一种FRP组合桁腹梁桥节点及其制作方法 |
|||||||
| 申请号 | CN202310071385.X | 申请日 | 2023-02-07 | 公开(公告)号 | CN116240790A | 公开(公告)日 | 2023-06-09 |
| 申请人 | 江苏科技大学; | 发明人 | 肖峥; 薛东焱; 李瑶; 张益多; 莫鲁晟; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种FRP组合桁腹梁桥 节点 ，包括FRP开孔板剪 力 连接件、FRP筋、FRP桁腹杆，FRP开孔板剪力连接件的一端设有贯穿筋孔，另一端延伸出两个接入端，两 块 FRP开孔板剪力连接件相对布置，在其两个接入端夹紧安装有FRP桁腹杆，其贯穿筋孔内贯穿有FRP筋，FRP桁腹杆的一端顶部安装有孔弧形 定位 钢 板， 螺栓 穿过孔弧形定位钢板的安装孔贯穿FRP桁腹杆，螺栓的一端装有螺帽，两块FRP开孔板剪力连接件以及FRP桁腹杆的空腔内灌满 混凝土 。组成节点的各个构件可预制完成，现场拼装使用，施工方便的同时，大大缩短工期。该节点相对于传统钢节点，耐 腐蚀 性能好，耐久性好。该节点弹性性能好，具有良好的抗疲劳性能。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种FRP组合桁腹梁桥节点，其特征在于：包括FRP开孔板剪力连接件(1)、FRP筋(2)、FRP桁腹杆(3)、混凝土(4)、开孔弧形定位钢板(6)、螺栓(7)和螺帽(9)，所述FRP开孔板剪力连接件(1)的一端设置有若干贯穿筋孔，另一端向两侧延伸出两个接入端，所述FRP桁腹杆(3)为方形管状，两块所述FRP开孔板剪力连接件(1)相对布置，并在其两个接入端处分别夹紧安装有所述FRP桁腹杆(3)，其所述贯穿筋孔内贯穿有所述FRP筋(2)，所述FRP桁腹杆(3)与所述FRP开孔板剪力连接件(1)连接的一端顶部安装有所述孔弧形定位钢板(6)，所述孔弧形定位钢板(6)上开设有安装孔，所述螺栓(7)穿过所述孔弧形定位钢板(6)的安装孔贯穿所述FRP桁腹杆(3)并向两端延伸，所述螺栓(7)位于两块所述FRP开孔板剪力连接件(1)之间的一端装有所述螺帽(9)，两块所述FRP开孔板剪力连接件(1)以及所述FRP桁腹杆(3)的空腔内灌满所述混凝土(4)。 |
||||||
| 说明书全文 | 一种FRP组合桁腹梁桥节点及其制作方法技术领域背景技术[0002] 节点是组合桁腹桥及其重要的构件，它将桁腹杆与混凝土顶、底板连成一个整体。但传统组合桁腹梁桥中的节点一般都是使用钢腹杆与钢开孔板结合，开孔板孔中贯穿钢筋的形式，这就不可避免会遇到钢筋与钢材锈蚀的问题。钢筋和钢材的锈蚀会使得结构的耐久性和安全性大大降低，尤其是在高寒地区、高盐地区以及海洋平台等恶劣环境中，这个问题更为突出。因此，使用具有更强耐久性和更低维护费用的节点结构十分有必要。FRP材料(Fiber Reinforced Polymer/Plastics，纤维增强复合材料)自重轻、强度高、耐腐蚀好，而且具有良好的抗拉性能和耐久性，将FRP材料应用于组合桁腹梁桥节点构造上，能有效改善当前组合桁腹梁桥节点的易锈蚀等问题。 [0003] 但是，由于FRP材料自身的性质，不能像钢结构一样加工制作出任意形状，FRP节点的构造较难实现。因而，能否开发出一个简洁、安全、可靠的FRP节点构造成为一项十分关键的问题。 发明内容[0004] 本发明的目的是提供一种FRP组合桁腹梁桥节点及其制作方法，能有效改善当前组合桁腹梁桥节点所面临的易锈蚀等问题，降低桥梁的修复与维护费用，提高桥梁的耐久性。 [0005] 为了达到本发明的目的，所采用的技术方案如下： [0006] 一种FRP组合桁腹梁桥节点，括FRP开孔板剪力连接件、FRP筋、FRP桁腹杆、混凝土、开孔弧形定位钢板、螺栓和螺帽，所述FRP开孔板剪力连接件的一端设置有若干贯穿筋孔，另一端向两侧延伸出两个接入端，所述FRP桁腹杆为方形管状，两块所述FRP开孔板剪力连接件相对布置，并在其两个接入端处分别夹紧安装有所述FRP桁腹杆，其所述贯穿筋孔内贯穿有所述FRP筋，所述FRP桁腹杆与所述FRP开孔板剪力连接件连接的一端顶部安装有所述孔弧形定位钢板，所述孔弧形定位钢板上开设有安装孔，所述螺栓穿过所述孔弧形定位钢板的安装孔贯穿所述FRP桁腹杆并向两端延伸，所述螺栓位于两块所述FRP开孔板剪力连接件之间的一端装有所述螺帽，两块所述FRP开孔板剪力连接件以及所述FRP桁腹杆的空腔内灌满所述混凝土。 [0007] 所述FRP桁腹杆内灌满混凝土，中心位置贯穿带螺帽的所述螺栓，以增强所述FRP桁腹杆的抗压性能，所述螺帽的作用是增强所述螺栓与所述混凝土的连接性能，以进一步增强所述FRP桁腹杆的抗压性能。 [0008] 进一步，所述FRP开孔板剪力连接件和所述FRP筋均由工厂预制而成，其中所述FRP开孔板剪力连接件表面做粗糙化处理，以增强与所述混凝土的粘结力和摩擦力，减少与所述混凝土的界面相对滑移。 [0009] 进一步，所述FRP桁腹杆与两块所述FRP开孔板剪力连接件通过若干高强螺栓连接。 [0010] 进一步，所述开孔弧形定位钢板平行于所述FRP开孔板剪力连接件且位于两块所述FRP开孔板剪力连接件中间。 [0012] 进一步，所述开孔弧形定位钢板的安装孔位于其中心，所述螺栓为端部带螺纹精轧钢筋。所述开孔弧形定位钢板的作用是使所述螺栓始终处于所述FRP桁腹杆中心位置。所述开孔弧形定位钢板做成弧形是为了减小与所述混凝土的接触面积，进而减小所述开孔弧形定位钢板对所述混凝土浇筑的影响。 [0013] 进一步，所述开孔弧形定位钢板与所述螺栓之间焊接连接。以防止施工过程中位置移动。 [0014] 本发明还提供上述FRP组合桁腹梁桥节点的制作方法，包括： [0015] 第一步、将所述FRP开孔板剪力连接件与所述FRP桁腹杆进行连接，具体为，两块所述FRP开孔板剪力连接件的两个接入端分别与两个所述FRP桁腹杆夹紧并连接； [0016] 第二步、在每个所述FRP桁腹杆的端部安装所述开孔弧形定位钢板，并在所述开孔弧形定位钢板的安装孔中装入所述螺栓，在所述螺栓位于两块所述FRP开孔板剪力连接件之间的一端上装有所述螺帽； [0017] 第三步、在所述FRP开孔板连接件的贯穿筋孔内穿入所述FRP筋，然后浇筑所述浇筑混凝土，使整个所述FRP开孔板连接件被所述混凝土包裹，并将所述FRP桁腹杆内灌满所述混凝土。 [0018] 进一步，第一步中还包括：夹紧连接前在所述FRP桁腹杆与所述FRP开孔板剪力连接件的接触面上涂上环氧树脂胶，夹紧连接后用若干所述高强度螺栓加固连接。 [0019] 进一步，第二步中还包括，将所述螺栓与所述开孔弧形定位钢板焊接连接。 [0020] 与现有相比，本发明具有以下优势： [0021] 组成节点的各个构件可预制完成，现场拼装使用，需要焊接的部位极少，施工方便的同时，又可以大大缩短工期。 [0022] 该节点相对于传统钢节点，耐腐蚀性能好，耐久性好。 [0023] 该节点弹性性能好，具有良好的抗疲劳性能。 [0025] 图1为本发明实例中FRP组合桁腹梁桥节点构造示意图； [0026] 图2为图1中去除混凝土后的俯视图； [0027] 图3为图1中去除混凝土后的侧视图； [0028] 图4为图2的A‑A剖视图； [0029] 图5为本发明实例中开孔弧形定位钢板示意图； [0030] 附图中有：1为FRP开孔板剪力连接件、2为FRP筋、3为FRP桁腹杆、4为混凝土、5为高强螺栓、6为开孔弧形定位钢板、7为螺栓、8为普通螺栓、9为螺帽。 具体实施方式[0031] 下面结合附图对本实例的FRP组合桁腹梁桥节点构造及其制作方法做进一步说明。 [0032] 如图1、图2、图3和图4所示，一种FRP组合桁腹梁桥节点，包括FRP开孔板剪力连接件1、FRP筋2、FRP桁腹杆3、混凝土4、开孔弧形定位钢板6、螺栓7和螺帽9，所述FRP开孔板剪力连接件1的一端设置有若干贯穿筋孔，另一端向两侧延伸出两个接入端，所述FRP桁腹杆3为方形管状，两块所述FRP开孔板剪力连接件1相对布置，并在其两个接入端处分别夹紧安装有所述FRP桁腹杆3，其所述贯穿筋孔内贯穿有所述FRP筋2，所述FRP桁腹杆3与所述FRP开孔板剪力连接件1连接的一端顶部安装有所述孔弧形定位钢板6，所述孔弧形定位钢板6上开设有安装孔，所述螺栓7穿过所述孔弧形定位钢板6的安装孔贯穿所述FRP桁腹杆3并向两端延伸，所述螺栓7位于两块所述FRP开孔板剪力连接件1之间的一端装有所述螺帽9，两块所述FRP开孔板剪力连接件1以及所述FRP桁腹杆3的空腔内灌满所述混凝土4。 [0033] 如图4所示，所述FRP桁腹杆3与两块所述FRP开孔板剪力连接件1通过若干高强螺栓5连接。 [0034] 如图2和图3所示，所述开孔弧形定位钢板6平行于所述FRP开孔板剪力连接件1且位于两块所述FRP开孔板剪力连接件1中间。所述开孔弧形定位钢板6与所述FRP桁腹杆3之间通过普通螺栓8连接。 [0035] 所述FRP桁腹杆3与所述FRP开孔板剪力连接件1接触面之间涂有环氧树脂胶。 [0036] 如图5所示，所述开孔弧形定位钢板6的安装孔位于其中心，所述螺栓7为端部带螺纹精轧钢筋。 [0037] 所述开孔弧形定位钢板6与所述螺栓7之间焊接连接。 [0038] 制作方法 [0039] 上述FRP组合桁腹梁桥节点的制作方法，包括： [0040] 第一步、将所述FRP开孔板剪力连接件1与所述FRP桁腹杆3进行连接，具体为，两块所述FRP开孔板剪力连接件1的两个接入端分别与两个所述FRP桁腹杆3夹紧并连接； [0041] 第二步、在每个所述FRP桁腹杆3的端部安装所述开孔弧形定位钢板6，并在所述开孔弧形定位钢板6的安装孔中装入所述螺栓7，在所述螺栓7位于两块所述FRP开孔板剪力连接件1之间的一端上装有所述螺帽9； [0042] 第三步、在所述FRP开孔板连接件1的贯穿筋孔内穿入所述FRP筋2，然后浇筑所述浇筑混凝土4，使整个所述FRP开孔板连接件1被所述混凝土4包裹，并将所述FRP桁腹杆3内灌满所述混凝土4。 [0043] 第一步中还包括：夹紧连接前在所述FRP桁腹杆3与所述FRP开孔板剪力连接件1的接触面上涂上环氧树脂胶，夹紧连接后用若干所述高强度螺栓5加固连接。 [0044] 第二步中还包括，将所述螺栓7与所述开孔弧形定位钢板6焊接连接。 [0045] 除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围内。 |
||||||
