[發明專利]纖維增強復合材料拉擠型材與混凝土組合掛梁及橋梁

在審

• 申請號: 202110725378.8
• 申請日: 2021-06-29
• 公開（公告）號: CN113322789A
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發明（設計）人: 馮鵬;劉天橋
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: E01D19/00
• 分類號: E01D19/00;E01D21/10;E01D101/28
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 孫立波

本發明公開了一種纖維增強復合材料拉擠型材與混凝土組合掛梁，纖維增強復合材料拉擠型材與混凝土組合掛梁用于設置在橋梁中懸臂施工法建造的兩個懸臂橋梁結構之間，以合攏兩個懸臂橋梁結構；纖維增強復合材料拉擠型材與混凝土組合掛梁包括纖維增強復合材料拉擠型材和混凝土橋面，纖維增強復合材料拉擠型材與混凝土橋面連接，以支撐混凝土橋面。本發明纖維增強復合材料拉擠型材與混凝土組合掛梁，可以顯著減小掛梁的自重，從而減小橋梁結構中懸臂梁端的撓度，保證了橋梁結構的長期使用性能，同時混凝土與拉擠型材結合，彌補了拉擠型材彈性模量低的缺點，提高了橋梁結構的使用強度。本發明還提出一種橋梁。

技術領域

本發明涉及土木工程技術領域，尤其涉及一種纖維增強復合材料拉擠型材與混凝土組合掛梁及橋梁。

背景技術

橋梁在交通網中起到關鍵節點作用，在眾多橋梁形式中，預應力混凝土剛構橋在中、長跨度橋梁中占有較大比重。在懸臂剛構橋中，掛梁普遍作為懸臂施工法最終的合攏段用在跨中正彎矩區段。近年發現剛構橋中的懸臂梁梁端易出現較大撓度，導致橋梁跨中撓度增大，并進一步加劇梁體和橋面裂縫的開展，影響橋梁結構的力學性能和耐久性能。而且，在此類剛構橋中，因剛構橋通常具有較大的跨度，懸臂梁端跨度可達100m，掛梁的自重將直接影響懸臂梁梁端的豎向不利撓度。鑒于此，如何減小掛梁的重量，將直接影響此類橋梁或結構中懸臂梁端的撓度大小。

復合材料拉擠型材特指通過拉擠工藝制成的復合材料，拉擠型材的截面形式包括工字形、槽形、矩形、角形等。拉擠型材的縱向拉、壓強度較高，可達400MPa，但其彈性模量較低，僅為鋼材的五分之一到四分之一，且材料具有正交各向異性，加上拉擠型材常為薄壁截面，導致拉擠型材在受彎作用下易發生屈曲失穩現象而降低構件的承載力，但復合材料拉擠型材同時也具有質輕、耐腐蝕等優勢，針對拉擠型材的材料特性，本發明提出了纖維增強復合材料拉擠型材與混凝土組合掛梁及橋梁。

發明內容

本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一。為此，本發明的目的在于提出一種纖維增強復合材料拉擠型材與混凝土組合掛梁及橋梁，能有效保證橋梁的長期使用性能，普適性好。

根據本發明一方面實施例的纖維增強復合材料拉擠型材與混凝土組合掛梁，所述纖維增強復合材料拉擠型材與混凝土組合掛梁用于設置在橋梁中懸臂施工法建造的兩個懸臂橋梁結構之間，以合攏兩個所述懸臂橋梁結構；所述纖維增強復合材料拉擠型材與混凝土組合掛梁包括纖維增強復合材料拉擠型材和混凝土橋面，所述纖維增強復合材料拉擠型材與所述混凝土橋面連接，以支撐所述混凝土橋面。

根據本發明一方面實施例的纖維增強復合材料拉擠型材與混凝土組合掛梁，由于纖維增強復合材料拉擠型材具有質輕、抗拉性能高、耐腐蝕性能好等優點，因此，本發明一方面實施例的纖維增強復合材料拉擠型材與混凝土組合掛梁相對于現有技術橋梁中的掛梁而言，一方面，自重顯著降低，從而可以顯著減小大跨度橋梁結構的跨中自重，進而減小懸臂橋梁結構梁端的豎向不利撓度，即減小了懸臂梁端的荷載和撓度；另一方面，混凝土橋面彌補了纖維增強復合材料拉擠型材彈性模量低的缺點，進一步發揮了纖維增強復合材料拉擠型材抗拉性能高的優點，并且混凝土橋面為纖維增強復合材料拉擠型材的受壓部位提供了約束作用，大幅提高了纖維增強復合材料拉擠型材的屈曲強度；再一方面，該纖維增強復合材料拉擠型材與混凝土組合掛梁具有耐環境腐蝕性強特點。由此，本發明一方面實施例的纖維增強復合材料拉擠型材與混凝土組合掛梁用作橋梁的合攏段，保證了橋梁的長期使用性能，橋梁的長期使用性能好。

此外，本發明一方面實施例的纖維增強復合材料拉擠型材與混凝土組合掛梁還具有可預制、可長途運輸的優點，可普遍適用于各種環境條件和地理條件下的“懸臂+掛梁”施工的橋梁結構中。

根據本發明一方面的一個實施例，所述纖維增強復合材料拉擠型材有多個，多個所述纖維增強復合材料拉擠型材沿所述橋梁的寬度方向依次有序排列成一排，多個所述纖維增強復合材料拉擠型材通過連接件固定在一起以共同支撐所述混凝土橋面。

根據本發明一方面的進一步的實施例，所述連接件貫穿于多個所述纖維增強復合材料拉擠型材。