GFRP-钢组合结构桥梁施工技术研究
朱坤宁，万水
（东南大学交通学院，江苏南京210096）
[摘要】纤维增强复合材料（FRP）桥面板是近年来在桥梁工程中应用的一种新型桥面板结构.大广高速6号立交 桥为我国第一座GFRP桥面板组合结构公路桥.介绍了CFRP-钢组合结构桥梁的施工技术，包括GFRP控挤型材的黏结，GFRP桥面板的吊装与霜结和螺栓连接件的安装工艺.解决了GFRP桥面板间的连接问题和GFRP板与承重梁间的连接问题，施工方法满足工程要求.
[关键闻]桥梁：箱梁桥：GFRP-钢组合结构：施工技术
[中图分类号]U442[文献标识码]A
[文章编号】1002-8498（2011)20-0088-03
(School ef Tranaportanion Southean Unienily Nanjing. Jiangm 210096 China) Zhu Kunning.Wan Shui
Abstract:Fiber reinforced polymer bridge deck is an innovated structural element applied to bridge engineering recently. The No. 6 bridge overpass of Daqing-Guangzhou highway is the first GFRP-steelposite highway bridge in China. Combing with the actual project main construction processes aree e d installation of bolt connector. The conneetion problems among GFRP bridge decks are solved as well asthe connection problems between the GFRP deck and the steel girder. The construction method can meet requirements of the project.
Key words;bridges; box girder bridges; GFRP-steel posite structures; construction
重建.新建桥梁为GFRP桥面板组合结构桥梁，桥良好的耐腐蚀性，可模块化生产，对环境破坏小，运所示.布置形式为：预应力混凝土工字梁位于桥的 FRP桥面板质量轻，可大大降低桥梁恒载，具有孔布置为20m4×25m20m，其总体布置如图1输吊装方便，减少现场组装的时间，降低建造成本.边跨，采用C50混凝土浇筑；预制钢梁为波折形腹而且具有良好的抗疲劳、抗震和耐久性，使用寿命板H形钢梁（见图2），采用Q345钢焊接而成：桥面长，使得结构的维护费用和周期大大降低.本文对板采用218mm厚拉挤型材黏结成型的GFRP桥面板.钢筋直径<12mm时采用R235光圆钢筋，直径 ≥12mm时采用HRB335带肋钢筋，钢束采用高强度低松弛7丝拾制的预应力钢绞线，公称直径15.2mm，公称面积139mm²，标准强度f=1860MPa，弹性模量E，=1.95×10MPa，1000h后 1工程简介 国内第一座GFRP-钢组合结构桥梁施工工艺进行了 介绍，详细分析了CFRP-钢组合结构梁桥中关键剪力连接件施工问题. 大庆一广州高速公路深州一大名（冀豫界）段高速公路衡大改建段，上跨高速公路主线，原桥为应力松弛率≤2.5%. K17485.329处的大广高速6号跨线桥位于大广路加宽为8车道，桥下净空不能满足要求，需要拆除 15m218m15m钢筋混凝土现浇箱梁桥.由于公2GFRP-钢组合结构桥梁施工 2.1施工流程 分别进行GFRP桥面板与波折影腹板H形钢梁的加工，经验收合格后运至现场.钢梁分段吊装连接在一起.对GFRP桥面板表面打磨后，喷酒黏 到位并焊接后与GFRP桥面板通过环氧胶泥与螺栓结剂形成铺装界面，再进行桥面铺装施工.其流程 图1大广高速6号立交桥总体布量（单位：cm）Daqing-Guangzhou highway ( unit ;em) Fig.1Layout of No.6 overpass of Fig. 2 Cross-seetion of steel glrder with corrugated web 如图3所示. 2.2GFRP型材桥面板加工 2.2.1型材加工流程 成.采用国内提供的牵引力为250kN的玻璃铜拉 GFRP桥面板由拉挤生产的CFRP型材黏结面挤机组进行型材的生产加工.拉挤工艺如图4所示. CFRP型材的拉挤生产工艺流程如下. 1）增强材料的输送与浸胶调节每束纤维张力使之基本相等，经过整径、分散和展平整齐进人浸胶槽.经过浸胶后保证纤维束充分授溃树脂，并用挤胶器挤掉玻璃纤维上多余的树脂. 向增强布通过预成型模具分级成型并进人热模固化 2）预成型与固化成型玻璃纤维无拾纱、预定成型.根据树脂固化放热曲线及物料与模具的摩擦 图3GFRP-钢组合结构桥梁施工流程 Fig.3Construction procem ofGFRP-steel posite bridge 图4拉挤工艺示意Fig. 4 Pultrusion proces 性能，将模具分成3个不同的加热区，其温度由树脂固化体系的性能确定. 品拉引出来并由切割机切割成7.7m定长制品. 3）牵引和切割制品固化冷却后使用夹具把制 2.2.2面板加工流程 打磨GFRP型材腹板结合面，去掉型材表面脱模剂形成一定粗糙度黏结面，同时注意不损伤型材内邮纤维.在型材板结合面涂胶，每5根型材黏 结成一块桥面板单元.在桥面板单元上每1.85m设置一道预压装置，每道装置预压500~1000N，以保证GFRP型材间的黏结性能.黏结预压如图5所示. 2.3CFRP-钢组合结构桥梁的施工工序 1）钢梁预拼装在加工后进行预拼装，确保安装螺栓孔和墩顶焊接位置精确匹配. 2）钢梁吊装与横向连接钢梁吊装到位后进在进行连续墩顶钢板焊接施工时，墩顶的钢板焊接 行连续增顶钢板的焊接和横隔梁高强螺栓的连接.应在不同位置，顶、底板沿纵桥向向两侧错开50cm. 图7螺栓安装示意Fig.7Installation of bolt 图5黏结预压示意Fig.5 Preloading and bonding of GFRP 有效承载力方面具有很大优势.通过对国内第一座CFRP-钢组合结构梁桥-大广高速6号跨线桥的 施工，解决了GFRP桥面板间的连接和GFRP桥面板与承重梁间连接问题，取得了良好的施工效果，为GFRP-钢组合结构桥梁在我国的推广与应用积累了宝贵经验. 3）钢梁上翼缘板钻孔与打磨钢梁架设后再进行螺栓孔的放样和钻孔.对环氧胶泥连接位置处氧化层. 的上翼缘板进行打磨处理，去掉钢梁防腐蚀涂层和 4)GFRP桥面板的吊装与黏结桥面板运至现场吊装后，对CFRP桥面板单元之间黏结界面和GFRP桥面板与钢织梁连接界面进行打磨清理，然后在CFRP腹板黏结面涂抹环氧黏结胶，在桥面板 底板和钢纵梁黏结面涂抹环氧胶泥，分别进行板单元的黏结和桥面板和钢纵梁的连接.在钢梁上设置千斤顶施加水平推力以保证桥面板单元间的可靠连接.千斤顶固定于钢纵梁的螺栓孔位置，施加500 ~1000N水平推力，持续时间要求大于黏结剂的初凝时间.桥面板单元黏结安装如图6所示. 参考文献： [1]万水，红，周乘量，FRP桥面板结构特点与实例[J].南京理工大学学振，2005 29（1）：17-21[2 ] Miclael D. Heye Dee Ohathi Jebn J Lemt. Pedermaste of ] pq o uq p Compites fr Conatrurton ASCE. 2000 4 (2) : 48-55.[3]抗坤元.FRP复合材料桥需的设计和安装[J].联璃钢，2001 (4) :33-36.[4]万水，育江声，廖济杆，等，一种树脂基玻璃纤维增强塑料-钢[5]廖济押，李建军，育红声，等，翻材（3）[P].中国：ZL 组合梁[P].中国：ZL200720038139.0 2008-04-30.[6]益小苏.社普文，张立间，复合材科工程（（中国材料工程大 200830021604 X 2009-05-20.典）第10卷）[M].龙京：化学工业出版社，2006.[7 ] EN13706Reinforoed plarics eompeeite-apecilicationsfor pultruded peefle[S] . Esropn Comnitee fer Standanditi 2002.[8]来坤宁，万水，刘玉罪，FRP桥面板静载试验研究及分析 [J].工程力学，2010 27（S1）：240-244.[9 ] Liu Zihong. Cousins Tommy E Lerko Jon J et al. Derignmemmendatins for s FRP bridge deck supponed o seel persttre [J]. Juml af Comgosie or Centreti 2008 12(6) : 660-668. 图6桥面板黏结安装示意Fig.6Adhesive of bridge deck 5）螺栓连接施工为达到桥面板顶板不开孔就能实现桥面板与钢梁螺栓连接的目的，在CFRP底板与钢纵梁间环氧胶泥固化后，沿钢织梁翼缘板螺栓孔位置向上在GFRP底板上钻孔，采用M22螺栓连接桥面板与钢纵梁.将螺杆与200mmx 100mmx5mm的钢板焊接，以保证螺栓紧固时不发生旋转且对螺栓孔位置GFRP板起约束作用.采用安装杆将螺栓送至栓孔位置，用高强磁铁将螺杆从螺栓孔吸出，再用螺母紧固.螺栓安装如图7所示. 泰州长江公路大桥合龙 世界首创特大跨径“三塔两跨”悬索桥--泰州长江公路大桥成功合龙. 泰州长江大桥全长约62km，主桥为特大跨径三塔两跨悬索桥，其跨径属世界第一，“三塔两跨二错”为其特有结构. 去掉表面脱模剂后用酒精清洁.酒布黏结剂和粒径 6）桥面铺装对CFRP桥面板表面进行打磨，0.3-0.6mm的石料形成粗稳表面.在霜结剂固化后进行沥青混凝土桥面铺装施工. 泰州大桥共有136个钢箱梁、128个标准梁段、8个特殊梁段，全桥钢箱梁总重约33426t.经过4个多月的吊装，桥面已初步完整，下一步将进人钢箱梁焊接、附属设施安装阶段. 3结语 GFRP-钢组合结构桥梁在减轻自重，提高桥梁 （摘自“中国新闻网“2011-10-08）
