纤维增强复合材料在土木工程中的应用与发展

FRP(纤维增强复合材料)作为一种新型高性能的复合材料,在不同领域的应用越来越广泛,近些年来国内外的有关专家学者针对FRP在土木工程领域的应用进行了大量的研究和实践,并取得了突破性的进展。本文主要介绍了土木工程中常用的FRP形式和性能,分析了其优点和不足,并介绍了FRP筋及FRP筋混凝土结构、FRP-混凝土-钢组合柱、FRP加固结构、FRP结构及FRP组合结构研究进展,以促进FRP在我国土木工程领域的推广应用。     

结构用FRP的研究和利用现状

纤维聚合物(FRP)复合材料因其强度重量比及刚度质量比高、热膨胀系数低、各向异性、轻质、耐腐、无磁、有良好的抗疲劳性能及高耐久性等特点,可广泛应用于桥梁、纤维混凝土、补强加固材料、连续纤维筋、岩土工程和建筑工程中.本文介绍了FRP材料在新建结构、结构加固、桥梁中以及预应力FRP在混凝土结构中的研究和应用状况,并提出了结构用FRP在使用方面的一些问题和开发研究前景.     

FRP筋的特点及其在土木工程中的应用

钢筋锈蚀一直是影响土木工程结构耐久性的一大不利因素.FRP具有耐腐蚀、抗拉强度高、抗剪强度低、比重小以及弹性模量低等特点,可代替普通钢筋以克服锈蚀的影响.目前国内外已对FRP进行了较多的材料特性与结构性能研究,并已将FRP成功地应用于桥梁、水工建筑物、海港码头以及加固工程等.文章主要介绍FRP筋的特点及有关FRP筋在土木工程中的应用情况.     

FRP加固砌体结构的研究与应用

外贴纤维增强高分子聚合物复合材料(FRP)加固技术近年来在砌体结构的修复加固中得到应用.外贴FRP加固技术既适用于墙体局部开裂的加固又适用于墙体承载力不足的加固.介绍了近年来,国内外学者研究、开发和应用FRP材料进行砌体结构加固的试验和理论研究进展,详细介绍了FRP加固砌体结构抗剪、抗震、平面外抗弯性能以及FRP与砌体黏结性能研究进展.研究成果表明,外贴FRP加固可以提高砌体结构的抗剪和平面外抗弯极限承载力,改善结构的抗震性能,避免了由于砖砌体的脆性破坏而导致整体结构的突然破坏.同时介绍了欧洲古建筑采用FRP进行修复加固等FRP加固砌体结构工程应用情况.在总结以往研究成果的基础上提出了有关设计、施工建议,供实际加固改造工程应用参考.     

纤维增强复合材料(FRP)加固混凝土柱的研究综述

纤维增强复合材料(FRP)以其轻质高强、耐腐蚀、耐疲劳、施工方便等特点,备受土木工程界内人士的关注.近年来随着国内外对FRP材料的研究和发展,FRP作为一种高效的、极具发展和应用前景的新型建筑材料其应用也日益广泛,现己成为结构补强加固和新结构体系开发中的一种重要的新材料.本文主要从FRP加固混凝土柱应力-应变关系,抗震性能以及数值模拟等方面对FRP加固混凝土柱的国内外研究状况进行详细阐述.     

FRP在混凝土结构加固领域的应用与发展

本文简要阐述了FRP（Fiber Reinforced Polymer/Plastic）复合材料应用于混凝土结构加固领域中的重要意义,从材料、技术和施工工艺三个方面总结了国内外关于FRP加固混凝土结构的最新研究成果,分析了研究中存在的不足,对FRP复合材料在混凝土结构加固领域中的应用前景做了展望。     

新型组合结构FRP永久模板施工技术研究

高墩、大跨、异形桥梁结构建造技术中,结构永久性模板一直是研究的关键技术问题。本文提出了一种新型组合结构FRP永久性模板,并着重研究其在桥梁结构中的适用性及稳定性。采用ANSYS,Midas/Civil两种有限元软件对其进行分析。分析了在桥梁施工阶段中,该永久性模板的力学性能。所得到的结果,为进一步的研究及工程的实际应用提供理论基础及参考。     

FRP在工程结构加固的应用

FRP凭借其良好性能,近年来已经成为应用于工程结构中的重用材料。FRP不仅被当作补强材料普遍应用于结构加固中,更是作为一种新型建筑材料越来越广泛地被应用于各种新建工程结构中。目前,FRP的应用已经成为工程界高度重视的研究话题。本文就FRP在工程结构加固的应用进行分析,旨在提高FRP的应用价值提高可靠借鉴。     

纤维增强聚合物加固混凝土结构耐久性能研究

外贴纤维增强聚合物(FRP)加固混凝土结构的应用时间不长,因此这种加固方法的耐久性能需要试验验证.通过快速冻融试验、碱化试验、浸水试验、湿热试验研究了腐蚀环境对纤维增强聚合物复合体力学性能的影响.试验结果表明,碳纤维增强聚合物(CFRP)的耐久性能较好,在各种暴露条件下,力学性能没有明显退化;而玻璃纤维增强聚合物(GFRP)的耐久性能略差,水环境、碱环境、湿热环境以及冻融循环对GFRP均产生了较大的影响.采用快速冻融循环试验和湿热试验,研究了腐蚀环境对FRP与混凝土粘结性能、FRP加固混凝土梁、柱受力性能的综合影响.结果表明:FRP与混凝土粘结性能下降较大,FRP加固混凝土结构具有较好的耐久性能.     

恶劣环境条件下的FRP加固混凝土柱耐久性研究综述

纤维增强复合材料（FRP）近年来已被广泛应用于混凝土结构的补强加固中,其耐久性越来越多的被工程应用人员所关注。在过去的几十年中,FRP加固混凝土柱在结构修复和民用建筑抗震加固中的应用得到了广泛的研究,获得了较多有益的结论。然而,尽管FRP加固混凝土是设计和安全评估中的一个重要问题,但关于暴露在恶劣环境条件下的FRP约束混凝土耐久性的研究结果仍然不足。本文从FRP片材和FRP加固混凝土复合结构两个方面对其在恶劣环境条件下的研究进展进行了总结,以期提高人们对FRP加固混凝土柱耐久性的认识。研究表明：FRP片材具有较高的耐久性,可以用于在各种侵蚀环境中加固混凝土结构;FRP加固混凝土柱使用FRP片材加固后其力学性能显著提高,并且在侵蚀环境中的耐久性也得到了较好的改善。     

CFRP加固钢筋混凝土桥面板的延性试验研究

FRP(fiber reinforced plastic)材料因其强度高,质量轻,施工方便等优势在土木工程加固领域内的应用越来越广。但是由于FRP材料极限受拉应变低、应力应变关系为线弹性等特点,使得其与钢筋混凝土材料共同工作时强度往往得不到充分发挥;而且极易出现脆性破坏,大大降低了构件的延性。结合作者在邦戈邦都大桥加固方案中所做的实验,着重从破坏类型和构件延性方面说明实验结果。主要从传统的位移延性系数和耗能延性系数,以及一种新的综合性能指标来定性分析和评价CFRP外包加固钢筋混凝土桥面板的延性性能。     

FRP桥面板结构特点与实例

该文分析比较了目前国际上广泛应用的2类FRP桥面板——拉挤型材黏合结构FRP桥面板和夹芯FRP桥面板的结构特点,并以欧洲第一座复合材料高速公路桥West Mill桥为例。对FRP桥面板的力学特性、结构优化和加工工艺等进行了详细的介绍和分析。     

FRP在土木工程结构加固应用中的研究进展

 总结了加强纤维复合材料（FRP）的特点,比较了FRP加固与黏钢加固的异同,对FRP结构加固领域的最新研究成果与工程应用成果进行了系统地综述与分析,指出了FRP结构加固研究与应用中应着重解决的几个关键技术,FRP材料技术、FRP加固设计技术、FRP加固施工技术和FRP检测评价技术。文中还针对FRP结构加固的进一步研究给出了建议和展望,加强FRP加固材料、FRP加固的预应力施工方法、碳纤维加固结构施工方法的研究开发;加快相关加固技术规范的编制;加强混合纤维加固结构以及加固结构的长期性能的研究。研究与应用均表明,FRP用于结构加固具有维修费用少、施工方便、对交通干扰小、结构耐久性能好等特点,必将在未来的结构加固领域占据越来越重要的地位。     

FRP筋纤维混凝土受弯构件试验研究

现有采用FRP的受弯构件中, FRP作为主要纵向受拉材料,用量通常较大。这造成FRP筋混凝土构件成本较高,同时还因构件刚度不够导致其变形而非承载力成为设计的控制因素。为了充分发挥FRP材料良好的抗拉性能,建立了FRP筋纤维混凝土受弯构件。通过结构试验的方法研究纤维混凝土对FRP筋混凝土受弯构件延性及变形能力的影响。试验结果表明,纤维的增加能够有效提高FRP筋受弯构件的变形能力,解决了过去FRP筋受弯构件延性差导致配筋率过高的问题。基于FRP筋与钢筋材料上的差异,针对FRP筋混凝土构件建立了相应的延性设计指标。采用该指标对纤维混凝土构件进行分析后发现,随着纤维含量的增加, FRP筋混凝土受弯构件的延性有着明显提高。     

纤维增强聚合物FRP在混凝土加固领域的研究与应用

本文简要阐述了纤维增强聚合物FRP（Fiber Reinforced Polymer）应用于加固领域中的重要意义,从材料、加固技术和施工工艺3个方面总结了国内外关于FRP加固混凝土结构的最新研究进展,同时指出了研究中存在的一些问题,最后,对FRP复合材料在混凝土结构加固领域中的应用前景做出了展望。     

FRP桥面板梁式桥动力性能的模拟分析

分别以FRP桥面板钢梁桥和FRP桥面板预应力混凝土梁桥作为研究对象,车辆模型选用空间振动模型,桥梁模型采用模态坐标法,通过轮轨接触处位移和力的协调条件建立方程,运用MATLAB的求解函数,计算车过桥的连续时间历程的车-桥耦合振动问题,并与相同条件下的混凝土桥面板梁桥的动力性能进行了对比,同时考察了路面粗糙度及车辆行驶速度对桥梁动力响应的影响.     

我国混凝土拱桥应用现状与展望

收集到我国跨径不小于100 m的混凝土拱桥共计313座(截至2020年11月).对混凝土拱桥的应用概况、桥型、结构参数和施工方法等进行分析,并与2007年的统计资料进行对比.结果表明,2007年以来,我国混凝土拱桥的修建数量不断增多,跨径不断增大;西南地区应用较多;以公路桥应用为主,铁路桥的应用不断增加;上承式无铰拱所占比重增大,轻型拱已无修建;主拱混凝土强度持续增高;施工方法增多,但仍以悬臂拼装法为主,跨径大于250 m以上时,则以埋置拱架法(Melan法)为主.今后在混凝土拱桥新材料、新结构、新工艺上还应不断创新,使其更好地服务于我国社会经济发展.