專利名稱：一種帶肋frp構(gòu)件與混凝土組合橋面板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于橋梁工程技術(shù)領(lǐng)域，具體的說涉及帶肋FRP構(gòu)件與混凝土面層相結(jié)合應(yīng)用于橋梁中，特別是應(yīng)用于大跨度人行天橋中。
背景技術(shù)：
在都市人行天橋或高速公路人行天橋建設(shè)過程中，就地澆筑混凝土是普遍采用的施工方法，滿堂支架施工給城市的正常交通帶來很大的不便；同時，鋼材銹蝕和混凝土裂縫等耐久性問題越來越引起人們的關(guān)注。橋面板直接承受車輛荷載和環(huán)境作用，是受超載、腐蝕、疲勞等不利因素影響最直接的構(gòu)件，而混凝土橋面板容易開裂，鋼橋面板容易剝離、銹蝕,給交通帶來巨大的隱患和損失。纖維增強塑料(以下簡稱FRP)具有強度高、面密度小，抗疲勞和耐腐蝕性能好等特點，開始應(yīng)用在土木工程中，其中，F(xiàn)RP橋面板尤為得到重視。FRP橋面板根據(jù)材料組成分為全FRP橋面板和FRP-混凝土組合橋面板，而FRP材料價格相對鋼材和混凝土較高，全FRP橋面板存在初期投資大、剛度低、與主梁連接困難等缺點，并未得到普通應(yīng)用。FRP-混凝土組合橋面板上部為混凝土主要受壓，下部為FRP構(gòu)件主要受拉，它們之間通過連接系統(tǒng)協(xié)同工作，使兩種材料得到充分利用，并獲得較大的剛度，這種結(jié)構(gòu)能夠充分利用混凝土抗壓強度高、成本低的優(yōu)點，又可充分發(fā)揮FRP抗拉強度高的特點；同時，F(xiàn)RP構(gòu)件可兼作為模板，便于施工。但FRP構(gòu)件與后澆混凝土面層的界面問題一直制約這種結(jié)構(gòu)的推廣應(yīng)用。為此，開發(fā)一種剛度大、耐久性好，與混凝土粘結(jié)力強的新型橋面板結(jié)構(gòu)顯得尤為重要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明將FRP與混凝土進行合理組合，目的在于開發(fā)出一種結(jié)構(gòu)簡單，制作施工簡便，施工速度快，無需增設(shè)模板與支撐，且結(jié)構(gòu)力學性能優(yōu)越，能有效解決目前組合橋面板結(jié)構(gòu)存在的諸多問題的新型帶肋FRP構(gòu)件與混凝土組合橋面板。本發(fā)明是這樣來實現(xiàn)的，該帶肋FRP構(gòu)件與混凝土組合橋面板，包括帶肋FRP構(gòu)件、后澆混凝土面層，帶肋FRP構(gòu)件分為下部的FRP底板與其上的FRP縱向板肋兩部分，所述的FRP底板與FRP縱向板肋中至少有一個采用空心截面形式，F(xiàn)RP縱向板肋中設(shè)置有橫向通孔。本發(fā)明的特征還在于所述的FRP縱向板肋的截面形狀為矩形或T形；本發(fā)明的特征還在于所述的FRP縱向板肋上有凸起或者凹槽，或者同時有凸起和凹槽；本發(fā)明的特征還在于所述的空心截面形式的FRP縱向板肋上的橫向通孔中有套筒；本發(fā)明的特征還在于所述的橫向通孔中布置有橫向穿孔鋼筋；本發(fā)明的特征還在于所述的橫向通孔的截面形狀為圓形、橢圓形、弧形、多邊形(邊數(shù)η彡3)。上述技術(shù)方案的有益效果是:它設(shè)有FRP縱向板肋，形狀可采用矩形或T形等，使得底板截面形式呈倒T形或工字形等，截面形式更為有效；FRP縱向板肋可作為抗剪鍵，板肋的存在明顯增大了帶肋FRP構(gòu)件與后澆混凝土的接觸面積， 顯著改善了疊合面的性能；通過在板肋內(nèi)增設(shè)橫向通孔，板肋橫向通孔內(nèi)后澆混凝土與板肋形成“銷栓”效應(yīng)，增大了帶肋FRP構(gòu)件與后澆混凝土的機械咬合力，有效提高了接觸面的抗剪性能，保證組合橋面板的共同工作性能；通過在預(yù)留孔洞內(nèi)配置橫向穿孔鋼筋，實現(xiàn)了橫向配筋，改善了橋面板的受力性能，橫向穿孔鋼筋與板肋孔洞后澆混凝土形成“鋼筋混凝土銷栓”，進一步增大了接觸面的抗剪能力；空心截面形式的FRP底板或\和FRP縱向板肋可以降低材料用量，增加構(gòu)件剛度，使得組合后的橋面板的整體性能得到大幅的加強。以下結(jié)合附圖對本發(fā)明進行詳細描述，但不作為對本發(fā)明的限制。


以下附圖中，I為帶肋FRP構(gòu)件，2為FRP底板，3為FRP縱向板肋，4為后澆混凝土面層，5為FRP縱向板肋3中設(shè)置的橫向通孔，6為FRP縱向板肋上的凸起，7為FRP縱向板肋上的凹槽，8為空心截面形式的FRP縱向板肋3上的橫向通孔5中的套筒，9為橫向通孔5中的橫向穿孔鋼筋。圖1為帶肋FRP構(gòu)件與混凝土組合橋面板的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為帶肋FRP構(gòu)件與混凝土組合橋面板結(jié)構(gòu)另一實施例。圖3為采用空心截面形式的FRP底板與實心截面形式的FRP縱向板肋結(jié)構(gòu)示意圖。圖4 23為采用空心截面形式的FRP底板與實心截面形式的FRP縱向板肋的另一實施例的橫剖面示意圖。圖24為采用實心截面形式的FRP底板與空心截面形式的FRP縱向板肋結(jié)構(gòu)示意圖。圖25為采用實心截面形式的FRP底板與空心截面形式的FRP縱向板肋的另一實施例的橫剖面示意圖。圖26為采用空心截面形式的FRP底板與空心截面形式的FRP縱向板肋結(jié)構(gòu)示意圖。圖27 33為采用空心截面形式的FRP底板與空心截面形式的FRP縱向板肋的另一實施例的橫剖面示意圖。圖34為FRP縱向板肋上有凸起的結(jié)構(gòu)示意圖。圖35為圖34的橫剖面示意圖。圖36為FRP縱向板肋上有凸起的另一實施例的橫剖面示意圖。圖37為FRP縱向板肋上有凹槽的橫剖面示意圖。圖38 39為FRP縱向板肋上有凹槽的另一實施例的橫剖面示意圖。圖40為FRP縱向板肋上有凸起和凹槽的橫剖面示意圖。圖41為采用空心截面形式的FRP縱向板肋時橫向通孔中布置套筒的示意圖。圖42為圖41中的套筒進入橫向通孔后的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明如附圖1 42所示。參考圖1 33，該帶肋FRP構(gòu)件與混凝土組合橋面板，包括帶肋FRP構(gòu)件1、后澆混凝土面層4，帶肋FRP構(gòu)件I分為下部的FRP底板2與其上的FRP縱向板肋3兩部分，F(xiàn)RP底板2與FRP縱向板肋3中至少有一個采用空心截面形式，F(xiàn)RP縱向板肋2中設(shè)置有橫向通孔5。其中，F(xiàn)RP縱向板肋3的截面形狀可采用矩形或T形等，圖1中FRP縱向板肋3的形狀為矩形，圖2中FRP縱向板肋3的形狀為T形，矩形形狀的FRP縱向板肋3使得底板截面形式呈倒T形，T形形狀的FRP縱向板肋3使得底板截面形式呈工字形，截面形式更為有效；FRP縱向板肋3可作為抗剪鍵，板肋的存在明顯增大了帶肋FRP構(gòu)件I與后澆混凝土
4的接觸面積，顯著改善了疊合面的性能。FRP縱向板肋3中設(shè)置有橫向通孔5，橫向通孔5內(nèi)的后澆混凝土 4與板肋形成“銷栓”效應(yīng)，增大了帶肋FRP構(gòu)件I與后澆混凝土 4的機械咬合力，有效提高了接觸面的抗剪性能，保證組合橋面板的共同工作性能。橫向通孔5中可布置橫向穿孔鋼筋9，如圖1所示，通過在預(yù)留孔洞5內(nèi)配置橫向穿孔鋼筋9，實現(xiàn)了橫向配筋，改善了橋面板的受力性能，橫向穿孔鋼筋9與板肋孔洞后澆混凝土形成“鋼筋混凝土銷栓”，進一步增大了接觸面的抗剪能力。橫向通孔5的截面形狀為圓形、橢圓形、弧形、多邊形(邊數(shù)η彡3)，圖3中的橫向通孔5的截面形狀為圓形，圖24中的橫向通孔5的截面形狀為矩形，圖26中的橫向通孔5的截面形狀采用弧形中的一種，即半圓形，圖41中的橫向通孔5的截面形狀采用多邊形中的一種，即帶倒角的矩形。FRP底板2與FRP縱向板肋3中至少有一個采用空心截面形式，這樣可以降低材料用量，增加構(gòu)件剛度，使得組合后的橋面板的整體性能得到大幅的加強。當采用空心截面形式的FRP底板2與采用實心截面形式的FRP縱向板肋3時，其結(jié)構(gòu)示意圖或橫剖面示意圖如圖3 23所示；當采用實心截面形式的FRP底板2與采用實心截面形式的FRP縱向板肋3時，其結(jié)構(gòu)示意圖或橫剖面示意圖如圖24 25所示；當采用空心截面形式的FRP底板2與采用空心截面形式的FRP縱向板肋3時,其結(jié)構(gòu)示意圖或橫剖面示意圖如圖26 33所示，當然,還可以將圖3 23中任意空心截面形式的FRP底板2與圖32 33中任意空心截面形式的FRP縱向板肋3組合起來構(gòu)成帶肋FRP構(gòu)件I,在此無需--贅述。
參考圖34 40，F(xiàn)RP縱向板3上凸起6或者凹槽7，或者同時有凸起6和凹槽7，這樣可以增加帶肋FRP構(gòu)件I與混凝土面層4的接觸面積，有效地提高了二者間的粘結(jié)力。參考圖41，當采用空心截面形式的FRP縱向板肋3時，橫向通孔5中有套筒8，套筒8采用硬質(zhì)材料制作而成，其截面形狀與橫向通孔5的截面形狀相適應(yīng)，此示意圖中的橫向通孔5的截面形式采用多邊形中的一種，即帶倒角的矩形，因而套筒8也采用該截面形式。設(shè)套筒長度為L，空心截面形式的FRP縱向板肋3的肋板寬度為b，肋板內(nèi)空心部分的寬度為a，則a〈L ( b，這樣可以防止?jié)仓r面層混凝土 4進入空心截面形式的FRP縱向板肋3內(nèi)的空心部分。當套筒8穿入橫向通孔5后，其結(jié)構(gòu)布置圖如圖42所示。
權(quán)利要求
1.一種帶肋FRP構(gòu)件與混凝土組合橋面板，包括帶肋FRP構(gòu)件(I)、后澆混凝土面層(4)，所述的帶肋FRP構(gòu)件(I)分為下部的FRP底板(2)與其上部的FRP縱向板肋(3)兩部分，其特征在于:所述的FRP底板(2)與FRP縱向板肋(3)中至少有一個采用空心截面形式，F(xiàn)RP縱向板肋(3)中設(shè)置有橫向通孔(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶肋FRP構(gòu)件與混凝土組合橋面板，其特征在于:所述的FRP縱向板肋(3)的截面形狀為矩形或T形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶肋FRP構(gòu)件與混凝土組合橋面板，其特征在于:所述的FRP縱向板肋(3)上有凸起(6)或者凹槽(7)，或者同時有凸起(6)和凹槽(7)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶肋FRP構(gòu)件與混凝土組合橋面板，其特征在于:所述的空心截面形式的FRP縱向板肋(3)上的橫向通孔(5)中有套筒(8)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶肋FRP構(gòu)件與混凝土組合橋面板，其特征在于:所述的橫向通孔(5)中布置有橫向穿孔鋼筋(9)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶肋FRP構(gòu)件與混凝土組合橋面板，其特征在于:所述的橫向通孔(5)的截面形狀為 圓形、橢圓形、弧形、多邊形(邊數(shù)η彡3)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種帶肋FRP構(gòu)件與混凝土組合橋面板，包括帶肋FRP構(gòu)件、后澆混凝土面層，帶肋FRP構(gòu)件分為下部的FRP底板與其上的FRP縱向板肋兩部分，所述的FRP底板與FRP縱向板肋中至少有一個采用空心截面形式，F(xiàn)RP縱向板肋中設(shè)置有橫向通孔。FRP縱向板肋與其上設(shè)置的橫向通孔增大了帶肋FRP構(gòu)件與混凝土的接觸面積，提高了接觸面的抗剪能力，改善了疊合面的性能；空心截面形式的FRP底板或\和FRP縱向板肋可以降低材料用量，增加構(gòu)件剛度，使得組合后的橋面板整體性能得到大幅加強。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、制作施工便利，無需增設(shè)模板與支撐，且結(jié)構(gòu)力學性能優(yōu)越，能有效解決目前組合橋面板結(jié)構(gòu)存在的諸多問題。
文檔編號E01D19/12GK103194970SQ20131014295
公開日2013年7月10日 申請日期2013年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月23日
發(fā)明者黃海林, 吳方伯, 曾垂軍, 周緒紅 申請人:黃海林