[实用新型]基于FRP及柔性拱体的轻型抗弯支撑构件

说明书

技术领域

本实用新型涉及桥梁施工建设技术领域，尤其是指一种基于FRP及柔性拱体的轻型抗弯支撑构件。

背景技术

目前在桥梁、建筑等工程结构领域中普遍使用的梁构件包括钢筋混凝土（Reinforced concrete，RC）梁和钢梁。这两种梁构件耐腐蚀性均较差，在野外、沿海或潮湿地等恶劣环境中容易腐蚀和退化。

为了解决全世界范围内建筑、桥梁结构的耐久性和退化问题，纤维增强聚合物（fibre-reinforced polymer，FRP）复合材料在近年来得到越来越广泛的应用。FRP是一种由碳纤维、玻璃纤维和玄武岩纤维等高性能纤维与树脂基体混合，经过一定的加工工艺复合而成的新型非金属材料。FRP具有很强的耐腐蚀能力，同时还具有轻质、高强、成型方便等优点。

此外，在传统的桥梁工程中，为了使支承构件在较大跨度的结构中使用，支撑梁构件底部通常采用预应力筋以提高受弯构件抗弯强度。由于预应力钢筋松弛、锚具变形及混凝土的收缩徐变等作用，在役预应力混凝土桥梁结构经多年使用后的现存有效预应力常常与设计应力差别较大。而预应力的损失对桥梁的承载能力的影响非常重大。而传统的测试方法难以准确测试服役状态的预应力筋应力水平。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种减小支撑壳体重量，延长使用寿命和减少的维护需求的基于FRP及柔性拱体的轻型抗弯支撑构件。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：一种基于FRP及柔性拱体的轻型抗弯支撑构件，包括拱圈、预应力筋及两个拱脚，拱圈的两端分别与两个拱脚的内侧连接，所述预应力筋的两端分别与两个拱脚的底部固定连接，所述拱圈包括柔性拱带及多个FRP格栅，该多个FRP格栅相互紧挨并列设置于所述柔性拱带的下表面，每个FRP格栅的纵截面均为等腰梯形；还包括底板可拆卸的FRP外保壳，所述拱圈、预应力筋及两个拱脚均位于FRP外保壳内。

其中，位于所述柔性拱带最端部的FRP格栅固定有拱圈定位键，该拱圈定位键的另一端与拱脚的内侧固定连接。

其中，所述FRP外保壳的顶部设置有多个剪力键。

其中，将所述拱圈吊起与拱脚连接时，所述柔性拱带的两端向下弯曲，相邻的两个FRP格栅的侧面相互抵靠。

其中，所述拱圈的下方填充有泡沫填充物。

其中，所述FRP外保壳内的其他空间回填混凝土。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型提供了一种基于FRP及柔性拱体的轻型抗弯支撑构件，在FRP外保壳内放置柔性拱体，拱体顶部采用FRP格栅（纤维复合材料格栅），该拱圈作为支撑构件内的抵抗压力构件；支撑构件底部无混凝土，并配置预应力筋，整体支撑构件的自重较轻，方便运输和安装；所采用的FRP外保壳的底板可打开，方便对预应力筋的应力水平进行检测；所述拱圈采用FRP格栅和柔性拱带作为拱顶连接件，提高结构承载和稳定性，也解决预应力试驾过程中容易导致顶部开裂的问题。该实用新型支撑构件的强度主要来自柔性拱圈和底部预应力筋材，包覆的FRP外壳保护着钢筋/FRP筋和混凝土，以确保其具有更长的使用寿命和最少的维护需求。

附图说明

图1为本实用新型拱圈、预应力筋及拱脚的结构示意图。

图2为本实用新型抗弯支撑构件的结构模型示意图。

图3为拱圈吊起之前的结构示意图。

图4为拱圈吊起，柔性拱带的两端向下弯曲时的结构示意图。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本实用新型作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本实用新型的限定。

如图1至图4所示，一种基于FRP及柔性拱体的轻型抗弯支撑构件，包括拱圈、预应力筋1及两个拱脚2，拱圈的两端分别与两个拱脚2的内侧连接，所述预应力筋1的两端分别与两个拱脚2的底部固定连接，所述拱圈包括柔性拱带3及多个FRP格栅4，该多个FRP格栅4相互紧挨并列设置于所述柔性拱带3的下表面，每个FRP格栅4的纵截面均为等腰梯形；还包括底板5可拆卸的FRP外保壳6，所述拱圈、预应力筋1及两个拱脚2均位于FRP外保壳6内。