一种带肋frp构件的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种带肋FRP构件的制作方法，步骤如下：制作FRP基本拼块；在FRP基本拼块上面开设螺栓孔；将FRP基本拼块按照一定的顺序排列放置，在相邻的FRP基本拼块的螺栓孔中安装螺栓或端螺栓；在相邻的FRP基本拼块的缝隙中规则地布置注胶嘴，对相邻的FRP基本拼块拼接处缝隙的四周做封边处理；通过注胶嘴向相邻的FRP基本拼块拼接处的缝隙中注胶；待胶凝固后，拆除或者保留螺栓和端螺栓；待胶完全凝固并达到一定强度后，在由相邻的FRP基本拼块形成的FRP纵向板肋上开设横向通孔。由此形成的带肋FRP构件的尺寸不受FRP基本拼块尺寸的限制，可根据施工现场对带肋FRP构件实际尺寸的需要任意拼装，制作施工简便，施工速度快，且结构力学性能优越，经济性能可观。
【专利说明】—种带肋FRP构件的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于桥梁工程【技术领域】，具体的说涉及带肋FRP构件的制作方法。
【背景技术】
[0002]在土木工程技术应用领域，纤维增强塑料(以下简称FRP)因具有强度高、面密度小，抗疲劳和耐腐蚀性能好等特点而备受青睐，其中，FRP桥面板尤为得到重视。FRP桥面板根据材料组成分为全FRP桥面板和FRP-混凝土组合桥面板，而FRP材料价格相对钢材和混凝土较高，全FRP桥面板存在初期投资大、刚度低、与主梁连接困难等缺点，并未得到普通应用。专利201320209441.3公开了一种带肋FRP构件与混凝土组合桥面板，该桥面板充分利用混凝土抗压强度高、成本低的优点，又可充分发挥FRP抗拉强度高的特点；同时，FRP构件可兼作为模板，便于施工。但FRP构件的制作成本相对较大，针对不同结构形状的FRP构件所需要的模具的制作成本也很高，而且FRP构件的尺寸受到了制作FRP构件所需模具尺寸的限制，为此，开发一种FRP构件的制作方法显得尤为重要。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的问题提供一种带肋FRP构件的制作方法。其目的是通过制作FRP基本拼块，并在相邻的FRP基本拼块的缝隙中高压注胶来形成整体带肋FRP构件。该整体带肋FRP构件的尺寸不受FRP基本拼块尺寸的限制，可根据施工现场对带肋FRP构件实际尺寸的需要任意拼装，制作施工简便，施工速度快，且结构力学性能优越，经济性能可观。
[0004]本发明是这样来实现的，一种带肋FRP构件的制作方法，它包括如下步骤:第一步，制作FRP基本拼块；第二步，在FRP基本拼块上面开设螺栓孔；第三步，将FRP基本拼块按照一定的顺序排列放置，在相邻的FRP基本拼块的螺栓孔中安装螺栓或端螺栓；第四步，在相邻的FRP基本拼块的缝隙中规则地布置注胶嘴，对相邻的FRP基本拼块拼接处缝隙的四周做封边处理；第五步，通过注胶嘴向相邻的FRP基本拼块拼接处的缝隙中注胶；第六步，待胶凝固后，拆除或者保留螺栓和端螺栓；第七步，待胶完全凝固并达到一定强度后，在由相邻的FRP基本拼块形成的FRP纵向板肋上开设横向通孔。
[0005]此时，多个FRP基本拼块通过在缝隙中高压注胶形成带肋FRP构件，其中，相邻的FRP基本底板在胶的强力粘结下，形成FRP底板；相邻的FRP基本纵向板肋在胶的强力粘结下，形成FRP纵向板肋。由此形成的带肋FRP构件的尺寸不受FRP基本拼块尺寸的限制，可根据施工现场对带肋FRP构件实际尺寸的需要任意拼装，制作施工简便，施工速度快，且结构力学性能优越，经济性能可观。
[0006]本发明的特征还在于所述的FRP基本拼块分为下部的FRP基本底板与其上部的FRP基本纵向板肋两部分，FRP基本底板与FRP基本纵向板肋中至少有一个采用空心截面形式。空心截面形式的FRP基本底板或\和空心截面形式的FRP基本纵向板肋可以降低材料用量，改善构件的力学性能。[0007]本发明的特征还在于所述的FRP基本纵向板肋的截面形状为矩形或倒L形。矩形或倒L形形状的FRP基本纵向板肋使得形成的带肋FRP构件的截面形式呈倒T形或工字形，截面形式更为有效；FRP基本纵向板肋可作为抗剪键，板肋的存在明显增大了带肋FRP构件与后浇混凝土的接触面积，显著改善了叠合面的抗剪性能。
[0008]本发明的特征还在于所述的FRP基本纵向板肋上面有凸起或者凹槽，或者同时有凸起和凹槽。这一设置方式增加了带肋FRP构件与后浇混凝土的接触面积，增强了二者的机械叹合力，有效地提闻了二者间的粘结力。
[0009]本发明的特征还在于所述的空心截面形式的FRP基本纵向板肋上的螺栓孔中有套管。套管的设置有效地防止了注胶时胶体进入空心截面形式的FRP基本纵向板肋的空心部分。
[0010]本发明的特征还在于所述的横向通孔的截面形状为圆形、椭圆形、弧形、多边形(边数η ≥3)。通过在相邻的FRP基本拼块形成的FRP纵向板肋上开设横向通孔，并在横向通孔中布设加强筋，加强筋、板肋以及流进横向通孔内的后浇混凝土形成“销栓”效应，增大了带肋FRP构件与后浇混凝土的机械咬合力，有效提高了接触面的抗剪性能，保证FRP-混凝土组合桥面板的整体工作性能。
[0011]以下结合附图对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限制。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]以下附图中，I为FRP基本拼块，1.1为FRP基本底板，1.2为FRP基本纵向板肋，2为螺栓孔，3为螺栓，4为注胶嘴，5为带肋FRP构件，5.1为FRP底板，5.2为FRP纵向板肋，6为横向通孔，7为套管，8为套筒，9为横向通孔6中的加强筋，10为凸起，11为凹槽，12为后浇混凝土，13为端螺栓。
[0013]图1为FRP基本拼块(空心截面形式的FRP基本底板与实心截面形式的FRP基本纵向板肋)的横剖面结构示意图。
[0014]图2为FRP基本拼块按顺序排列放置后的横剖面结构示意图。
[0015]图3为FRP基本拼块安装螺栓后的横剖面结构示意图。
[0016]图4为FRP基本拼块安装螺栓后的立体结构示意图。
[0017]图5为在相邻FRP基本拼块的缝隙中布置注胶嘴的立体结构示意图，其中图(a)为整体立体结构示意图，图(b)为图(a)的局部放大立体结构示意图。
[0018]图6~28为FRP基本拼块(空心截面形式的FRP基本底板与实心截面形式的FRP基本纵向板肋)的横剖面结构另一实施例。
[0019]图29为FRP基本拼块(实心截面形式的FRP基本底板与空心截面形式的FRP基本纵向板肋)的横剖面结构示意图。
[0020]图30为FRP基本拼块安装螺栓后的结构示意图，其中图(a)为立体结构示意图，图(b)为图(a)的局部放大横剖面不意图，图(C)为图(b)中套管与螺栓的不意图。
[0021]图31为FRP基本拼块(实心截面形式的FRP基本底板与空心截面形式的FRP基本纵向板肋)的结构另一实施例。
[0022]图32为FRP基本拼块(空心截面形式的FRP基本底板与空心截面形式的FRP基本纵向板肋)的横剖面结构示意图。[0023]图33为FRP基本拼块安装螺栓后的结构示意图。
[0024]图34~38为FRP基本拼块(空心截面形式的FRP基本底板与空心截面形式的FRP基本纵向板肋)的横剖面结构另一实施例。
[0025]图39为实心截面形式的FRP纵向板肋上开设横向通孔的立体结构示意图。
[0026]图40为空心截面形式的FRP纵向板肋上开设横向通孔的立体结构示意图。
[0027]图41为在带肋FRP构件上面浇筑混凝土的结构示意图。
【具体实施方式】
[0028]本发明如附图1~41所示。
[0029]该带肋FRP构件的制作方法，包括如下步骤:第一步，制作FRP基本拼块，其结构形式如图1、图6~29、图31~32、图34~38所示。FRP基本拼块I分为下部的FRP基本底板1.1与其上部的FRP基本纵向板肋1.2两部分，FRP基本底板1.1与FRP基本纵向板肋1.2中至少有一个采用空心截面形式。图1~28为空心截面形式的FRP基本底板1.1与实心截面形式的FRP基本纵向板肋1.2所构成的FRP基本拼块I的结构示意图；图29~31为实心截面形式的FRP基本底板1.1与空心截面形式的FRP基本纵向板肋1.2所构成的FRP基本拼块I的结构示意图；图32~38为空心截面形式的FRP基本底板1.1与空心截面形式的FRP基本纵向板肋1.2所构成的FRP基本拼块I的结构示意图。空心截面形式的FRP基本底板1.1或\和FRP基本纵向板肋1.2可以降低材料用量，改善构件的受力性能。
[0030]FRP基本纵向板肋1.2的截面形状为矩形或倒L形。图1、图2、图29、图32所示的FRP基本纵向板肋1.2的截面形状为矩形，图6、图31、图34所示的FRP基本纵向板肋
1.2的截面形状为倒L形。矩形形状的FRP基本纵向板肋1.2使得形成的带肋FRP构件5的截面形式呈倒T形，如图3、图30 (a)、图33 ;倒L形形状的FRP基本纵向板肋1.2使得形成的带肋FRP构件5的截面形式呈工字形，如图6 (b)、图31 (b)、图34 (b);FRP基本纵向板肋1.2可作为抗剪键，板肋的存在明显增大了带肋FRP构件5与后浇混凝土 12的接触面积，显著改善了叠合面的抗剪性能。
[0031]FRP基本纵向板肋1.2上面有凸起10或者凹槽11，或者同时有凸起10和凹槽11。如图8所示，FRP基本纵向板肋1.2上面有凸起10 ;如图9所示，FRP基本纵向板肋1.2上面有凹槽11。这样可以增加带肋FRP构件5与后浇混凝土 12的接触面积，增大二者的机械叹合力，有效地提闻了二者间的粘结力。
[0032]第二步，在FRP基本拼块I上面开设螺栓孔2，如图2~4所示，螺栓孔2的开设是为了安装螺栓3或端螺栓13。
[0033]第三步，将FRP基本拼块I按照一定的顺序排列放置，在相邻的FRP基本拼块I的螺栓孔2中安装螺栓3或端螺栓13。对于空心截面形式的FRP基本底板1.1，仅需在FRP基本底板1.1的端部设置端螺栓13，如图4所示；同样，对于空心截面形式的FRP基本纵向板肋1.2，仅需在FRP基本纵向板肋1.2的端部设置端螺栓13，如图30(a)、图33所示。螺栓3规则地设置在FRP基本纵向板肋1.2上。螺栓3或者端螺栓13的设置约束了 FRP基本拼块I的侧向位移，有效地防止了在向FRP基本拼块I之间缝隙注胶过程中，FRP基本拼块I松动，保证了注胶的质量。
[0034]当采用上部为空心截面形式FRP基本纵向板肋1.2的FRP基本拼块I时，安装螺栓3前，先在要安装螺栓3的螺栓孔2中插入套管7，套筒7的截面形状与螺栓孔2的形状相同，套筒7的外径刚好小于螺栓孔2的孔径，套管7的设置有效地防止了注胶时胶体进入空心截面形式的FRP基本纵向板肋1.2的空心部分。如图30所示，设套筒8长度为S，空心截面形式的FRP纵向板肋5.2的外缘宽度为b，内缘宽度为a，则a〈S ( b。
[0035]第四步，在相邻的FRP基本拼块I的缝隙中规则地布置注胶嘴4，对相邻的FRP基本拼块I拼接处缝隙的端部与缝隙的底部做封边处理。由于相邻的FRP基本拼块I之间的缝隙很小，在安装螺栓3和端螺栓13后，但未拧紧螺栓3和端螺栓13前，即将注胶嘴4按照一定的间距规则地插入到相邻的FRP基本拼块I之间的缝隙中，布置好注胶嘴4后，再拧紧螺栓3和端螺栓13。同时，由于相邻的FRP基本拼块I之间有缝隙，需要对相邻的FRP基本拼块I拼接处缝隙的四周做封边处理，封边处理的材料可选择专用封缝胶，如图5所示。做好封边处理后，相邻的FRP基本拼块I之间的缝隙边缘处即被封住，在注胶时，就不会漏胶了。
[0036]第五步，通过注胶嘴4向相邻的FRP基本拼块I拼接处的缝隙中注胶。注入的胶体可有效地粘结相邻的FRP基本拼块I。为了确保注入的胶体能够更好地粘结相邻的FRP基本拼块1，可以从外部向两端的FRP基本底板1.1的侧壁上施加一对相互作用的力，该对相互作用的力通过夹具，或者与图30所示的套筒7和螺栓3相同的装置来实现。
[0037]第六步，待胶凝固后，拆除或者保留螺栓3和端螺栓13。此时，多个FRP基本拼块I通过在缝隙中高压注胶形成带肋FRP构件5，其中，相邻的FRP基本底板1.1在胶的强力粘结下，形成FRP底板5.1 ;相邻的FRP基本纵向板肋1.2在胶的强力粘结下，形成FRP纵向板肋5.2，如图39所示。
[0038]第七步，待胶完全凝固并达到一定强度后，在由相邻的FRP基本拼块I形成的FRP纵向板肋5.2上开设横向通孔6。横向通孔6的截面形式为圆形、椭圆形、弧形、多边形(边数η >3)，根据实际工程需要选择。图39?41中的横向通孔6为四边形。通过在相邻的FRP基本拼块I形成的FRP纵向板肋5.2上开设横向通孔6，后浇混凝土 12流入横向通孔6内，增大了带肋FRP构件5与后浇混凝土 12的接触面积与机械咬合力，显著改善了接触面的抗剪性能。
[0039]当采用FRP基本纵向板肋1.2为空心截面形式的FRP基本拼块I时，需要在横向通孔6中插入套筒8，如图40所示。套筒8采用硬质材料制作而成，其截面形状与横向通孔6的截面形状相适应。设套筒8长度为L，空心截面形式的FRP纵向板肋5.2的外缘宽度为b，内缘宽度为a，a、b在图中长度区间的表达同图30 (b)，则a〈L ( b，这样可以防止浇筑时面层混凝土进入空心截面形式的FRP基本纵向板肋1.2内的空心部分。如图41所示，在横向通孔6中穿插加强筋9，实现了横向配筋，改善了 FRP与混凝土组合桥面板的受力性能。最后，在该带肋FRP构件5上浇筑后浇混凝土 12，即构成了 FRP与混凝土相结合的桥面板。此时，加强筋9、FRP纵向板肋5.2以及流进横向通孔6内的后浇混凝土 12形成“销栓”效应，增大了带肋FRP构件5与后浇混凝土 12的机械咬合力，有效提高了接触面的抗剪性能，保证FRP-混凝土组合桥面板的整体工作性能。
【权利要求】
1.一种带肋FRP构件的制作方法，其特征在于，它包括如下步骤:a)制作FRP基本拼块(I) ;b)在FRP基本拼块(I)上面开设螺栓孔(2) ;c)将FRP基本拼块(I)按照一定的顺序排列放置，在相邻的FRP基本拼块(I)的螺栓孔(2)中安装螺栓(3)或端螺栓(13);d)在相邻的FRP基本拼块(I)的缝隙中规则地布置注胶嘴(4)，对相邻的FRP基本拼块(I)拼接处缝隙的四周做封边处理；e)通过注胶嘴(4)向相邻的FRP基本拼块(I)拼接处的缝隙中注胶；f)待胶凝固后，拆除或者保留螺栓(3)和端螺栓(13);g)待胶完全凝固并达到一定强度后，在由相邻的FRP基本拼块(I)形成的FRP纵向板肋(5.2 )上开设横向通孔(6 )。
2.根据权利要求1所述的带肋FRP构件的制作方法，其特征在于:所述的FRP基本拼块(I)分为下部的FRP基本底板(1.1)与其上部的FRP基本纵向板肋(1.2 )两部分，FRP基本底板(1.1)与FRP基本纵向板肋(1.2)中至少有一个采用空心截面形式。
3.根据权利要求2所述的带肋FRP构件的制作方法，其特征在于:所述的FRP基本纵向板肋(1.2)的截面形状为矩形或倒L形。
4.根据权利要求2所述的带肋FRP构件的制作方法，其特征在于:所述的FRP基本纵向板肋(1.2)上面有凸起(10)或者凹槽(11)，或者同时有凸起(10)和凹槽(11)。
5.根据权利要求1、2所述的带肋FRP构件的制作方法，其特征在于:所述的空心截面形式的FRP基本纵向板肋(1.2 )上的螺栓孔(2 )中有套管(7 )。
6.根据权利要求1所述的带肋FRP构件的制作方法，其特征在于:所述的横向通孔(6)的截面形状为圆形、椭圆形、弧形、多边形(边数η > 3)。
【文档编号】E01D19/12GK103643633SQ201310731522
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2013年12月26日 优先权日:2013年12月26日
【发明者】黄海林, 宾智, 张锡捷, 曾垂军, 杨璐 申请人:黄海林