玻璃钢在建筑桥梁领域上的应用

玻璃钢可用于建筑物和桥梁的梁、柱、板的加固。即使在结构构件因荷载条件而受到严重损坏后,也有可能提高其强度。在钢筋混凝土构件受损的情况下,首先需要通过清除松散碎片并用砂浆或环氧树脂填充空腔和裂缝来修复构件。构件修复后,可通过将浸有环氧树脂的纤维板湿铺在构件清洁和准备好的表面上来实现加固。
根据所需的强度增强,梁的加固通常采用两种技术:弯曲加固或剪切加固。在许多情况下,可能需要同时提供强度增强。对于梁的抗弯加固,在构件的受拉面(施加顶部荷载或重力荷载的简单支撑构件的底面)上施加玻璃钢片或板。主拉伸纤维的方向平行于梁的纵轴,类似于其内部受弯钢筋。这增加了梁的强度和刚度(引起单元挠曲所需的荷载),但降低了挠曲能力和延性。
对于梁的抗剪加固,FRP应用于具有横向于梁纵轴的纤维的构件的腹板(侧边)。通过桥接在施加荷载下形成的剪切裂缝,以类似于内部钢制马镫的方式来抵抗剪切力。根据构件的暴露面和所需的加固程度,玻璃钢可用于多种配置,包括:侧边粘合、U形包层(U形夹套)和封闭包层(完整包层)。侧边粘合只在梁的侧面使用玻璃钢。由于FRP自由边缘处混凝土表面脱胶而导致的破坏,它提供了最小的抗剪加固量。对于U形包裹,FRP在梁的侧面和底部(张力)面周围以“U”形连续应用。如果可以接触到梁的所有面,则需要使用封闭的包裹,因为它们提供了最大的强度增强。封闭包裹包括在构件的整个周边应用玻璃钢,这样就没有自由端,典型的失效模式是纤维断裂。对于所有包裹结构,FRP可沿构件长度作为连续板或离散条应用,具有预先定义的最小宽度和间距。
板可以通过在其底部(受拉)表面使用玻璃钢带进行加固。这将导致更好的抗弯性能,因为板的抗张强度由FRP的抗张强度补充。对于梁和板,FRP加固的效果取决于选择用于粘合的树脂的性能。这对于使用侧面粘合或U形包层的剪切强化来说尤其是一个问题。柱通常用玻璃钢围绕其周围包裹,如封闭或完全包裹。这不仅导致了更高的抗剪强度,而且对柱的设计更为关键,它导致了轴压下的抗压强度的提高。玻璃钢包裹层通过抑制柱的横向膨胀来起作用,这与螺旋钢筋对柱芯的约束作用类似。