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      定型模板的复合材料在桥梁工程中的研究、应用前景

      定型模板的复合材料在桥梁工程中的研究、应用前景

           纤维增强复合材料从上世纪四十年代问世以来,在航空、航天、船舶、汽车、化工、医学和机械等领域已得到广泛的应用。在七八十年代,FRP以其高强、轻质、耐腐蚀等优点,开始在土木与建筑工程结构中得到应用,并受到工程界的广泛关注,主要应用是碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维以及其他一些高性能纤维增强的树脂基复合材料。

          我国于1958年就开始探索在混凝土构件中用玻璃纤维束代替钢筋,定型模板在1982年在北京密云建成一座跨径20.7m的玻璃钢蜂窝箱梁公路桥,设计荷载等级为汽-15、挂-80,进行了现场荷载试验,该桥为世界上第一座复合材料公路桥。这一时期,我国土木工程中复合材料的研究和应用居于世界前列。虽然此后玻璃钢在工程结构中的应用越来越多,但大多数都是附属性、临时性的构件,生产工艺以手糊为主,材料为普通的玻璃纤维,因此没有形成规模化、产业化。同时,多数的结构工程师不了解FRP材料,也大大限制了它的应用和推广。

          近十多年来,定型模板尤其在美国北岭地震和日本阪神大地震后,FRP材料(主要是片材)加固补强混凝土结构技术在工程中得到了很好的应用。随着这项技术在世界各地的推广和发展,FRP材料的轻质高强、耐腐蚀、施工性能好等优越性能被工程界逐渐认可,开始以各种形式应用于各类土木与建筑结构工程中。目前,FRP材料在工程结构中的应用和研究十分活跃,已逐渐形成一个新的学科研究热点。与此同时,复合材料工业中材料和工艺的发展也突飞猛进,高性能纤维材料的品质不断提高,价格相对降低,拉挤、缠绕、RTM等工业化工艺不断成熟,这些都为复合材料在土木工程中的应用铺平了道路。

          随着我国国民经济水平的发展,定型模板在我国的基础设施的建设仍将大规模开展:2020年前国家将投资5万亿建设铁路,2009年投资1万亿建设公路,2009年全国预计建设人行天桥3000多座。这些为复合材料在桥梁工程中的应用提供了广阔的市场。虽然,很多发达国家在桥梁中已经开始应用各类FRP,但我国国内的应用发展缓慢,同时缺少针对桥梁工程开发的复合材料产品。广阔的市场前景与产品开发和市场推广的缺乏形成了巨大缺口。

          定型模板高性能复合材料桥梁和桥梁构件

          由于桥梁的安全性、适用性、耐久性、施工要求和维护要求方面的结构需求,桥梁结构与其它建筑结构相比具有如下特点:不可重