frp在结构工程中的应用

FRP 在结构工程中的应用FRP 是纤维增强复合材料的统称，它从上世纪 40 年代问世以来，在航空、航天、船舶、汽车、化工、医学和机械等领域都得到了广泛的应用。近年来，在土木工程和结构工程中开始崭露头角。 所谓复合材料是由增强材料和基体构成，根据复合材料中增强材料的形状，可以分为颗粒增强复合材料、层合复合材料和纤维增强复合材料三种，FRP 只是其中的一种。而 FRP 中的基体种类有：树脂基体、金属基体、陶瓷基体和碳素基体；而纤维种类有：玻璃纤维、硼纤维、碳纤维、芳纶纤维、陶瓷纤维（包括碳化硅纤维和氧化铝纤维）、聚烯烃纤维、PBO 有机纤维以及金属纤维。组分不同，FRP 的性能会有很大的差别。目前结构工程中常用的 FRP 材料主要是树脂基体的玻璃纤维（GFRP）、碳纤维（CFRP）和芳纶纤维（AFRP）。各种 FRP 材料的力学性能参数变化范围很大，因此在工程中有很大的灵活性，具有可设计性。 全 FRP 结构人行桥 1992 年，英国苏格兰的 Aberfeldy 高尔夫俱乐部的球场中，建成了一座全 FRP 结构的斜拉人行天桥。全长 113m，主跨为 63m，宽 2.2m，双塔双索面斜拉体系。A 型桥塔，17.2m 高，拉索最大倾角 30°。桥塔、梁、桥面板和扶手都采纳了箱形截面的 GFRP 拉挤型材（弹模 22GPa，强度 300MPa），斜拉索为 AFRP 索（弹模 127GPa，强度 1900MPa）外裹聚乙烯保护，部分连接为金属连接。这座桥是世界上第一座全 FRP 结构桥梁，总造价为 20 万美元，为传统木桥、混凝土桥、钢斜拉桥或钢桁架桥费用的一半，而且至少 20年免维修。在潮湿环境下使用 4 年后，有少许的下坠，主要是拉索的应力松弛造成的，但不影响正常使用。这座桥获得了很好的经济效益和社会效益。公路桥梁中的 FRP 结构和 FRP 组合结构体系 在全 FRP 结构人行桥出现的同时，FRP 结构以及 FRP 与传统材料相结合的组合结构开始应用在承受较大反复动载的公路桥梁中。 FRP 夹层板桥面体系是近几年里倍受关注的一种新型桥面结构体系，它全部由 FRP 材料制成，由上下面板中夹肋板构成，断面型式多样。重量很轻，便于安装，而且能够抵抗除冰盐、海水的侵蚀，维护费用低。它在工厂中加工成型，根据生产工艺的不同可以分为一次成型夹心板（通常是真空树脂传递模塑法工艺或手糊工艺）和拉挤型材粘结板，连接固定的方式主要通过金属螺栓连接和粘接。FRP 桥面板的自重为 0.75～1.1kN/m2，是传统桥面板的 1/3～1/4；单位价...