FRP橋梁具有自重輕、相對承載大和防腐耐候等特點,在加快施工進度、減少后期維護和降低全壽命成本等方面具有巨大優(yōu)勢。近年來,國內(nèi)開展了大量FRP橋面板、FRP-混凝土組合梁等部件的應用和研究,但關于全GFRP車行橋梁的研究較少。本文從基礎材料,零部件結構到整橋結構進行了全面力學性能分析,研究了全GFRP車行橋梁設計的可行性。論文首先考察了GFRP材料在不同使用環(huán)境下,如高低溫、強腐蝕等極限環(huán)境下的力學性能,證明了GFRP材料滿足橋梁設計壽命需求。本文試驗了在-40℃,0℃和60℃等高低溫環(huán)境下,拉擠成型GFRP層合板彎曲強度保留率均超過75%;經(jīng)30天5%鹽酸、5%硝酸等腐蝕性介質(zhì)處理和經(jīng)受濕熱加速、鹽霧和1000h紫外線加速老化處理后,其彎曲強度仍有超過50%的保留率。其次,論文研究了GFRP橋面板構件的結構設計形式和力學性能。靜力試驗結果表明該橋面板極限承載超過標準校驗載荷至少1.5倍,具有較大的安全余量;在承受21kN~70kN(1倍彎曲校驗載荷)疲勞載荷幅值的疲勞試驗中,該橋面板疲勞壽命接近880萬次,超出標準要求4倍,滿足我國車行I級車輛荷載的承載及疲勞要求。最后,論文以某高速公路附橋設計為應用背景,開展了全GFRP車行橋梁結構設計和力學性能分析。論文根據(jù)GFRP特點,優(yōu)選了拉擠成型橋面板和真空灌注成型箱梁的組合梁結構為GFRP橋梁的優(yōu)選結構形式。然后利用Ansys軟件,建立分析模型,開展了4種不同載荷工況下的力學性能分析和優(yōu)化,計算結果表明全GFRP橋梁的強度和剛度滿足設計要求,證明了使用GFRP材料建造車行級橋梁的可行性。本文中全GFRP車行橋梁可行性分析的試驗、計算及相關結論,將對GFRP橋梁設計、優(yōu)化和應用具有一定的指導意義。
【學位單位】：天津大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：U441
【部分圖文】：

1.4 2.1 70 3.1 金屬種類7.8 1.86 200 3.5 2.7 0.63 74 3 構的特點FRP 制品性能由材料、設計和工藝的相P 材料是在基體和增強體結合形成材料件結構也實現(xiàn)成型的材料。因此，F(xiàn)RP 。結構形狀復雜的大型 FRP 制件通過接裝配，可顯著降低應力集中現(xiàn)象。同減少制造工序和加工量，對提升產(chǎn)品質(zhì)

科寧GFRP人行橋

便于整體組裝、運輸安裝以及景觀可設計性強等。FRP 人行橋多應用于對交通阻斷時間要求非常嚴格城市人行天橋、跨線橋，以及山區(qū)峽谷等交通運輸不便，材料運輸安裝困難的山間棧橋等。6）FRP 車行橋和鐵路橋梁FRP 公路橋梁的應用多在美國和北歐，應用形式主要為 FRP 公路橋橋面板和 FRP 公路橋灌注主梁，且以 FRP 公路橋橋板應用為主。FRP 公路橋板大致分為 2 種：一種為拉擠型材粘接組合橋面板，以 Strongwell、Asset、Duraspan 等公司的產(chǎn)品為代表；另一種為整體灌注成型 FRP 夾芯結構橋面板，以 Fibercore、Apatech 和作者所在天津中車風電葉片工程有限公司等公司的產(chǎn)品為代表。2002年 10 月，英國在 West mill 修建了西歐第一座全 FRP 公路橋梁，設計承載 40t，使用拉擠 Asset 系列橋面板和四根碳纖維拉擠主梁（如圖 1-3，圖 1-4），整橋總重 37t，在橋址附近的臨時場地組裝完成后僅用時 30 分鐘就完成安裝。通過采用全 FRP 結構，West mill 橋免受高寒地區(qū)鋼筋混凝土橋梁最大的危害——融雪鹽腐蝕，也無鋼結構橋梁的化學腐蝕問題，整個壽命周期內(nèi)僅需很少的橋面鋪裝維護[22]。

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本文編號：2809932