多层frp筋预应力混凝土桥梁设计问题探讨

多层 FRP 筋预应力混凝土桥梁设计问题探讨多层 FRP 筋预应力混凝土桥梁设计问题探讨 摘要：FRP 具有抗拉强度高、耐腐蚀、非磁性的特点，因而在高腐蚀环境中具有广泛的应用前景。为充分发挥 FRP 筋材轻质高强的优点，FRP 筋预应力混凝土结构更为适用。本文在 FRP 筋梁承载能力讨论的基础上，提出了多层 FRP 筋布置的预应力混凝土梁的承载力的设计方法，对 FRP 筋的推广应用具有一定的参考价值。 关键词：纤维增强塑料(FRP)筋，受弯构件，承载力计算 中图分类号：TU37 文献标识码：A 文章编号： 随着现代国防交通的进展，对特别环境下桥梁的营运质量和寿命提出了更高的要求，钢筋锈蚀已成为影响混凝土结构耐久性的最大缺陷。一种具有强度高、密度低、耐腐蚀等优良性能的新型纤维增强复合材料(FRP)筋已成为人们代替钢筋的讨论热点[1,2]]。目前，国内外关于 FRP 筋预应力混凝土的讨论仅限于单排 FRP 筋的布置，但由于桥梁跨度的不断增大以及梁截面宽度的限制，布置多层 FRP预应力筋已成为一种趋势。本文参阅大量国外相关资料并结合 FRP筋自身的性能特点，提出多层 FRP 筋预应力混凝土受弯构件的承载能力设计方法。 1 设计原则 对配置多排 FRP 筋预应力混凝土梁的承载力计算，与预应力钢筋混凝土截然不同。在预应力钢筋混凝土结构承压过程中，当最外层钢筋达到极限应变后，由于钢筋具有良好的延性性能，仍然能承受拉应力，且其应力值为抗拉极限强度。而在 FRP 筋预应力混凝土结构的承压过程中，由于 FRP 筋线弹性的性质，当最外层 FRP 筋达到极限应变随即破坏，不能再承受拉应力。在计算 FRP 筋预应力混凝土抗弯承载力时，根据截面应变相容原则，不同层 FRP 筋中的应变按应变的线性分布计算得出，且应控制最底层 FRP 筋不超过其应变能力。否则当底部的 FRP 筋达到极限应变时，会发生破断并将荷载传至其余的 FRP 筋，同时引起连锁破断，因此最外层 FRP 筋的极限应变为临界应变。 2 基本假定 对于 FRP 筋预应力混凝土受弯梁设计采纳以下假定： (1) 平截面假定； (2) 不考虑受拉区混凝土的作用，拉力全部由受拉区配置的FRP 筋承担； (3) 混凝土的曲线取《法律规范》(GB 50010-2025)中的公式，且混凝土的极限压应变取； (4) FRP 筋呈线性关系。 3 正截面承载力计算公式 3.1 混凝土受压区界限高度系数的确定 配置 FRP 预应力筋梁的界限相对受压区高度和钢筋混凝土梁界限相对受压...