[发明专利]一种内嵌钢筋的FRP格栅拱-纤维混凝土复合式支护结构

摘要

本发明公开了一种内嵌钢筋的FRP格栅拱‑纤维混凝土复合式支护结构，该复合式支护结构由内嵌钢筋的FRP格栅拱和喷射纤维混凝土支护组合而成；FRP格栅拱由内嵌钢筋的FRP弧形筋、内嵌钢筋的FRP纵向直筋和FRP箍筋连接而成。在FRP格栅内嵌入传统钢筋，综合利用FRP和钢筋各自优点，从根本上解决隧洞工程中钢筋易锈蚀、耐久性差和质量大的问题，并改善FRP的弹性模量低、变形大并呈脆性破坏的力学特性。制备出兼顾轻质、高强度、高弹性模量、高延性、高性价比和优异的耐腐蚀性等优点的FRP格栅结构。采用喷射纤维混凝土无需设置金属网，对提高喷射混凝土支护的密实度大有益处。该复合式支护结构更适用于对力学性能和耐腐蚀性能要求高的隧洞工程中，应用前景广泛。

主权项

1.一种内嵌钢筋的FRP格栅拱‑纤维混凝土复合式支护结构，其特征在于：该复合式支护结构由内嵌钢筋的FRP格栅拱和喷射纤维混凝土支护组合而成；所述的FRP格栅拱由FRP弧形筋、FRP纵向直筋和FRP箍筋连接而成；所述的FRP弧形筋为该格栅拱的骨架筋，所述的FRP纵向直筋为该格栅拱的纵向筋，所述的FRP纵向直筋等间距设置在弧形筋内侧；FRP弧形筋和FRP纵向直筋中的钢筋均为内嵌结构；FRP纵向直筋由内部钢筋和FRP层通过拉挤热固化成型工艺复合而成；FRP弧形筋通过拉挤热固化成型工艺将钢筋和FRP层进行复合，然后用纤维丝在FRP层的表面缠绕成螺纹状，并经弯曲成型工艺制备成弧形筋；弧形筋的制备工序为钢筋切割→钢筋表面去污→送纱→纤维浸胶→纤维集束→钢筋置入→通过模具拉挤成型→纤维丝缠绕成型→弯曲成型→热固化成型→表面粘砂；利用钢丝将内嵌钢筋的FRP弧形筋、纵向直筋和FRP箍筋绑扎成格栅拱，并喷入纤维混凝土，其中纤维为玄武岩纤维、玻璃纤维或钢纤维；最终制备出内嵌钢筋的FRP格栅拱‑纤维混凝土复合式支护结构；所述的FRP层由连续纤维和热固性树脂复合而成，连续纤维选用玄武岩纤维、玻璃纤维、碳纤维或芳纶纤维；根据所需力学性能指标，按照复合材料理论计算FRP材料与钢筋的体积比；所述的弯曲成型工艺采用弧形状的成型模具。