[实用新型]高强度预应力FRP多孔梁

说明书

技术领域

本实用新型属于桥梁建筑技术特别是长跨度和超长跨度的承重主体，具体的涉及一种结构新颖、抗压强度高的高强度预应力FRP多孔梁。

背景技术

随着铁路、道路和桥梁建设的发展，桥梁向更大跨度的柔性结构发展中，以满足相应建设的需要，大跨度的桥梁首要解决的是在气动及行车动力响应下结构的安全及稳定问题以及在高速行车条件下的人身安全及舒适度的要求。由于承重和稳定安全的需要，目前主要采用钢筋混凝土作为大跨度和超大跨度桥梁的承重主体结构，混凝土结构有很多优点，但随着时间的推移，其腐蚀、劣化问题不断发生，以钢材锈蚀最为常见，这不仅影响工程结构的正常使用和寿命，还在很大程度上产生工程安全和事故隐患。

纤维增强复合材料(FRP)是近年来在土木工程中应用日益广泛的一种新型的结构材料。它具有高强、轻质、耐腐蚀等显著优点，已经在结构的加固补强、围护防腐等方面得到了很好的应用。随着FRP材料的优越性能逐渐为工程界所认可，国外许多工程开始将它应用于新建的桥梁中，甚至是大跨度桥梁中。从上世纪70年代开始，FRP材料就开始在桥梁工程中尝试应用。英国、美国和以色列最先应用这种新型材料作为建筑结构和桥梁结构中的主要构件，当时大多采用的是GFRP(玻璃纤维增强复合材料，即玻璃钢)。

目前的纤维增强复合材料在桥梁建设的应用中，均采用横向排列的箱式碳纤维增强复合材料作为主体，通过多个箱式主体的排列形成桥体，其虽然具有质量轻，强度高的特点，但还是存在如下问题：首先是其承重性能无法与钢构混凝土相比，在很多桥梁建设中受限，其次是该材料的局部位置的抗冲击强度低于钢筋混凝土，容易因为细小部位的强冲击力而发生形变和破坏，最后是延展性能较差，三维方向的刚度尚不能满足长跨度桥梁建设的需要。

本案发明人曾经发明了一种具有中空腹结构、抗拉抗弯和弹性模量较高，自身重量轻的中空型梁以及采用中空型梁的桥梁主体，该中空型梁可以作为桥梁的承重主体，明显提高桥梁的抗压能力并较低施工难度。在实验过程中发现整个桥梁主体的结构强度虽然非常高，但是在某些情况下无法满足长跨度或具有特殊程中要求的桥梁需要。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种整体性能牢固，组装配合紧密并能提高优异承载强度的预应力FRP多孔梁，它不仅具有施工和安装快捷，牢固性和承重性能佳的特点，还能够适用于各种长跨度桥梁的施工安装，其承重强度可以达到现有钢混结构的桥梁承重体。

为实现上述发明目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种高强度预应力FRP多孔梁，采用纤维增强复合材料，其特征在于所述多孔梁由内部具有沿梁体长度方向延伸的中孔的复数个单梁体并列组成，所述各单梁体的中孔内沿梁体长度设置的钢绞线，所述钢绞线的两端拉紧固定，组成多孔梁的各单梁体在钢绞线的作用下呈拱形突起结构，所述多孔梁的两端扣装封闭钢板，所述中孔内填充设置轻质混凝土和沿中孔长度方向设置的钢筋。

所述单梁体具有沿单梁体长度方向设置的复数个中孔，单梁体的内腔设置有两纵向和两横向交叉分布的筋板，所述筋板和单梁体的外壁间形成所述复数个截面为方形结构的中孔。

所述单梁体间并行排列，每个单梁体的一外壁转角处设置凸部，另一侧外壁设置有与之配合的凹部，彼此相邻的一个单梁体的凹部与另一单梁体的凸部配合扣装。

所述单梁体的上、下外壁向一侧延伸，形成两个凸部，所述上、下外壁的另一侧向内凹陷，形成两个与所述凸部配合的凹部。

所述封闭钢板扣装在多孔梁的两端，两封闭钢板将多孔梁的各中孔封闭成独立的空间，所述封闭钢板与多孔梁的端部螺栓或铆钉固定。

所述各单梁体下侧中间的中孔内穿设钢绞线，封闭钢板上设置钢绞线孔，所述钢绞线的两端拉紧穿过所述钢绞线孔并固定在封闭钢板上。

所述各单梁体下侧的三个中孔内穿设钢绞线，封闭钢板上设置钢绞线孔，所述钢绞线的两端拉紧穿过所述钢绞线孔并固定在封闭钢板上。

所述封闭钢板上分布设置有注浆孔，所述注浆孔与各中孔相通，各中孔内通过注浆孔注入轻质混凝土，所述各中孔内设置有沿中孔长度方向设置的钢筋，所述钢筋的两端分别穿过封闭钢板上的注浆孔。

所述封闭钢板上分布设置有注浆孔，所述注浆孔与各中孔相通，部分中孔内通过注浆孔注入有轻质混凝土或轻质高密度发泡材料，所述该部分中孔内设置有沿中孔长度方向设置的钢筋，所述钢筋的两端分别穿过封闭钢板上的注浆孔。