FRP桥梁结构的受力性能与设计方法

       由于FRP(纤维增强复合材料)的材料特性，非常适合在桥梁结构中应用。FRP桥梁与传统桥梁结构相比具有众多优点，如自重轻、架设速度快、抗腐蚀能力强且不透水、外表美观、色泽持久、抗超载和抗疲劳性及抗震性能好，可实现更大跨度等。结合近年来的研究工作，对两种FRP桥梁结构一轻质FRP桥梁和快速架设应急FRP桥的结构形式、受力性能以及设计计算要点进行了总结；还对两种FRP桥梁构件-FRP桥面板和FRP-混凝土组合构件的构造形式、受力特点和设计方法进行了介绍。最后，对FRP桥梁结构应用中的问题进行了讨论和展望，认为高性能FRP桥梁有望成为FRP在结构中应用的一个热点。

       桥梁是决定交通通行能力和通行效率的关键枢纽。因此，对桥梁的架设速度、使用的长期可靠性、抗超载和抗疲劳的能力都提出了更高的要求，采用新结构材料是提高桥梁性能的一个重要的途径。从历史上看，每一次新材料应用于工程结构中都会带来革命性的变化。FRP(纤维增强复合材料)是近年来在土木工程结构中得到成功应用的一种新型高性能工程结构材料，具有轻质、高强、耐腐蚀、施工成型方便等优点，目前已成为混凝土、钢材等传统结构材料的重要补充。合理地将FRP应用于各类结构中已成为工程结构应用发展的重要方向。

        FRP结构在航空、航天、车辆、舰船、化工等领域已经得到了较多的应用，并发展迅猛，例如空客A380客机中有25%以上的重量为FRP，而在研制的波音787中接近50%‘。在土木工程领域，FRP的应用才刚起步。上世纪九十年代末我国开始研究FRP加固补强工程结构，形成了一系列的新技术，并形成了一系列有关设计标准与产品标准，极大地推动了我国结构加固行业的发展。而此后，FRP桥梁被各国的研究者认为是FRP在结构中应用的又一新的发展方向。国际桥梁与结构工程协会( IABSE)和国际土木工程FRP学会(IIFC)专门成立了“FRP桥梁结构应用”工作委员会，推动相关研究。2000年前后，美国联邦公路局( FHWA)就开展了IBRC和IBRD两个研究开发项目，推动FRP在桥梁结构中的应用。

       本文将回顾FRP在桥梁结构中应用的发展历史，分析高性能FRP桥梁结构的应用优势。介绍了作者近年来开展的一系列关于FRP桥梁结构构件的研究和开发工作，并对FRP桥梁设计中的关键问题提出建议。

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