混凝土兩者組合使用可以彌補(bǔ)這一缺陷，既能發(fā)揮FRP耐腐蝕高抗拉強(qiáng)度的優(yōu)勢(shì)，又能發(fā)揮混凝土抗壓性能的特點(diǎn)。但既有的FRP型材-混凝土組合橋面板結(jié)構(gòu)存在型材用量多、截面

2、利用率、組合連接件性能不足等問(wèn)題。基于這一問(wèn)題，為研發(fā)出抗變形能力高和組合性能優(yōu)越的FRP-混凝土組合橋面板體系，本文將從以下幾個(gè)方面開(kāi)展了理論分析和試驗(yàn)研究工作:
　　1、BFRP模殼-混凝土組合橋面板的模殼設(shè)計(jì)。對(duì)模殼的幾何截面形式進(jìn)行較為系統(tǒng)的研究分析，基于截面剛度最大化理論，借助有限元數(shù)值分析，確定了一定跨徑下模殼截面最優(yōu)幾何形態(tài);結(jié)合模殼截面形式、組合方式以及生產(chǎn)工藝對(duì)模殼組合連接件進(jìn)行了深入的優(yōu)化研究;在此基礎(chǔ)上提出采

3、用同源FRP材料提升模殼抗變形能力理念，并對(duì)自平衡預(yù)應(yīng)力FRP模殼設(shè)計(jì)原理、制備方法以及步驟進(jìn)行了系統(tǒng)的研究和闡述。
　　2、BFRP模殼混凝土澆筑施工過(guò)程模擬試驗(yàn)。參考相關(guān)規(guī)范對(duì)上述優(yōu)化設(shè)計(jì)的BFRP模殼和自平衡預(yù)應(yīng)力模殼進(jìn)行混凝土澆筑模擬試驗(yàn)，對(duì)模殼在施工狀態(tài)下剛度和應(yīng)力變化進(jìn)行了監(jiān)測(cè)和分析，驗(yàn)證了BFRP模殼在施工階段作為模板使用的可行性，對(duì)比分析了預(yù)應(yīng)力自平衡模殼相對(duì)于無(wú)預(yù)應(yīng)力模殼剛度的提升情況。
　　3、開(kāi)展了7塊

4、不同參數(shù)的組合橋面板靜力性能試驗(yàn)，對(duì)其破壞形態(tài)、極限承載力、荷載位移曲線、模殼應(yīng)力應(yīng)變、預(yù)應(yīng)力板條應(yīng)力應(yīng)變等方面進(jìn)行了較為系統(tǒng)的研究，對(duì)比分析了腹板有無(wú)波紋齒作為連接件、腹板波紋齒和粘砂混合連接與否、增強(qiáng)鋼筋和抗剪鋼筋的設(shè)置、模殼的性能（自平衡預(yù)應(yīng)力模殼、無(wú)預(yù)應(yīng)力模殼）對(duì)組合橋面板在正常使用階段和承載能力極限狀態(tài)下受力性能的影響。
　　4、在分析國(guó)內(nèi)外已有FRP-混凝土組合橋面板試驗(yàn)研究成果的基礎(chǔ)上，參考鋼-混組合結(jié)構(gòu)推導(dǎo)建立了B