玻璃鋼型材拼裝箱梁國內外應用情況淺析

    FRP型材拼裝箱梁是由FRP拉擠型材空心板通過三向連接件、骨狀掛鉤等銷接構件或化學粘結拼裝而成的箱梁構件,見圖1。與傳統的鋼箱梁或混凝土箱梁相比,FRP型材拼裝箱梁具有重量輕、抗腐蝕、施工速度快等優點,工程應用前景廣闊。


    上世紀80年代末,英國Maunsell結構復合材料公司早開發了FRP七孔拉擠型材空心板(ACCS板,又稱作Composolite板、SP板等)和連接件,并將其應用于橋梁封護系統中,隨后又將其用于制作拼裝式箱梁[1],見圖2。1992年,在蘇格蘭的Aberfeldy高爾夫俱樂部的球場中建成了座全FRP結構的斜拉人行天橋,該橋全長113m,主跨63m,寬2.1m,采用了單箱三室FRP型材拼裝箱梁[1]。1994年,在英國牛津郡建成了一座可以通行40t卡車的活動橋-Bonds Mill橋,該橋長8.22m,寬4.27m,由6根FRP型材拼裝箱梁組成。另外,在瑞典和英國的兩座新建懸索橋[2]亦采用了該類箱梁體系。近年來,FRP型材拼裝箱梁在國外尤其在歐洲發展迅速。


    1995年,英國Surrey大學的J.Lee等人對FRP型材拼裝箱梁進行了兩點加載試驗,試驗結果表明,箱梁的破壞模式為支座區域的局部承壓破壞[1]。2000年,D. Duthinh等[3]對ACCS橋面板的銷接連接系統進行了彎曲、面內剪切和面外剪切測試。同年A.F.Daly[4]等研究了改進后的ACCS橋面板在車輪疲勞荷載作用下的受力性能,4.6×106次疲勞試驗表明,箱梁具有良好的抗疲勞性能。在國內,清華大學[5]對該箱梁體系中型材板的受力性能進行了研究,通過試驗和有限元分析研究了其剛度、應力分布和破壞特征,并建議通過外部纖維纏繞改善型材板的受力性能。但總體來看,目前國內外學者有關FRP型材拼裝箱梁的研究才剛剛起步,對箱梁受力性能的研究還很少。