CN105881730A - 一种frp格栅混凝土组合板及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种FRP格栅混凝土组合板及其制造方法。本发明包括FRP格栅，以及浇筑于格栅孔洞内的混凝土、或者浇筑于格栅孔洞内和格栅面层上的混凝土；所述FRP格栅包括纵横两方向的中间承载杆，或者包括纵横两方向的中间承载杆和周围的边缘承载杆，由中间承载杆、或者由中间承载杆和边缘承载杆形成所述格栅孔洞；所述中间承载杆和边缘承载杆的断面形状为楔形，即上部较窄，下部较宽。本发明组合板的制造方法除采用常规的浇筑方法外，因其灵活多样的组合结构还可采用一些较特殊的工艺方法。本发明自重较小、设计灵活、承载能力强、耐腐蚀性能好，其具有结构简单、使用方便、应用广泛的特点。
Description
技术领域
本发明属于土木工程技术领域的建筑或桥梁构件，具体涉及一种FRP格栅混凝土组合板及其制造方法。
背景技术
在土木工程中，FRP是一种新型功能型材料，由纤维材料和树脂经特殊工艺制成，顺着纤维方向具有较强的抗拉强度，FRP与混凝土组合结构具有优异的力学性能，是时下研究的热点，FRP格栅与混凝土组合板是一种新型组合板。FRP格栅与混凝土组合板是指在FRP格栅的孔洞内、面层上浇筑混凝土，形成FRP混凝土组合结构，FRP格栅包括模塑格栅和拉挤格栅，模塑格栅在纵、横承载杆两个方向均具有较强的抗拉能力，拉挤格栅的抗拉能力主要体现在顺格栅高度单个方向。与传统材料相比，FRP材料具有轻质高强、耐疲劳性强、抗疲劳性能好等显著优点，经合理设计的FRP格栅与混凝土组合板充分利用了FRP模塑格栅弯曲抗拉强度高、混凝土抗压性能好的特点，具有承载能力强、自重较轻、耐腐蚀、且制作及使用方便等优点。
发明内容
本发明的第一个目的在于提供一种自重较小、设计灵活、承载能力强、耐腐蚀性能好的FRP格栅混凝土组合板，其具有结构简单、使用方便、应用广泛的特点。
本发明的第一个目的是通过如下的技术方案来实现的：该FRP格栅混凝土组合板，它包括FRP格栅，以及浇筑于格栅孔洞内的混凝土、或者浇筑于格栅孔洞内和格栅面层上的混凝土；所述FRP格栅包括纵横两方向的中间承载杆，或者包括纵横两方向的中间承载杆和周围的边缘承载杆，由中间承载杆、或者由中间承载杆和边缘承载杆形成所述格栅孔洞；所述中间承载杆和边缘承载杆的断面形状为楔形，即上部较窄，下部较宽。
进一步，所述浇筑于格栅孔洞内的混凝土厚度小于或等于中间承载杆的高度。
进一步，所述格栅孔洞至少有一个不浇筑混凝土，呈空心状，当格栅面层上浇筑有混凝土时，在相应的空心格栅孔洞上方预留孔洞，使其与格栅孔洞上下贯通。
具体的，所述FRP格栅采用FRP模塑格栅或者FRP拉挤格栅。
本发明的第二个目的在于提供上述FRP格栅混凝土组合板的制造方法。当浇筑于格栅孔洞内的混凝土厚度小于中间承载杆的高度、且格栅面层上需浇筑混凝土时，其制造方法之一是：将FRP格栅倒置，在格栅孔洞内浇注预定厚度的混凝土；待格栅孔洞内的混凝土达到预计硬度后再次翻转FRP格栅，在FRP格栅四周支模板，在格栅面层上浇筑预定厚度的混凝土，待混凝土达到一定强度后拆除模板即可。
当浇筑于格栅孔洞内的混凝土厚度小于中间承载杆的高度、且格栅面层上需浇筑混凝土时，其制造方法之二是：当浇筑于格栅孔洞内的混凝土厚度小于中间承载杆的高度、且格栅面层上需浇筑混凝土时，将FRP格栅倒置，在倒置后的FRP格栅下面加垫块抬高，其抬高高度等于格栅面层上需浇混凝土的厚度；并在格栅四周支模板，同时浇注格栅孔洞内混凝土和格栅面层上混凝土，格栅孔洞内混凝土浇筑到预定高度，待混凝土达到一定强度后拆除模板即可。
当浇筑于格栅孔洞内的混凝土厚度小于中间承载杆的高度、且格栅面层上需浇筑混凝土时，其制造方法之三是：首先支撑好格栅面层上混凝土的模板，模板的高度超过格栅面层上需浇混凝土的高度，浇注好预定厚度的格栅面层上混凝土，将FRP格栅倒置放在格栅面层混凝土上面，再往格栅孔洞内浇注混凝土到预定高度，待混凝土达到一定强度后拆除模板即可。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
(1)结构简单，可设计性强，尺寸灵活多变，且尺寸稳定。
(2)各个构件可预制完成，现场组合使用，可大大缩短工期。
(3)自重较轻，无需配置钢筋，大大减少了钢筋的使用量。
(4)耐腐蚀性能好，耐久性好。
(5)可设计成正交双向同性板，更加有效地提高其承载能力。
附图说明
图1是本发明实施例1的立体结构示意图。
图2是本发明包括边缘承载杆的FRP格栅的立体结构示意图。
图3是本发明实施例2的立体结构示意图。
图4是本发明实施例3的立体结构示意图。
图5是本发明实施例4的立体结构示意图。
图6是本发明实施例5的立体结构示意图。
图7是本发明实施例6的立体结构示意图。
图8、图9、图10是本发明实施例7、8、9的俯视图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的描述。
实施例1：
参见图1，本实施例包括FRP格栅1和混凝土2，混凝土2包括浇筑于格栅孔洞4内的混凝土8和格栅面层7上的混凝土9。从图1中可见，FRP格栅1包括纵横两方向的中间承载杆3和两边的边缘承载杆11，由中间承载杆3和边缘承载杆11形成格栅孔洞4。中间承载杆3和边缘承载杆11的断面形状为楔形，即上部5较窄，下部6较宽。从图1中还可见，FRP格栅1中有一个格栅孔洞4不浇筑混凝土8，呈空心状，当格栅面层7上浇筑混凝土9时，在相应的空心格栅孔洞4上方预留孔洞10，使预留孔洞10与格栅孔洞4上下贯通，便于渗水。
参见图2，是本发明的FRP格栅四周都有边缘承载杆时的结构示意图。
实施例2：
参见图3，实施例2与实施例1的不同之处主要在于，实施例2的FRP格栅1没有边缘承载杆11；其共同之处在于，浇筑于格栅孔洞4内的混凝土8的厚度小于中间承载杆3的高度。
上述实施例1和实施例2中，浇筑于格栅孔洞4内的混凝土8的厚度小于中间承载杆3的高度，并且格栅面层7上需浇筑混凝土9，其制造方法主要有三种，分别如下：
其一，将FRP格栅1倒置，在格栅孔洞4内浇注预定厚度的混凝土8；待格栅孔洞4内的混凝土8达到预计硬度后再次翻转FRP格栅1，在FRP格栅1四周支模板，在格栅面层7上浇筑预定厚度的混凝土9，待混凝土2达到一定强度后拆除模板即可。
其二，将FRP格栅1倒置，在倒置后的FRP格栅1下面加垫块抬高，其抬高高度等于格栅面层7上需浇混凝土9的厚度；并在格栅四周支模板，同时浇注格栅孔洞4内混凝土8和格栅面层7上混凝土9，格栅孔洞4内混凝土浇筑到预定高度，待混凝土达到一定强度后拆除模板即可。
其三，首先支撑好格栅面层7上混凝土的模板，模板的高度超过格栅面层7上需浇混凝土9的高度，浇注好预定厚度的格栅面层上混凝土9，将FRP格栅1倒置放在格栅面层7上的混凝土9上面，再往格栅孔洞4内浇注混凝土8到预定高度，待混凝土达到一定强度后拆除模板即可。
实施例3：
参见图4，实施例3与实施例2的主要区别在于，实施例3中，浇筑于格栅孔洞4内的混凝土8的厚度等于中间承载杆3的高度。其制造方法是：在FRP格栅1周围支撑模板，模板的高度等于FRP格栅1的高度加上格栅面层7上混凝土9的厚度。然后浇筑混凝土2，混凝土2注满格栅孔洞4，待格栅面层7上的混凝土9浇筑完毕，抹平混凝土2的表面，待混凝土2达到一定强度后拆除模板即可。
实施例4：
参见图5，实施例4与实施例2的主要区别在于，实施例4中，FRP格栅1的格栅面层7上无需浇筑混凝土。其制造方法是：将FRP格栅1倒置，在FRP格栅1周围支撑模板，在格栅孔洞4内浇筑混凝土，使格栅孔洞4内的混凝土8满足预定厚度，待混凝土达到一定强度后拆除模板即可。
实施例5：
参见图6，实施例5与实施例4的主要区别在于，浇筑于格栅孔洞4内的混凝土8的厚度等于中间承载杆3的高度。其制造方法是：在FRP格栅1周围支撑模板，直接往FRP格栅1的格栅孔洞4内浇筑混凝土，使格栅孔洞4内全部注满混凝土8，待混凝土达到一定强度后拆除模板即可。
实施例6：
参见图7，实施例6与实施例3的主要区别在于，FRP格栅1中有一个格栅孔洞4不浇筑混凝土8，呈空心状，当格栅面层7上浇筑混凝土9时，在相应的空心格栅孔洞4上方预留孔洞10，使预留孔洞10与格栅孔洞4上下贯通，便于渗水。其制造方法与实施例3的不同之处主要是：预制好与格栅孔洞4相匹配的棱台形塞子，把塞子塞在需要预留孔洞10的格栅孔洞4内，且能超出FRP格栅1一定的高度，超出格栅的高度不小于格栅面层7上混凝土9的厚度，支撑好格栅面层7上混凝土9的模板，然后往格栅孔洞4和格栅面层7上浇筑混凝土，待混凝土达到一定强度后，去除塞子，拆掉模板即可。
实施例7、实施例8、实施例9：
参见图8、图9、图10，实施例7、8、9与上述实施例的主要区别在于，FRP格栅1中有若干个格栅孔洞4不浇筑混凝土8，呈空心状，其制造方法参照实施例6和其它实施例的制造方法。
以上实施例中，FRP格栅1可采用FRP模塑格栅和FRP拉挤格栅，其中FRP模塑格栅正交双向受力性能相同，由于板结构受力机制为下部承受拉力，上部承受压力，板的最下端承受最大拉力，所以FRP格栅1的承载杆下部6最厚，沿高度向上承载杆的厚度逐渐变薄；此外，FRP模塑格栅工艺的特殊性是，整个格栅结构纤维不间断，两个正交方向的承载杆为一个整体。这使FRP格栅1的受力性能得到很大提高。作为板结构，板的上部承受压力，而FRP的受力性能优势主要体现在受拉能力方面，因此在FRP格栅面层7上及格栅孔洞4内浇注混凝土，一方面可以提高板的受压能力，提高承载能力；另一方面可以提高格栅的刚度，避免格栅出现局压破坏。为了加强混凝土与FRP格栅的界面粘结力，可在FRP格栅与混凝土的接触面上做喷砂处理。由于混凝土的受压性能好，格栅面层7上的混凝土9与格栅孔洞4内的混凝土8承担大部分压力，并且可以防止FRP格栅1的局部变形甚至破坏，有效地提高了FRP格栅与混凝土组合板的承载能力。因此，本发明的FRP格栅与混凝土组合板可以应用于路面板、桥面板及井盖板等。
本发明的组合板可以在工厂预制完成，因此，可以很好的保证施工质量，大大缩短施工工期；此外，无需配置钢筋，简化了制作工序，且强度能得到较大提高。
以上所述，仅是作为本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (7)
1.一种FRP格栅混凝土组合板，其特征在于：它包括FRP格栅，以及浇筑于格栅孔洞内的混凝土、或者浇筑于格栅孔洞内和格栅面层上的混凝土；所述FRP格栅包括纵横两方向的中间承载杆，或者包括纵横两方向的中间承载杆和周围的边缘承载杆，由中间承载杆、或者由中间承载杆和边缘承载杆形成所述格栅孔洞；所述中间承载杆和边缘承载杆的断面形状为楔形，即上部较窄，下部较宽。
2.根据权利要求1所述FRP格栅混凝土组合板，其特征在于：所述浇筑于格栅孔洞内的混凝土厚度小于或等于中间承载杆的高度。
3.根据权利要求1或2所述FRP格栅混凝土组合板，其特征在于：所述格栅孔洞至少有一个不浇筑混凝土，呈空心状，当格栅面层上浇筑有混凝土时，在相应的空心格栅孔洞上方预留孔洞，使其与格栅孔洞上下贯通。
4.根据权利要求3所述FRP格栅混凝土组合板，其特征在于：所述FRP格栅采用FRP模塑格栅或者FRP拉挤格栅。
5.一种如权利要求1所述FRP格栅混凝土组合板的制造方法，其特征在于：当浇筑于格栅孔洞内的混凝土厚度小于中间承载杆的高度、且格栅面层上需浇筑混凝土时，将FRP格栅倒置，在格栅孔洞内浇注预定厚度的混凝土；待格栅孔洞内的混凝土达到预计硬度后再次翻转FRP格栅，在FRP格栅四周支模板，在格栅面层上浇筑预定厚度的混凝土，待混凝土达到一定强度后拆除模板即可。
6.一种如权利要求1所述FRP格栅混凝土组合板的制造方法，其特征在于：当浇筑于格栅孔洞内的混凝土厚度小于中间承载杆的高度、且格栅面层上需浇筑混凝土时，将FRP格栅倒置，在倒置后的FRP格栅下面加垫块抬高，其抬高高度等于格栅面层上需浇混凝土的厚度；并在格栅四周支模板，同时浇注格栅孔洞内混凝土和格栅面层上混凝土，格栅孔洞内混凝土浇筑到预定高度，待混凝土达到一定强度后拆除模板即可。
7.一种如权利要求1所述FRP格栅混凝土组合板的制造方法，其特征在于：当浇筑于格栅孔洞内的混凝土厚度小于中间承载杆的高度、且格栅面层上需浇筑混凝土时，首先支撑好格栅面层上混凝土的模板，模板的高度超过格栅面层上需浇混凝土的高度，浇注好预定厚度的格栅面层上混凝土，将FRP格栅倒置放在格栅面层混凝土上面，再往格栅孔洞内浇注混凝土到预定高度，待混凝土达到一定强度后拆除模板即可。
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| 欧阳懿桢等: "带蒙皮FRP格栅增强混凝土板受弯理论分析", 《混凝土》 * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107268879A (zh) * | 2017-06-29 | 2017-10-20 | 江苏建筑职业技术学院 | 一种用于建筑工业化的超薄预制保温外墙板的制备工艺 |
| CN107268879B (zh) * | 2017-06-29 | 2020-07-14 | 江苏建筑职业技术学院 | 一种用于建筑工业化的超薄预制保温外墙板的制备工艺 |
| CN108951992A (zh) * | 2018-08-15 | 2018-12-07 | 上海交通大学规划建筑设计有限公司 | Frp壳体-混凝土墙板结构及其制造方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN105881730B (zh) | 2019-05-07 |
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