CN103194970A

CN103194970A - 一种带肋frp构件与混凝土组合桥面板

Info

Publication number: CN103194970A
Application number: CN2013101429560A
Authority: CN
Inventors: 黄海林; 吴方伯; 曾垂军; 周绪红
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-04-23
Filing date: 2013-04-23
Publication date: 2013-07-10

Abstract

本发明公开了一种带肋FRP构件与混凝土组合桥面板，包括带肋FRP构件、后浇混凝土面层，带肋FRP构件分为下部的FRP底板与其上的FRP纵向板肋两部分，所述的FRP底板与FRP纵向板肋中至少有一个采用空心截面形式，FRP纵向板肋中设置有横向通孔。FRP纵向板肋与其上设置的横向通孔增大了带肋FRP构件与混凝土的接触面积，提高了接触面的抗剪能力，改善了叠合面的性能；空心截面形式的FRP底板或\和FRP纵向板肋可以降低材料用量，增加构件刚度，使得组合后的桥面板整体性能得到大幅加强。本发明结构简单、制作施工便利，无需增设模板与支撑，且结构力学性能优越，能有效解决目前组合桥面板结构存在的诸多问题。

Description

一种带肋FRP构件与混凝土组合桥面板

技术领域

本发明属于桥梁工程技术领域，具体的说涉及带肋FRP构件与混凝土面层相结合应用于桥梁中，特别是应用于大跨度人行天桥中。

背景技术

在都市人行天桥或高速公路人行天桥建设过程中，就地浇筑混凝土是普遍采用的施工方法，满堂支架施工给城市的正常交通带来很大的不便；同时，钢材锈蚀和混凝土裂缝等耐久性问题越来越引起人们的关注。桥面板直接承受车辆荷载和环境作用，是受超载、腐蚀、疲劳等不利因素影响最直接的构件，而混凝土桥面板容易开裂，钢桥面板容易剥离、锈蚀，给交通带来巨大的隐患和损失。

纤维增强塑料（以下简称FRP）具有强度高、面密度小，抗疲劳和耐腐蚀性能好等特点，开始应用在土木工程中，其中，FRP桥面板尤为得到重视。FRP桥面板根据材料组成分为全FRP桥面板和FRP-混凝土组合桥面板，而FRP材料价格相对钢材和混凝土较高，全FRP桥面板存在初期投资大、刚度低、与主梁连接困难等缺点，并未得到普通应用。FRP-混凝土组合桥面板上部为混凝土主要受压，下部为FRP构件主要受拉，它们之间通过连接系统协同工作，使两种材料得到充分利用，并获得较大的刚度，这种结构能够充分利用混凝土抗压强度高、成本低的优点，又可充分发挥FRP抗拉强度高的特点；同时，FRP构件可兼作为模板，便于施工。但FRP构件与后浇混凝土面层的界面问题一直制约这种结构的推广应用。为此，开发一种刚度大、耐久性好，与混凝土粘结力强的新型桥面板结构显得尤为重要。

发明内容

本发明将FRP与混凝土进行合理组合，目的在于开发出一种结构简单，制作施工简便，施工速度快，无需增设模板与支撑，且结构力学性能优越，能有效解决目前组合桥面板结构存在的诸多问题的新型带肋FRP构件与混凝土组合桥面板。

本发明是这样来实现的，该带肋FRP构件与混凝土组合桥面板，包括带肋FRP构件、后浇混凝土面层，带肋FRP构件分为下部的FRP底板与其上的FRP纵向板肋两部分，所述的FRP底板与FRP纵向板肋中至少有一个采用空心截面形式，FRP纵向板肋中设置有横向通孔。

本发明的特征还在于所述的FRP纵向板肋的截面形状为矩形或T形；本发明的特征还在于所述的FRP纵向板肋上有凸起或者凹槽，或者同时有凸起和凹槽；本发明的特征还在于所述的空心截面形式的FRP纵向板肋上的横向通孔中有套筒；本发明的特征还在于所述的横向通孔中布置有横向穿孔钢筋；本发明的特征还在于所述的横向通孔的截面形状为圆形、椭圆形、弧形、多边形（边数n≥3）。

上述技术方案的有益效果是：它设有FRP纵向板肋，形状可采用矩形或T形等，使得底板截面形式呈倒T形或工字形等，截面形式更为有效；FRP纵向板肋可作为抗剪键，板肋的存在明显增大了带肋FRP构件与后浇混凝土的接触面积，显著改善了叠合面的性能；通过在板肋内增设横向通孔，板肋横向通孔内后浇混凝土与板肋形成“销栓”效应，增大了带肋FRP构件与后浇混凝土的机械咬合力，有效提高了接触面的抗剪性能，保证组合桥面板的共同工作性能；通过在预留孔洞内配置横向穿孔钢筋，实现了横向配筋，改善了桥面板的受力性能，横向穿孔钢筋与板肋孔洞后浇混凝土形成“钢筋混凝土销栓”，进一步增大了接触面的抗剪能力；空心截面形式的FRP底板或\和FRP纵向板肋可以降低材料用量，增加构件刚度，使得组合后的桥面板的整体性能得到大幅的加强。

以下结合附图对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限制。

附图说明

以下附图中，1为带肋FRP构件，2为FRP底板，3为FRP纵向板肋，4为后浇混凝土面层，5为FRP纵向板肋3中设置的横向通孔，6为FRP纵向板肋上的凸起，7为FRP纵向板肋上的凹槽，8为空心截面形式的FRP纵向板肋3上的横向通孔5中的套筒，9为横向通孔5中的横向穿孔钢筋。

图1为带肋FRP构件与混凝土组合桥面板的结构示意图。

图2为带肋FRP构件与混凝土组合桥面板结构另一实施例。

图3为采用空心截面形式的FRP底板与实心截面形式的FRP纵向板肋结构示意图。

图4～23为采用空心截面形式的FRP底板与实心截面形式的FRP纵向板肋的另一实施例的横剖面示意图。

图24为采用实心截面形式的FRP底板与空心截面形式的FRP纵向板肋结构示意图。

图25为采用实心截面形式的FRP底板与空心截面形式的FRP纵向板肋的另一实施例的横剖面示意图。

图26为采用空心截面形式的FRP底板与空心截面形式的FRP纵向板肋结构示意图。

图27～33为采用空心截面形式的FRP底板与空心截面形式的FRP纵向板肋的另一实施例的横剖面示意图。

图34为FRP纵向板肋上有凸起的结构示意图。

图35为图34的横剖面示意图。

图36为FRP纵向板肋上有凸起的另一实施例的横剖面示意图。

图37为FRP纵向板肋上有凹槽的横剖面示意图。

图38～39为FRP纵向板肋上有凹槽的另一实施例的横剖面示意图。

图40为FRP纵向板肋上有凸起和凹槽的横剖面示意图。

图41为采用空心截面形式的FRP纵向板肋时横向通孔中布置套筒的示意图。

图42为图41中的套筒进入横向通孔后的结构示意图。

具体实施方式

本发明如附图1～42所示。

参考图1～33，该带肋FRP构件与混凝土组合桥面板，包括带肋FRP构件1、后浇混凝土面层4，带肋FRP构件1分为下部的FRP底板2与其上的FRP纵向板肋3两部分，FRP底板2与FRP纵向板肋3中至少有一个采用空心截面形式，FRP纵向板肋2中设置有横向通孔5。

其中，FRP纵向板肋3的截面形状可采用矩形或T形等，图1中FRP纵向板肋3的形状为矩形，图2中FRP纵向板肋3的形状为T形，矩形形状的FRP纵向板肋3使得底板截面形式呈倒T形， T形形状的FRP纵向板肋3使得底板截面形式呈工字形，截面形式更为有效；FRP纵向板肋3可作为抗剪键，板肋的存在明显增大了带肋FRP构件1与后浇混凝土4的接触面积，显著改善了叠合面的性能。FRP纵向板肋3中设置有横向通孔5，横向通孔5内的后浇混凝土4与板肋形成“销栓”效应，增大了带肋FRP构件1与后浇混凝土4的机械咬合力，有效提高了接触面的抗剪性能，保证组合桥面板的共同工作性能。横向通孔5中可布置横向穿孔钢筋9，如图1所示，通过在预留孔洞5内配置横向穿孔钢筋9，实现了横向配筋，改善了桥面板的受力性能，横向穿孔钢筋9与板肋孔洞后浇混凝土形成“钢筋混凝土销栓”，进一步增大了接触面的抗剪能力。横向通孔5的截面形状为圆形、椭圆形、弧形、多边形（边数n≥3），图3中的横向通孔5的截面形状为圆形，图24中的横向通孔5的截面形状为矩形，图26中的横向通孔5的截面形状采用弧形中的一种，即半圆形，图41中的横向通孔5的截面形状采用多边形中的一种，即带倒角的矩形。FRP底板2与FRP纵向板肋3中至少有一个采用空心截面形式，这样可以降低材料用量，增加构件刚度，使得组合后的桥面板的整体性能得到大幅的加强。当采用空心截面形式的FRP底板2与采用实心截面形式的FRP纵向板肋3时，其结构示意图或横剖面示意图如图3～23所示；当采用实心截面形式的FRP底板2与采用实心截面形式的FRP纵向板肋3时，其结构示意图或横剖面示意图如图24～25所示；当采用空心截面形式的FRP底板2与采用空心截面形式的FRP纵向板肋3时，其结构示意图或横剖面示意图如图26～33所示，当然，还可以将图3～23中任意空心截面形式的FRP底板2与图32～33中任意空心截面形式的FRP纵向板肋3组合起来构成带肋FRP构件1，在此无需一一赘述。

参考图34～40，FRP纵向板3上凸起6或者凹槽7，或者同时有凸起6和凹槽7，这样可以增加带肋FRP构件1与混凝土面层4的接触面积，有效地提高了二者间的粘结力。

参考图41，当采用空心截面形式的FRP纵向板肋3时，横向通孔5中有套筒8，套筒8采用硬质材料制作而成，其截面形状与横向通孔5的截面形状相适应，此示意图中的横向通孔5的截面形式采用多边形中的一种，即带倒角的矩形，因而套筒8也采用该截面形式。设套筒长度为L，空心截面形式的FRP纵向板肋3的肋板宽度为b，肋板内空心部分的宽度为a，则a<L≤b，这样可以防止浇筑时面层混凝土4进入空心截面形式的FRP纵向板肋3内的空心部分。当套筒8穿入横向通孔5后，其结构布置图如图42所示。

Claims

1.一种带肋FRP构件与混凝土组合桥面板，包括带肋FRP构件（1）、后浇混凝土面层（4），所述的带肋FRP构件（1）分为下部的FRP底板（2）与其上部的FRP纵向板肋（3）两部分，其特征在于：所述的FRP底板（2）与FRP纵向板肋（3）中至少有一个采用空心截面形式，FRP纵向板肋（3）中设置有横向通孔（5）。

2.根据权利要求1所述的带肋FRP构件与混凝土组合桥面板，其特征在于：所述的FRP纵向板肋（3）的截面形状为矩形或T形。

3.根据权利要求1所述的带肋FRP构件与混凝土组合桥面板，其特征在于：所述的FRP纵向板肋（3）上有凸起（6）或者凹槽（7），或者同时有凸起（6）和凹槽（7）。

4.根据权利要求1所述的带肋FRP构件与混凝土组合桥面板，其特征在于：所述的空心截面形式的FRP纵向板肋（3）上的横向通孔（5）中有套筒（8）。

5.根据权利要求1所述的带肋FRP构件与混凝土组合桥面板，其特征在于：所述的横向通孔（5）中布置有横向穿孔钢筋（9）。

6.根据权利要求1所述的带肋FRP构件与混凝土组合桥面板，其特征在于：所述的横向通孔（5）的截面形状为圆形、椭圆形、弧形、多边形（边数n≥3）。