[发明专利]预制装配式FRP-钢筋-混凝土组合桥面板及施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及土木工程技术领域，尤其涉及预制装配式FRP-钢筋-混凝土组合桥面板及施工方法。

背景技术

由钢筋锈蚀引起的基础设施腐蚀破坏及对经济的影响，已经成为当今世界突出的问题。纤维增强复合材料(fiber reinforced polymer/plastic，简称FRP)是由纤维材料与基体材料按一定比例混合并经过一定工艺复合形成的新型高性能材料，具有高强、质轻、耐腐蚀、耐疲劳等优点，是替代钢筋和预应力钢筋应用于土木工程结构的潜在材料，能很好地解决普通钢筋和预应力钢筋的锈蚀问题。

目前，国内外对于新型FRP材料在土木工程中的应用研究正成为新的发展方向。其关键是充分发挥FRP的高强性能，同时考虑施工简易及应用广泛性。传统的结构存在的不足之处：

1.传统钢筋混凝土结构存在耐盐耐腐蚀能力低、自重大等缺点，同时对于资源和能源的消耗巨大。

2.目前研究出来的FRP板式桥(FRP桥板直接实现跨越)和梁式桥(将FRP桥面板搁置在钢梁或混凝土梁上)。主要不足是当荷载作用在局部，FRP桥面板横向还会受弯，且同时受到冲切或挤压；当作用非对成荷载时，截面上还会有扭矩出现，同时加工工艺的可行性差，施工简易及应用性不足。

3.目前现有的FRP组合桥面板，因为单个桥面板尺寸过大，预制构件不易安装、施工，因此主要为现浇结构，施工工期长且施工质量难以保证。

发明内容

为解决现有技术存在的上述不足，本发明提供预制装配式FRP-钢筋-混凝土组合桥面板及施工方法，利用FRP抗拉强度高及耐盐耐腐蚀能力强的特点、半封闭式的结构形式以及横向设置预应力钢筋的施工工艺，实现FRP组合桥面板的工厂化加工，提高施工质量，缩短施工周期，有效增强桥面板的使用寿命及承载能力，减轻结构自重，降低结构维护费用，具有显著的经济效益和社会效益。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

预制装配式FRP-钢筋-混凝土组合桥面板，包括半封闭的FRP槽及其内部的混凝土，所述混凝土的底面和两侧面由FRP槽包裹，并形成三面FRP槽包裹混凝土的FRP-混凝土组合面板式结构；所述FRP-混凝土组合面板在横向设定位置设有横向贯通的钢筋预留孔道，在所述钢筋预留孔道内张拉横向预应力钢筋将多块所述FRP-混凝土组合面板预制构件连接，形成所需尺寸的整体FRP-钢筋-混凝土组合桥面板结构。

所述FRP槽两侧板呈倒L型，倒L型侧板上边缘朝向混凝土一侧并与混凝土上边缘齐平。

所述FRP槽中间设有T型肋，T型肋的下端与FRP槽底板上表面连接，所述T型肋的相应部位设有钢筋预留孔道。

所述T型肋的高度低于混凝土上边缘。

所述FRP-钢筋-混凝土组合桥面板的横向设有若干FRP筋预留孔道，并穿以若干FRP筋。

所述钢筋预留孔道通过预埋波纹管得以实现。

所述FRP槽作为混凝土浇筑时的部分模板使用。

预制装配式FRP-钢筋-混凝土组合桥面板的施工方法，包括以下步骤：

步骤1：制作半封闭的FRP槽；

步骤2：在所述FRP槽的相应部位，固定预埋件；

步骤3：以FRP槽侧板和底板为模板，其他各面封以钢模板，进行混凝土浇筑；

步骤4：待混凝土强度达到要求后，将预制好的单块FRP-混凝土组合面板构件横向排列，保证波纹管位置对正，将横向钢筋穿入波纹管中并张拉预应力，利用预应力将多块预制构件拼装成整体。

其中，步骤1中，所述FRP槽的制作采用拉挤工艺，将一定长度的半封闭FRP槽与T型肋一次成型，并在相应需要穿筋的位置开孔。

步骤2中，所述固定预埋件包括在FRP筋预留孔道中穿FRP筋并固定，预埋波纹管并固定。

本发明的工作原理：本发明的预制装配式FRP-钢筋-混凝土组合桥面板，是根据压型钢板-混凝土组合板思想发展形成的一种新型预制可装配式组合结构。

它采用FRP底板为组合结构的受拉部分，混凝土层作为组合结构受压部分，由三面的半封闭FRP槽对内部混凝土形成包裹作用，大大提高了混凝土的受力性能，并通过横向预应力的施加实现组合桥面板预制构件的尺寸装配。

FRP槽同时作为混凝土浇筑时底、侧模使用，较之以往方案更加方便，同时三面的FRP槽对内部混凝土及预应力钢筋具有保护作用，使其免于直接暴露于腐蚀环境中，减少钢筋锈蚀，增加结构的耐盐耐腐蚀性能，提高使用寿命。