在加拿大公路桥设计中采用纤维加劲聚合物（FRP）的一些规定.docVIP

在加拿大公路桥设计中采用纤维加劲聚合物（FRP）的一些规定 在加拿大公路桥设计中采用纤维加劲聚台物(FRP)的一些规定许贤敏 在加拿大公路桥设计中采用 纤维加劲聚合物(FRP)的一些规定 编译许贤敏 (河北省建筑设计研究院,河北石家庄050011) 摘要:钢筋的锈蚀是造成桥梁损坏的一个主要原因,而用纤维加劲聚合物(FRP)来取代钢筋,则是解决这个阃题的 项大有前途的创举:介绍了国外在公路桥设计中使用纤维加劲聚台物的一些规定. 关键词:复合材料;纤维加动聚合物;桥面板;极限状态;强度系数 中囤分类号:TU599;U448.14文献标识码:A文章编号:1003—4714(2~001)o4—0011—04 l前言 《加拿大公路桥设计规范(CHBDC))1998年第一版 中的第16章关于纤维加劲聚台物(以下简称FRP)的规 定,只能完全地或部分地应用于预应力混凝土梁和板; 非预应力混凝土梁,板和桥面板;板梁桥的纤维加劲混 凝土(FRc)桥面板;应力木桥面板和挡墙 FRP的应用尽管是很成功的,但是由于时间所限或 缺乏足够的资料,技术小组委员会对于地锚,混凝土桥 的修复和其它的应用方面,并未提出明确的设计条款, 本文就《加拿大公路桥设计规范》中,关于FlIP在 粱和板中的应用,以及在加拿大的3项工程实例予以 介绍一 2耐久性 2lFRP主筋,辅筋和力筋 表1所列为可能用于各种桥梁结构中的各种FRP 力筋纤维索和纤维加劲的聚合物主筋.该表的根据就 是可能影响纤维和基质的有害物质. 由此可见,玻璃纤维加劲聚合物(以下简称GFRP) 筋和网筋,受到持续低拉应力时在混凝土中是稳定的. 因此玻璃纤维加劲聚合物棒筋允许用于挡墙中如果 在预计的拉应变下,GFRP的耐久性是良好的,则在混凝 土梁,板和桥面板中,可以用GFRP筋和网筋作为主要 配筋. 2.2搬运.贮存和安放 因为Flip棒筋,网格筋和力筋在安装期间容易损 坏,所以在其搬运和安放时必须十分小心,设计人员在 设计的图纸上要写明注意事项.下面就讨论一下在合 同文件中可包括进去的一些操作规程. Flip构件在装车和到工地卸车时必须注意保护,免 受损坏.特别是有些带锚固件的Flip力筋与相应的钢 材相比较是很不结实的,在扔.拖或弯曲时是很容易损 坏的. Flip构件应贮存在不被阳光直射,避免过热和遮雨 的地方.当安装Flip力筋时,必须注意不被践踏或弯 曲损坏切割FRP时应使用高速切割机,用气焊切割 和加热会损坏Flip,甚至危及操作人员. 力筋要用导线通过后张管道拉进去,千万不能推进 去在重新施加应力时,夹具不能施加在同一位置. FRP力筋的张拉力,要用测力传感器,经过校准的 液压仪或其它可靠的措施进行监控因为FRP力筋是 脆性的,在张拉时可能突然断裂,操作张拉设备的人员 应该注意安全,防止在张拉期间贮存在力筋中的能量爆 炸性地释放出来. 表1纤维加劲聚合物fFRP)力筋和主筋的使用条件 收稿日期:2001—07一ll 编译者简介许贤敏(1934一).男,高级建筑师,国家一级注册建筑师,1956年毕业于青岛工学院土建系,主要从事于建筑设计研究. 12国外桥梁21301年第4期 在混凝土浇注时必须注意,不要让振捣器或振捣棒 损坏FRP棒筋,网筋或力筋外部振捣器或带有塑料 覆面层的内部振捣器均可使用.用FRP配筋的混凝土 应进行湿养护,切不可加热养护或蒸汽养护在养护期 间蒸汽的温度应保持在40℃以下FRP力筋和锚具的 外露部分,在养护期间切不可太热. 2.3强度系数 各种FRP的强度系数}FRP是根据13本土木工程师 学会(JscE)1997年颁布的设计规程提供的对于芳族 聚酰胺纤维加劲聚合物(以下简称AFRP),碳纤维加 劲聚合物(以下简称CFRP)和玻璃纤维加劲聚合物 (GFRP),其强度系数分别为0.85,0.85和0.75. 在1997年日本土本工程师学会的设计建议(JSCE desig~lrecormnendation)中,计算强度是用保证强度除以 材料系数求出来的,CFRP和AFRP的材料系数为1.15, 而GFRP的材料系数则为1.3.保证强度是极限强度减 去3个标准偏差的平均值. 《加拿大公路桥设计规范》(CHBDC)中的强度系数, 大体上是13本土木工程师学会文件中规定的材料系数 的倒数.因为《加拿大公路桥设计规范》中的规定强度 是95%的强度,略高于13本土木工程师学会规范中所 用的保证强度,故AFRP和CFRP的强度系数取为0.85, 而GFRP的强度系数取为075 与强度变易性相类似的其它材料相比,FRP的强度 系数是较小的.这是由于FRP的使用经验还不丰富, 而且对这一章节尚未进行充分校审 3混凝土梁和板 用FRP力筋,棒筋或网筋的混凝土粱和板的强度, 变形和混凝土最大压应变