交通土建工程中FRP的運(yùn)用

趙宏

摘要：近年來隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，交通行業(yè)也得到了迅速的發(fā)展，并使得交通土建工程的數(shù)量得到了一定程度的提升，并逐漸成為了我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的一個(gè)重要支撐。在交通土建工程的長(zhǎng)期發(fā)展過程中，借助于FRP復(fù)合材料的合理應(yīng)用，其能夠促進(jìn)我國(guó)國(guó)內(nèi)交通土建工程項(xiàng)目的安全發(fā)展以及穩(wěn)定發(fā)展。本文就在交通土建工程之中FRP復(fù)合材料的具體應(yīng)用狀況進(jìn)行了分析研究。

關(guān)鍵詞：交通土建工程；FRP復(fù)合材料；應(yīng)用

FRP復(fù)合材料主要指的是纖維增強(qiáng)材料，其多是由機(jī)體材料以及纖維材料根據(jù)一定的比例混合而成的，在經(jīng)過了特殊模具的拉拔與擠壓之后而形成的一種比較好的復(fù)合型材料。通常FRP復(fù)合材料具備有密度小、抗疲勞性能強(qiáng)以及耐腐蝕效果良好等諸多優(yōu)勢(shì)，因此在交通土建工程之中也得到了廣泛的應(yīng)用，并成為了現(xiàn)階段交通土建工程行業(yè)進(jìn)行研究以及應(yīng)用的一個(gè)重要因素。

一、 FRP復(fù)合材料在新建橋梁中的應(yīng)用

FRP材料因?yàn)樽陨淼母邚?qiáng)度、請(qǐng)材質(zhì)以及耐腐蝕等優(yōu)勢(shì)，使得其在土建工程中也發(fā)揮著越來越重要的作用。因此在國(guó)內(nèi)的許多橋梁工程建設(shè)過程之中，也都需要應(yīng)用到FRP材料來進(jìn)行施工作業(yè)。FRP橋梁作為一種已經(jīng)存在的橋梁結(jié)構(gòu)，其多采用FRP材料來構(gòu)建。因此該新型材料具備有密度較小的特點(diǎn)，因此也能夠?qū)蛄荷喜拷Y(jié)構(gòu)的承載力進(jìn)行一定程度的減少，因此說運(yùn)用該材料來進(jìn)行施工時(shí)，其能夠使得橋梁自身的跨徑得到一定程度的增加。此外橋梁下部結(jié)構(gòu)主要是應(yīng)用了鋼筋混凝土，并且能夠?qū)υ摌蛄荷喜拷Y(jié)構(gòu)的重量進(jìn)行很好的承受。在一些地基條件相對(duì)比較差的施工現(xiàn)場(chǎng)中就可以合理進(jìn)行FRP橋梁的建設(shè)。但是在早期的橋梁建設(shè)過程之中，有很多設(shè)計(jì)人員、施工人員因?yàn)閷?duì)FRP橋梁缺乏一定的認(rèn)知程度，并使得其在橋梁建設(shè)中的應(yīng)用不夠，因此說在初期FRP橋梁的建設(shè)過程中多只是運(yùn)用FRP材料來取代傳統(tǒng)的橋梁面板，并沒有很好的將FRP材料應(yīng)用到橋梁的上部結(jié)構(gòu)中。

此外FRP材料在組合橋梁結(jié)構(gòu)中也有著比較廣泛的應(yīng)用，其能夠有效取代傳統(tǒng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的部分構(gòu)件，并形成一種全新的橋梁結(jié)構(gòu)。現(xiàn)有的FRP組成橋梁結(jié)構(gòu)主要包含有以下幾種：FRP材料混凝土、主梁混凝土板、管-混凝土-鋼管結(jié)合結(jié)構(gòu)。FRP材料其混凝土組合結(jié)構(gòu)通常需要利用FRP材料來替代混凝土中的鋼筋以及預(yù)應(yīng)力筋，并借此形成一種全新的混凝土結(jié)構(gòu)。此外因?yàn)镕RP材料所具備的高強(qiáng)、耐腐蝕性以及抗拉力強(qiáng)等諸多特點(diǎn)，也就使得這種新型的混凝土結(jié)構(gòu)所構(gòu)建的橋梁的使用期限以及結(jié)構(gòu)持久性都能夠得到一定程度的提升。

隨著我國(guó)交通行業(yè)的不斷發(fā)展，使得超過了千米級(jí)的較大跨徑橋梁的數(shù)量也變得越來越多，這也就使得斜拉橋以及懸索橋成為了最為合適的選擇。這兩種橋梁的橋型因?yàn)殇摬膹?qiáng)度比較強(qiáng)，因此一直都是大跨徑橋梁的首要選擇。但是因?yàn)殇摬牡淖灾乇容^大，其在長(zhǎng)索的應(yīng)用過程中自身的彈性模量會(huì)不斷的降低，并使得鋼拉索的應(yīng)用效率也得到了較大程度的降低，并且在一定程度上限制了我國(guó)橋梁建設(shè)過程中的跨越能力。此外運(yùn)用鋼材來作為吊索時(shí)，其腐蝕性以及耐久性也難以達(dá)到該橋梁的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，并容易在實(shí)際使用的過程中出現(xiàn)腐蝕以及較為嚴(yán)重的損壞，從而直接影響到該大橋的建設(shè)質(zhì)量。因此說在橋梁拉索的制作過程中運(yùn)用FRP材料來進(jìn)行，其能夠使得該材料自身的抗拉強(qiáng)度以及耐腐蝕等特點(diǎn)得到充分的發(fā)揮，并進(jìn)一步提升我國(guó)橋梁的跨越程度以及使用壽命。

二、 在舊橋改造以及加固過程中FRP材料的應(yīng)用現(xiàn)狀

在過往的橋梁建設(shè)過程之中，因?yàn)闃蛄鹤陨碓O(shè)計(jì)水平過低以及施工操作錯(cuò)誤等情況，使得部分橋梁自身的損壞情況變得非常嚴(yán)重，并留下了一定的安全隱患。因此說進(jìn)行舊橋梁的改造以及加固工作也就變得非常有必要，在該過程中通過FRP復(fù)合材料的合理應(yīng)用，其也能夠使得加固施工變得更加方面，并能夠進(jìn)一步提升其舊橋改造與加固工程的施工效率。

FRP這一新型的復(fù)合材料其片材比較薄，抗拉強(qiáng)度也相對(duì)較高，因此也被廣泛的應(yīng)用到了舊橋的改造以及加固過程中。在運(yùn)用FRP加固法來對(duì)舊橋進(jìn)行加固施工時(shí)，其能夠有效提升橋梁自身的承載能力，并能夠在橋梁高度受到限制的情況下取得一個(gè)良好的加固效果。此外FRP加固法還具備有施工簡(jiǎn)便以及施工效率比較高等諸多優(yōu)點(diǎn)，因此所通過應(yīng)用在鋼筋混凝土受力壓柱的方式來使得橋梁自身的耐久性得到一定程度的提升。其主要應(yīng)用原理在于將環(huán)氧樹脂直接在梁體的表面進(jìn)行粘貼，并使得原結(jié)構(gòu)受力進(jìn)行分解，從而讓舊橋自身的承載能力獲得一定程度的提升。

除了應(yīng)用于就橋梁的加固過程之外，F(xiàn)RP材料所構(gòu)建的橋面板也具備有良好的承重效果。橋梁的橋面板作為承載車輛輪壓的一個(gè)主要承重結(jié)構(gòu)，其在使用過程中也經(jīng)常會(huì)受到一定程度的破壞，并需要對(duì)其進(jìn)行不斷的維修與改造。而隨著FRP材料的應(yīng)用，其所建造的橋面板也能夠取代鋼筋混凝土的橋板面，并且具備有自重輕、耐腐蝕以及施工維護(hù)過程更為簡(jiǎn)便等諸多優(yōu)勢(shì)。因此說對(duì)于一些損壞比較嚴(yán)重的橋板面，也就能夠借助于FRP復(fù)合材料來進(jìn)行更換，并借此取得一個(gè)良好的使用效果。

三、 在道路工程中FRP材料的應(yīng)用現(xiàn)狀

我國(guó)近年來的交通行業(yè)得到了迅速的發(fā)展，其投入通車的高速公路總里程也得到了迅速的增長(zhǎng)，而因?yàn)楦鞣N形式車輛不斷的增加，以及很多地面受到了雨水、大風(fēng)以及溫度等因素的影響，就使得普通的混凝土路面所用材料容易出現(xiàn)一定程度的病害，并且會(huì)對(duì)人們的日常行車安全造成一定的威脅。而通過FRP復(fù)合材料在道路工程中的合理應(yīng)用，來將水泥漿、混凝土以及砂漿來作為基礎(chǔ)的材料，來運(yùn)用FRP材料來形成一種新型的水泥復(fù)合材料。在道路工程中應(yīng)用該材料能夠?qū)炷恋牧芽p發(fā)展情況進(jìn)行有效的控制，并且能夠使得路面結(jié)構(gòu)的抗裂性得到一定程度的提升。此外在混凝土路面上進(jìn)行FRP材料的應(yīng)用，其能夠使得混凝土的特性得到有效的改善，并對(duì)路面出現(xiàn)的病害進(jìn)行縮減，從而延長(zhǎng)該道路的使用壽命。現(xiàn)階段應(yīng)用到FRP混凝土種類主要包含了鋼纖維、玻璃纖維以及碳纖維等。

鋼纖維在混凝土中已經(jīng)有了很長(zhǎng)的使用時(shí)間，其也是現(xiàn)階段道路使用中應(yīng)用比較廣的一種纖維，并具備有很強(qiáng)的抗拉強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度以及抗壓強(qiáng)度。而玻璃纖維在土建工程中的應(yīng)用時(shí)間比較早，其輕度很高，自身的彈性模量與混凝土比較接近，因此其也是以后進(jìn)行FRP混凝土材料發(fā)展的一種主要原料。但是玻璃纖維自身的耐腐蝕性比較差，這也就導(dǎo)致了其在道路工程的建設(shè)過程中難以得到大范圍的應(yīng)用。除此之外碳纖維也是遺憾中常見的新型復(fù)合纖維材料，其具備有很高的抗拉強(qiáng)度以及彈性模量，并且具備有非常穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)以及耐腐蝕性能。隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，使得道路生產(chǎn)的成本也得到了一定程度的降低，因此說相關(guān)的道路施工單位在日常的工程施工環(huán)節(jié)中，也就可以逐漸將FRP材料應(yīng)用到交通土建工程的建設(shè)過程中，并促使我國(guó)的交通行業(yè)得到更近一步的發(fā)展。

結(jié)束語(yǔ)：

FRP材料因?yàn)樽陨愍?dú)特的性質(zhì)，使得其受到了多種土建工程施工單位的重視，并成為了各個(gè)施工領(lǐng)域中研究的關(guān)鍵點(diǎn)。此外隨著FRP材料的不斷發(fā)展，其在我國(guó)的交通土木工程中也得到了非常廣泛的應(yīng)用，并取得了一定的應(yīng)用成果。但是在運(yùn)用FRP材料進(jìn)行施工的過程中，其還存在有離散性比較大以及彈模相對(duì)較低等諸多缺點(diǎn)，這也就要求在應(yīng)用過程中的相關(guān)技術(shù)人員能夠充分重視到這一問題，并對(duì)其加以彌補(bǔ)。這樣才能夠取得一個(gè)良好的交通土建工程建設(shè)效果。

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