frp桥面板与组合桥梁.ppt

铺装结构的剪切试验 夹角为45°时，加载至60kN时，能看到试件产生一定的变形；随着压力的增大，沥青铺装层的变形增大，当加载至114kN左右的时候，在沥青铺装层中产生裂缝，随着裂缝的产生，铺装层沿与FRP板粘接界面也产生裂缝，试件剪切破坏。 铺装结构的剪切试验 采用改性环氧树脂胶的时候，胶接层的剪切强度大于10.26MPa。在荷载作用下，铺装层下表面最大剪应力为0.512MPa，远小于胶接层的抗剪强度。 铺装层厚度和相应拉应力 铺装层厚度（cm）- 拉应力(MPa)曲线 GFRP板中应力与铺装层厚度的关系 随着铺装层厚度的增加，沥青铺装层表面的拉应力下降很明显。推荐铺装层厚度要大于6cm。 7、波形腹板H型钢梁的 设计与制造 世界上第一座波形钢腹板PC组合箱梁桥 法国Cognac桥（31m+43m+31m） 江苏淮安建成的长征桥（2005） 河南光山桥(2005） 山东东营银座桥（2007） 河北邢台郭守敬桥（2009年） 卫河大桥用波形钢腹板（2010年） 河南卫河大桥（2010年） 2011年在建的长江四桥北引桥 波形钢腹板的剪切屈曲界限 整体屈曲界限图 局部屈曲界限图 波形腹板H型钢梁的制造 波形腹板H型钢梁的制造 波形腹板H型钢梁的制造 焊缝的X射线检测 焊缝的X射线检测 波形腹板H型承重梁连接 (8)大广高速6号跨线桥的施工与静动载试验 GFRP桥面板的运输 GFRP桥面板的吊装 GFRP桥面板模态试验 GFRP桥面板模型的前三阶频率如表所示 GFRP桥面板模态分析 GFRP桥面板模态分析 通过动力特性试验和有限元计算的振动频率比较可以看出有限元计算的前几阶频率与试验频率的相差值在5%以内。 GFRP桥面板参数分析 桥面板的设计包括铺层设计和截面形状设计两个方面。为GFRP型材截面示意图，控制GFRP桥面板截面形状的参数有：顶板厚度h1，底板厚度h2，腹板厚度t和空腔倒角r。对不同顶底板、腹板厚度和不同空腔倒角大小的GFRP桥面板在荷载作用下的应力分布和变形情况和首层破坏荷载值进行比较分析，以选择适应现有荷载条件的最优截面形式。 GFRP桥面板参数分析 GFRP拉挤型材参数尺寸 GFRP拉挤型材截面示意图 GFRP桥面板参数分析 顶、底板铺层数量都为13层，腹板铺层数量为7层，具体铺层材料见表1。 GFRP桥面板参数分析 顶、底板铺层数量都为13层，腹板铺层数量为7层，具体铺层材料见表1。腹板的铺层材料为表1的第1层到第7层。型材由外向内铺层编号由小到大排列，即各铺层中第1层为型材最外层，第13层为型材内表面。 GFRP桥面板参数分析 在分析中不考虑GFRP型材之间胶接层的影响，GFRP型材截面参数的选取如下： （1）顶板厚度h1:13mm，15mm，17mm，19mm， 21mm； （2）底板厚度h2:11mm，13mm，15mm，17mm， 19mm； （3）腹板厚度t：5mm，6mm，7mm，8mm，9mm； （4）倒角半径r：20mm，25mm，30mm，35mm， 40mm。 GFRP桥面板参数分析 采用有限元程序对GFRP桥面板模型的加载受力过程进行分析。计算中采用正交异性材料来模拟复合材料，材料参数见表所示 GFRP桥面板参数分析 各铺层的基本强度指标见表所示 GFRP桥面板参数分析 计算GFRP桥面板模型在图示工况1和工况2两个工况下，荷载等级为100kN时，GFRP桥面板内各铺层的应力分布情况，并按照Tsai-Wu准则对各铺层的强度进行验算，并通过改变荷载的大小，确定不同GFRP桥面板模型的首层破坏荷载值的大小。 GFRP桥面板计算ζ值分布云图 GFRP桥面板参数分析 在工况1加载条件下，桥面板各几何参数对其整体挠度的影响曲线 GFRP桥面板参数分析 通过增大GFRP桥面板截面参数可以降低桥面板在荷载作用下的整体挠度，GFRP桥面板的整体挠度随各参数的变大而下降。 腹板厚度对GFRP桥面板整体挠度的影响大于增加顶、底板厚度或倒角尺寸的影响。 通过增加顶底板的厚度，可以降低GFRP桥面板的整体挠度。 GFRP桥面板参数分析 增加腹板厚度能显著降低GFRP桥面板的整体挠度，而通过增加顶底板厚度和倒角尺寸一定程度上也能降低GFRP桥面板在荷载作用下的桥面板的整体挠度，但是降低的效率没有增加腹板厚度的高。 GFRP桥面板参数分析 在工况1加载条件下，各参数对GFRP桥面板局部挠度的影响曲线 GFRP桥面板参数分析 由于顶板是荷载直接作用的部位，增大顶板的厚度尺寸能增大顶板的局部刚度，从而降低在荷载作用下的局部挠度。 同时，可以将顶板和腹板看成连续刚构形式结构，