CN204238114U - 一种基于frp增强型圬工拱桥的拱圈结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种基于FRP增强型圬工拱桥的拱圈结构，包括由沿拱圈跨设方向依次排列的预制拱块拼接而成的主体，每相邻两个所述预制拱块的侧面相互贴合，所有预制拱块的下表面组成所述主体的下表面，所述主体的上表面固定覆盖有第一FRP层，所述主体的下表面固定覆盖有第二FRP层。该拱圈结构的主体由预制拱块拼接而成，且在主体的上表面和下表面均固定覆盖有FRP层，上下两层FRP层的结构有效避免了预制拱块产生相对滑移的可能，更加合理的分散了桥梁所受到的压力，充分发挥了FRP材料的高承载力特点，大幅提高了桥梁的承载力；此外，本实用新型采用在预制拱块中预埋螺栓帽（螺件），然后在建造时再螺入螺栓（螺紧件），从而使得FRP层与主体之间的连接更加可靠，避免因为FRP层与主体之间相互剥离导致的结构损坏。
Description
技术领域
本实用新型涉及拱桥建造技术领域，特别涉及一种基于FRP增强型圬工拱桥的拱圈结构。
背景技术
在圬工拱桥行业中，针对山区等偏远地区的小跨径拱桥，一般采取预制多个预制拱块然后现场吊装拼接形成拱圈的建造方式，解决了拱桥施工难度大、施工繁琐的问题。例如公开号为CN 102493327A公开的一种加强型便携式整体预制圬工拱桥，其结构包括有桥体和桥面，所述桥体的内侧设置有拱圈，所述拱圈包括由多个预制拱块依次排列组成的主体，以及固定贴覆于所述主体上表面的纤维增强复合材料连接层，每相邻两个所述预制拱块的侧面相互贴合，所有所述预制拱块的下表面组成拱圈下表面，所述纤维增强复合材料连接层与每一预制拱块上表面固定连接。由于拱圈是由拼接而成，采用FRP（Fiber Reinforced Plastics，纤维增强复合塑料)格栅布作为拱圈顶部的连接构件，这样不仅提高拱桥稳定性，且FRP材料具有良好的抗酸化性能，能够更好的保护预制拱块内部的钢筋，有效的避免钢筋锈蚀引起的耐久性问题。然而，采用此种方法虽然解决了连接固定以及抗腐蚀的问题，但是这种结构并没有效的发挥出FRP材料的高承载力优势，拱块之间容易产生相对滑移，从而导致拱圈结构被破坏，桥梁整体承载能力低。
发明内容
本实用新型的目的在于避免上述现有技术中的不足之处而提供一种能够充分发挥FRP层的承载特性，有效避免拱块之间的相对滑移，从而提高桥梁的整体承载能力的基于FRP增强型圬工拱桥的拱圈结构。
本实用新型的目的通过以下技术方案实现：
提供了一种基于FRP增强型圬工拱桥的拱圈结构，包括由沿拱圈跨设方向依次排列的预制拱块拼接而成的主体，每相邻两个所述预制拱块的侧面相互贴合，所有预制拱块的下表面组成所述主体的下表面，所述主体的上表面固定覆盖有第一FRP层，所述主体的下表面固定覆盖有第二FRP层。
其中，部分或全部所述预制拱块的下端预埋有下螺件，所述第二FRP层被螺紧于所述下螺件中的螺紧件固定至主体的下表面。
其中，所述主体沿所述主体的跨设方向分为位于主体中部的主拱部和对称分布于所述主拱部两侧的翼部，所述主拱部中的所有预制拱块的下端均与所述第二FRP层固定连接，所述翼部中仅部分预制拱块的下端均与所述第二FRP层固定连接。
其中，所述主拱部的跨度是主体跨度的二分之一。
其中，部分或所有所述预制拱块的上端端预埋有上螺件，所述第一FRP层被螺紧于所述上螺件中的螺紧件固定至主体的上表面。
其中，沿所述跨设方向，两个上端预埋有上螺件的预制拱块之间间隔一个或者两个上端未预埋上螺件的预制拱块。
本实用新型的有益效果：本实用新型提供了一种拱圈结构，该拱圈结构的主体由预制拱块拼接而成，且在主体的上表面和下表面均固定覆盖有FRP层，上下两层FRP层的结构有效避免了预制拱块产生相对滑移的可能，更加合理的分散了桥梁所受到的压力，充分发挥了FRP材料的高承载力特点，大幅提高了桥梁的承载力；此外，本实用新型采用在预制拱块中预埋螺栓帽（螺件），然后在建造时再螺入螺栓（螺紧件），从而使得FRP层与主体之间的连接更加可靠，避免因为FRP层与主体之间相互剥离导致的结构损坏。
附图说明
利用附图对本实用新型作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本实用新型的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1为本实用新型基于FRP增强型圬工拱桥的拱圈结构的结构示意图。
图2为一个在上端预埋上螺栓帽且下端预埋了下螺栓帽的预制拱块的结构示意图。
在图1中包括有：
1——预制拱块、2——主体、3——第一FRP层、4——第二FRP层、5——上螺栓帽、6——下螺栓帽。
具体实施方式
结合以下实施例对本实用新型作进一步描述。
本实用新型基于FRP增强型圬工拱桥的拱圈结构的具体实施方式，如图1所示，主体2由若干个预制拱块1沿拱圈的跨设方向拼接而成，相邻预制拱块1的侧面相互贴合，所有预制拱块1的上表面组成所述主体2的上表面，所有预制拱块1的下表面组成所述主体2的下表面；这些预制拱块1都是钢筋混凝土结构，其中部分预制拱块1的上端预埋有上螺栓帽5作为上螺件，部分预制拱块1的下端预埋有下螺栓帽6作为下螺件。当然，也可以在预制拱块1的上端预埋螺栓作为上螺件，在预制拱块1的下端预埋螺栓作为下螺件，只不过螺紧件的选择要适当变换。
在主体2的上表面覆盖有第一FRP层3，在预埋有上螺栓帽5的预制拱块1处，存在穿过第一FRP层3后螺紧于上螺栓帽5的螺栓（作为螺紧件），以使得第一FRP层3紧固贴合于主体2的上表面，在本实施例中，沿跨设方向每间隔一个或者两个预制拱块1预埋一个上螺栓帽5，这样可以即在最少用料的条件下确保第一FRP层3与主体2的紧固连接。当然，根据实际需要，也可以所有的预制拱块1的上端都预埋上螺栓帽5。
在主体2的下表面覆盖有第二FRP层4，在预埋有下螺栓帽6的预制拱块1处，存在穿过第二FRP层4后螺紧于下螺栓帽6的螺栓，以使第二FRP层4贴合于主体2的下表面。在本实施例中，为了合理的排布下螺栓帽6的预埋位置，可以将主体2沿跨设方向分为位于主体2中部的主拱部和对称分布于主拱部两侧的翼部，所有落入主拱部的预制拱块1的下端部都预埋有下螺栓帽6，落入翼部的预制拱块1沿跨设方向每间隔一个或者两个预制拱块1预埋一个上螺栓帽5。由于处在主体2中部预制拱块1所受的承载力在竖着方向上的分量比较大，因此相对滑移的可能性更大，为此，在该部分使每个预制拱块1均与第二FRP层4连接，能够有效的降低这部分的预制拱块1的相对滑移的可能性。而处在主体2两翼的预制拱块1所受的承载力在竖着方向上的分量比较小，相对滑移的可能性较低，因此不需要密集的设置螺栓帽进行固定，适当的去掉部分预制拱块1上的螺栓帽能够减少螺栓帽的使用量，降低桥梁的整体重量。本实施例中，主拱部的跨度是主体2跨度的二分之一，也就是说，假设主体2的跨度为L，则沿跨设方向主体2的1/4L至3/4L之间的部分为主拱部。当然，根据拱圈的具体结构参数，主拱部的跨度与主体2跨度之间的比例值可以灵活调整。
上述拱圈结构的主体2由预制拱块1拼接而成，且在主体2的上表面和下表面均固定覆盖有FRP层，上下两层FRP层的结构有效避免了预制拱块1产生相对滑移的可能，更加合理的分散了桥梁所受到的压力，充分发挥了FRP材料的高承载力特点，大幅提高了桥梁的承载力；此外的，本实用新型采用在预制拱块1中预埋螺栓帽（螺件），然后在建造时再螺入螺栓（螺紧件），从而使得FRP层与主体2之间的连接更加可靠，避免因为FRP层与主体2之间相互剥离导致的结构损坏。
利用以上所述的拱圈结构构建桥梁的方法步骤大致如下：
步骤A：制造预制拱块1，根据预估模型在部分预制拱块1的上端预埋上螺栓帽5，在部分预制拱块1的下端预埋下螺栓帽6，图2所示的为一个在上端预埋上螺栓帽5且下端预埋了下螺栓帽6的预制拱块1；
步骤B：在预制拱块1的上表面黏贴上第一FRP层3，用高强度的螺栓穿过第一FRP并螺紧至预制拱块1中预埋的上螺栓帽5中，将预制拱块1吊起成拱以使所有预制拱块1拼接形成主体2；
步骤C：在第一FRP层3上填充混凝土；
步骤D：在主体2的下表面黏贴第二FRP层4，用高强度的螺栓穿过第二FRP并螺紧至预制拱块1中预埋的下螺栓帽6中。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对本实用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。
Claims (6)
1.一种基于FRP增强型圬工拱桥的拱圈结构，包括由沿拱圈跨设方向依次排列的预制拱块拼接而成的主体，每相邻两个所述预制拱块的侧面相互贴合，所有预制拱块的下表面组成所述主体的下表面，所述主体的上表面固定覆盖有第一FRP层，其特征在于：所述主体的下表面固定覆盖有第二FRP层。
2.如权利要求1所述的一种基于FRP增强型圬工拱桥的拱圈结构，其特征在于：部分或全部所述预制拱块的下端预埋有下螺件，所述第二FRP层被螺紧于所述下螺件中的螺紧件固定至主体的下表面。
3.如权利要求1所述的一种基于FRP增强型圬工拱桥的拱圈结构，其特征在于：所述主体沿所述主体的跨设方向分为位于主体中部的主拱部和对称分布于所述主拱部两侧的翼部，所述主拱部中的所有预制拱块的下端均与所述第二FRP层固定连接，所述翼部中仅部分预制拱块的下端均与所述第二FRP层固定连接。
4.如权利要求3所述的一种基于FRP增强型圬工拱桥的拱圈结构，其特征在于：所述主拱部的跨度是主体跨度的二分之一。
5.如权利要求1所述的一种基于FRP增强型圬工拱桥的拱圈结构，其特征在于：部分或所有所述预制拱块的上端端预埋有上螺件，所述第一FRP层被螺紧于所述上螺件中的螺紧件固定至主体的上表面。
6.如权利要求5所述的一种基于FRP增强型圬工拱桥的拱圈结构，其特征在于：沿所述跨设方向，两个上端预埋有上螺件的预制拱块之间间隔一个或者两个上端未预埋上螺件的预制拱块。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105155402A (zh) * | 2015-08-28 | 2015-12-16 | 汉诺·凯霍宁 | 一种拱形结构 |
| RU2638218C1 (ru) * | 2016-08-30 | 2017-12-12 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уральский государственный университет путей сообщения" (УрГУПС) | Грунтозасыпной мост |
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2014
- 2014-10-28 CN CN201420628685.XU patent/CN204238114U/zh not_active Expired - Lifetime
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