淺談橋梁FRP夾芯板埋件系統驗證和優化設計

劉貴鋒

（天津城建集團有限公司，天津市 300000）

0 引 言

FRP作為新型復合材料，因其具有的抗拉強度高、抗腐蝕、質輕而硬、可塑性強的優點，已經在國內外一些大型地標性建筑中被作為裝飾性結構而采用，如扎哈工作室、以色列拉賓紀念中心等。除以上提及的各種優點外，作為復合材料的FRP也有一些缺點，例如結構設計通常由變形控制，無法滿足變形要求高的結構。該例橋梁外觀的復雜曲面造型及抵抗較大的水流荷載等受力要求，使FRP材料成為了首選，將充分發揮其強度高、可塑性強的優點，裝飾結構也降低了對變形的要求。本例是FRP作為裝飾結構材料在國內橋梁工程中首次大量使用，埋件系統又是裝飾結構與主體結構連接的重中之重，無成熟的設計施工工藝可以借鑒，必須通過試驗驗證，確保結構受力安全[1-5]。

1 概述

1.1 橋梁概述

北關大道跨北運河橋主橋為造型優美，寓意“千荷瀉露”的城市景觀橋，主體結構是鋼結構連拱橋。整個外觀曲面造型由FRP夾心板實現，包括腹部封護、步道護板、流水平臺三部分組成，裝飾塊總面積約為9 000 m2，共分為870塊。FRP夾芯板由外保護層，外面層，泡沫夾芯層和FRP內面層組成。裝飾塊體通過埋件系統、連接件與焊接在鋼主梁或鋼拱上的鋼桁架固定。橋梁實景照片如圖1所示。

圖1 橋梁實景照片

1.2 夾芯板埋件系統概述

每塊夾芯板內根據受力計算設計3～5個預埋連接件，預埋系統節點設計是整個方案里最重要的環節，預埋系統沒有可以借鑒的施工經驗及方法，通過多次的討論最終確定的是復合材料-鋼組合結構井字形預埋系統，由FRP墊板、鋼耳板、預埋鋼板、FRP井字肋板組成。……