[發明專利]一種鋼-FRP-超高性能混凝土多材料組合夾芯橋面結構

在審

• 申請號: 202310342504.0
• 申請日: 2023-04-03
• 公開（公告）號: CN116623531A
• 公開（公告）日: 2023-08-22
• 發明（設計）人: 辛灝輝;王丹;劉秉峰;劉杰林;張由由;高卿林;俞兵
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: E01D19/12
• 分類號: E01D19/12;E01D101/26
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種鋼?FRP?超高性能混凝土多材料組合夾芯橋面結構，包括上下兩塊鋼面板、鋼面板中間的由縱向鋼管和橫向FRP管組成的夾芯層、超高性能混凝土。縱向鋼管沿橋梁縱向方向布置，并與上下兩塊鋼面板剛接；橫向FRP管沿橋梁橫向方向布置，并與上下兩塊鋼面板和縱向鋼管之間粘接；超高性能混凝土澆筑于上部鋼面板。本發明充分發揮了鋼，超高性能混凝土以及FRP的受力優勢，其中由縱向鋼管、鋼面板以及超高性能混凝土承擔橋梁第一體系受力，即縱向荷載；由鋼面板和橫向FRP管承擔第二體系受力，即橫向彎矩。本發明提高了橋面結構整體的受力性能，可以代替傳統的正交異性鋼橋面板，以解決傳統的正交異性鋼橋面板在車輛荷載下易發生的疲勞開裂問題。

技術領域

本發明涉及一種橋梁工程中的橋面結構，特別涉及一種鋼-FRP-超高性能混凝土多材料組合夾芯橋面結構。

背景技術

近年來，正交異性鋼橋面板由于輕質高強且裝配化程度高的優良特性，被廣泛應用于我國大跨徑橋梁工程中。然而，由于正交異性鋼橋面板橫橋向抗彎剛度較弱，導致在車輛荷載產生的橫向彎矩作用下，頂板-縱肋焊接接頭處疲勞開裂問題突出，顯著影響了大跨徑橋梁結構的服役韌性。針對以上問題，本發明提供了一種鋼-FRP-超高性能混凝土多材料組合夾芯橋面結構，能充分發揮鋼材、超高性能混凝土以及FRP的材料性能，該組合結構采用鋼管和超高性能混凝土承擔縱向壓力，采用FRP管承擔橫向彎矩。本發明提高了橋面結構整體的受力性能，可以代替傳統的正交異性鋼橋面板，以解決傳統的正交異性鋼橋面板在車輛荷載下易發生的疲勞開裂問題。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術的不足，提供一種鋼-FRP-超高性能混凝土多材料組合夾芯橋面結構，提高橋面結構整體的受力性能，解決傳統的正交異性鋼橋面板在車輛荷載下易發生的疲勞開裂問題。

具體的技術方案是：

一種鋼-FRP-超高性能混凝土多材料組合夾芯橋面結構，包括上下兩塊鋼面板、鋼面板中間的由縱向鋼管和橫向FRP管組成的夾芯層、超高性能混凝土。縱向鋼管沿橋梁縱向方向布置，并與上下兩塊鋼面板剛接；橫向FRP管沿橋梁橫向方向布置，并與上下兩塊鋼面板和縱向鋼管之間粘接；超高性能混凝土澆筑于上鋼面板。

本發明第一種實施例，包括上下兩塊鋼面板、鋼面板中間的由縱向鋼管和橫向FRP管組成的夾芯層、超高性能混凝土。所述縱向鋼管沿橋梁縱向方向布置，并與上下兩塊鋼面板采用螺栓連接；所述橫向FRP管沿橋梁橫向方向布置，并與上下兩塊鋼面板和縱向鋼管之間用環氧樹脂進行粘接；超高性能混凝土澆筑于上鋼面板，其厚度為15-30mm。

本發明第二種實施例，包括上下兩塊鋼面板、鋼面板中間的由縱向鋼管和橫向FRP管組成的夾芯層、超高性能混凝土。所述縱向鋼管沿橋梁縱向方向布置，并與上下兩塊鋼面板采用焊釘進行焊接；所述橫向FRP管沿橋梁橫向方向布置，并與上下兩塊鋼面板以及縱向鋼管之間用環氧樹脂進行粘接；超高性能混凝土澆筑于上鋼面板，其厚度為15-30mm。

本發明提供了一種鋼-FRP-超高性能混凝土多材料組合夾芯橋面結構，充分發揮了鋼，超高性能混凝土以及FRP的受力優勢，其中由縱向鋼管、鋼面板以及超高性能混凝土承擔橋梁第一體系受力，即縱向荷載；由鋼面板和橫向FRP管承擔第二體系受力，即橫向彎矩。本發明提高了橋面結構整體的受力性能，可以代替傳統的正交異性鋼橋面板，以解決傳統的正交異性鋼橋面板在車輛荷載下易發生的疲勞開裂問題。

附圖說明

圖1是本發明實施例一示意圖。

圖2是本發明實施例二示意圖。

圖3是本發明實施例一的部件（橫向FRP管與縱向鋼管）示意圖。

圖4是本發明實施例二的部件（橫向FRP管與縱向鋼管）示意圖。

圖5是本發明實施例一和實施例二的部件（橫向FRP管）示意圖。

實施方式