[发明专利]一种优化后的FRP索拱结构

说明书

本发明公开了一种优化后的FRP索拱结构，FRP曲拱管的两端通过拱脚锚固系统与基础本体连接；FRP曲拱管内部灌装有海水海砂再生混凝土；FRP预应力拉索连接在基础本体之间；FRP支撑管均匀分布在FRP曲拱管和FRP预应力拉索之间；FRP支撑管内部灌装有海水海砂再生混凝土；FRP支撑管一端通过拉索连接系统与FRP预应力拉索连接，另一端通过支撑连接系统与FRP曲拱管连接。本发明通过采用拱脚锚固系统、支撑连接系统较好地解决了各脆性且不可焊接构件之间的连接，并使得节点具有一定的转动延性，缓解了局部应力集中，减轻或避免了节点脆性破坏。

技术领域

本发明涉及土木工程技术领域，更具体的说是涉及一种优化后的FRP索拱结构。

背景技术

拱桥作为传统桥型的一种，具有跨越能力强、构造简单、受力明确、外形美观等优点，一直受到工程行业的青睐。但拱桥也有其自身缺陷，如自重较大、对地基条件要求高、施工工序复杂等。

随着设计施工技术的发展，作为拱桥主要受力构件的曲拱，其材料在传统圬工拱桥的基础上得到了改良，涌现出不少新的曲拱形式，例如钢拱桥、钢筋混凝土拱桥、钢管混凝土组合拱桥、型钢混凝土组合拱桥等，进一步提升了拱桥的跨越能力和地形适应能力。

FRP材料具有自重轻、强度高、耐久性好、可加工性好的特点，近20年来被广泛地应用于土木工程各个领域，尤其在海洋工程领域，FRP优异的耐腐蚀性能使其备受青睐，将FRP管、FRP筋等复材制品形式应用于海洋工程已经成为研究和应用的热点。

FRP管混凝土组合埋置式拱桥是一种上承式结构，其主要的受力构件为FRP管混凝土曲拱，由核心混凝土和外裹FRP管组成。FRP管壁对其内部填充混凝土的约束作用使混凝土处于三向受压状态，减小了混凝土受压时的纵向开裂，提高了抗压强度，内部的混凝土又可以有效地防止FRP管发生局部屈曲，增强FRP管的几何稳定性，提高了整体刚度。FRP管混凝土曲拱以受压为主，可充分发挥两种材料的优势，避免不足，从而使组合曲拱的承载力远大于组成曲拱的核心混凝土和外裹FRP管承载力之和，提高了桥梁的跨越能力。在海洋工程中，以海水海砂再生混凝土替代普通混凝土可实现就地取材，节约材料成本等，因此用FRP曲管约束海水海砂再生混凝土在海洋工程有大量应用的价值。

为了进一步提升拱桥的跨越能力和地形适应能力，采用FRP预应力拉索将拱体两端拉住，拉索与拱体之间设置FRP撑杆支撑。

FRP曲管约束海水海砂再生混凝土组合埋置式拱桥在竖向荷载的作用下，曲拱以受压为主，拱脚处不仅产生竖向反力，还将产生水平推力，因此曲拱与基础的连接处是受力的关键点。另一方面，FRP撑杆与拱体之间的连接也是一个关键问题，已有的此类结构中多采用FRP撑杆与拱体FRP管粘接或者刚性连接，所以两者容易脱落或者由于太刚而限制了节点的转动进而在受力下容易应力集中而破坏。

因此，如何提供一种防止破坏的FRP索拱结构，满足型材梁不同情况下的需要，是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了，旨在解决上述技术问题。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种优化后的FRP索拱结构，包括：

FRP曲拱管；所述FRP曲拱管的两端通过拱脚锚固系统与基础本体连接；所述FRP曲拱管内部灌装有海水海砂再生混凝土；

FRP预应力拉索；所述FRP预应力拉索连接在所述基础本体之间，且位于所述FRP曲拱管下方；

FRP支撑管；所述FRP支撑管的数量为多个，且均匀分布在所述FRP曲拱管和所述FRP预应力拉索之间；所述FRP支撑管内部灌装有海水海砂再生混凝土；所述FRP支撑管一端通过拉索连接系统与所述FRP预应力拉索连接，另一端通过支撑连接系统与所述FRP曲拱管连接。