一种用于组合梁的一体成型的frp折线形板结构的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于组合梁的一体成型的FRP折线形板结构，由多个一体成型的FRP折线形板体连接而成，每个FRP折线形板体包括顶板、底板、外腹板和内腹板，所述顶板为浇筑混凝土的模板，顶板上面浇筑有混凝土板，顶板上设有增加FRP折线形板体与混凝土板粘结力的肋。本发明解决了桥梁工程和建筑工程中，钢质组合梁和钢、混凝土组合梁，其焊接工序复杂，长期使用中耐腐蚀性能差，混凝土易开裂的缺点。
【专利说明】一种用于组合梁的一体成型的FRP折线形板结构
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种桥梁工程和建筑工程中的组合梁结构，具体涉及一种用于组合梁的一体成型的FRP折线形板结构。
【背景技术】
[0002]在桥梁工程和建筑工程中，组合梁多为钢质组合梁和钢、混凝土组合梁。钢材由于抗弯强度大，连接可靠等特点在大型结构使用较多，但是其焊接工序复杂，长期使用中耐腐蚀性能差，因需要定期进行防腐处理，而使成本费增加。混凝土易开裂，开裂后对连接钢筋保护作用降低，从而降低结构的使用寿命。复合材料折线形板可用作混凝土浇筑的永久模板，形成复合材料折线形板-混凝土组合梁结构。但现有土木工程复合材料板的弹性模量较低，变形较大。而用于航空航天等高精尖领域的复合材料虽然性能更为优越，但价格昂贵，在土木工程领域很难推广应用。同时，拉挤工艺成型的复合材料梁板内构纤维主要分布在纵向，往往横向强度和刚度不能满足工程需求。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种用于组合梁结构的多向铺层，局部加强型复合材料折线形板连接结构，解决了桥梁工程和建筑工程中，钢质组合梁和钢、混凝土组合梁，其焊接工序复杂，长期使用中耐腐蚀性能差，混凝土易开裂的缺点。
[0004]本发明采用的技术方案为:一种用于组合梁的一体成型的FRP折线形板结构，由多个一体成型的FRP (纤维增强复合材料)折线形板体连接而成,每个FRP折线形板体包括顶板、底板、外腹板和内腹板，所述顶板为浇筑混凝土的模板，顶板上面浇筑有混凝土板，顶板上设有增加FRP折线形板体与混凝土板粘结力的肋；
[0005]所述FRP折线形板体的外腹板和内腹板受到剪切应力，其纤维铺层为:外层纤维为沿着腹板高度方向，中间的纤维为纵向及沿梁长度方向；FRP折线形板体的底板和顶板受到拉压应力，其纤维铺层为:外层纤维为横向，中间纤维为纵向及沿梁长度方向；纤维布对称分布，外层纤维布不少于2层。
[0006]作为优选，所述FRP折线形板体的材料采用碳纤维、玻璃纤维、硼纤维、芳纶纤维、碳化硅纤维、氧化铝纤维、石棉纤维中的一种或多种用树脂粘结成型，树脂采用不饱和聚酯、乙烯基、环氧和酚醛这些热固性树脂。
[0007]作为优选，所述FRP折线形板体的纤维铺层中，外层用弹性模量较大的纤维，如碳纤维等，中间纤维用弹性模量较低的纤维，如玻璃纤维等。
[0008]作为优选，为增大复合材料组合梁上部的抗压能力，所述内腹板为拱形板，拱形板的纤维铺层为对称分布，外层纤维为沿拱轴线方向，中间纤维为纵向及沿梁长度方向。
[0009]作为优选，所述顶板为中部下移的凹形顶板，顶板下移增大了混凝土板厚度，同样可以增强该复合材料组合梁的抗压强度。
[0010]作为优选，所述FRP折线形板体内设有芯材，芯材是轻木或硬质泡沫(聚氯乙烯PVC、聚醚酰亚胺PE1、聚氨酯PU、聚乙烯PET、聚甲基丙烯酰亚胺PMI)。
[0011]作为优选，相邻FRP折线形板体通过复合材料连接板和螺栓相互连接，形成一个整体，所述复合材料连接板与FRP折线形板体之间设有胶体。
[0012]有益效果:本发明结构由拉挤工艺成型，无焊接工艺，结构简单，组合梁的整体性好、抗压强度高。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1为本发明组合梁结构示意图；
[0014]图2为拱形内腹板组合梁示意图；
[0015]图3为图1、2中Ι-a处纤维铺层示意图；
[0016]图4为图1、2中Ι-b处纤维铺层示意图；
[0017]图5为图2中1-c处纤维铺层示意图；
[0018]图6为加厚混凝土板组合梁示意图；
[0019]图7为夹芯FRP折线形板示意图；
[0020]图8为FRP折线形板连接示意图；
[0021]图9为图8的俯视图。
【具体实施方式】
[0022]下面结合【具体实施方式】和附图对本发明做进一步说明:
[0023]实施例1
[0024]如图1、3、4、8和9所示，一种用于组合梁的一体成型的FRP折线形板结构，由多个一体成型的FRP折线形板体I连接而成,每个FRP折线形板体I包括顶板、底板、外腹板和内腹板，所述顶板为浇筑混凝土的模板，顶板上面浇筑有混凝土板2，顶板上设有增加FRP折线形板体与混凝土板粘结力的肋3 ;所述FRP折线形板体I的外腹板和内腹板受到剪切应力，其纤维铺层为:外层纤维为沿着腹板高度方向，中间的纤维为纵向及沿梁长度方向；FRP折线形板体的底板和顶板受到拉压应力，其纤维铺层为:外层纤维为横向，中间纤维为纵向及沿梁长度方向；纤维布对称分布，外层纤维布不少于2层。所述FRP折线形板体的材料采用碳纤维、玻璃纤维、硼纤维、芳纶纤维、碳化硅纤维、氧化铝纤维、石棉纤维中的一种或多种用树脂粘结成型，树脂采用不饱和聚酯、乙烯基、环氧和酚醛这些热固性树脂。所述FRP折线形板体I的纤维铺层中，外层用弹性模量较大的纤维，中间纤维用弹性模量较低的纤维。相邻FRP折线形板体I通过复合材料连接板6和螺栓5相互连接，形成一个整体，所述复合材料连接板6与FRP折线形板体I之间设有胶体7。
[0025]实施例2
[0026]如图2和5所示，本实施例与实施例1的区别在于:所述内腹板为拱形板，拱形板的纤维铺层为对称分布，外层纤维为沿拱轴线方向，中间纤维为纵向及沿梁长度方向。
[0027]实施例3
[0028]如图6所示，本实施例与实施例1的区别在于:所述顶板为中部下移的凹形顶板，顶板下移增大了混凝土板厚度，同样可以增强该复合材料组合梁的抗压强度。
[0029]实施例3[0030]如图7所示，本实施例与实施例1的区别在于:所述FRP折线形板体I内设有芯材4，芯材4是轻木或硬质泡沫(聚氯乙烯PVC、聚醚酰亚胺PE1、聚氨酯PU、聚乙烯PET、聚甲基丙烯酰亚胺PMI)。
[0031]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出:对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种用于组合梁的一体成型的FRP折线形板结构，其特征在于:由多个一体成型的FRP折线形板体连接而成,每个FRP折线形板体包括顶板、底板、外腹板和内腹板，所述顶板为浇筑混凝土的模板，顶板上面浇筑有混凝土板，顶板上设有增加FRP折线形板体与混凝土板粘结力的肋； 所述FRP折线形板体的外腹板和内腹板受到剪切应力，其纤维铺层为:外层纤维为沿着腹板高度方向，中间的纤维为纵向及沿梁长度方向；FRP折线形板体的底板和顶板受到拉压应力，其纤维铺层为:外层纤维为横向，中间纤维为纵向及沿梁长度方向；纤维布对称分布，外层纤维布不少于2层。
2.根据权利要求1所述的一种用于组合梁的一体成型的FRP折线形板结构，其特征在于:所述FRP折线形板体的材料采用碳纤维、玻璃纤维、硼纤维、芳纶纤维、碳化硅纤维、氧化铝纤维、石棉纤维中的一种或多种用树脂粘结成型，树脂采用不饱和聚酯、乙烯基、环氧和酚醛这些热固性树脂。
3.根据权利要求2所述的一种用于组合梁的一体成型的FRP折线形板结构，其特征在于:所述FRP折线形板体的纤维铺层中，外层用弹性模量较大的碳纤维，中间纤维用弹性模量较低的玻璃纤维。
4.根据权利要求1所述的一种用于组合梁的一体成型的FRP折线形板结构，其特征在于:所述内腹板为拱形板，拱形板的纤维铺层为对称分布，外层纤维为沿拱轴线方向，中间纤维为纵向及沿梁长度方向。
5.根据权利要求1所述的一种用于组合梁的一体成型的FRP折线形板结构，其特征在于:所述顶板为中部下移的凹形顶板。
6.根据权利要求1所述的一种用于组合梁的一体成型的FRP折线形板结构，其特征在于:所述FRP折线形板体内设有芯材，芯材是轻木或硬质泡沫。
7.根据权利要求1所述的一种用于组合梁的一体成型的FRP折线形板结构，其特征在于:相邻FRP折线形板体通过复合材料连接板和螺栓相互连接,复合材料连接板与FRP折线形板体之间设有胶体。
【文档编号】E01D19/00GK104032893SQ201410293368
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年6月26日 优先权日:2014年6月26日
【发明者】王俊, 李洋, 刘伟庆, 方海 申请人:南京工业大学