一种竹集成FRP型材装配式组合梁桥节点

一种竹集成frp型材装配式组合梁桥节点
技术领域
1.本实用新型涉及一种竹集成frp型材装配式组合梁桥节点，应用于组合桁架梁桥节点，属于土木工程领域。


背景技术：

2.较传统建筑材料而言，frp具有优异的材料特性：(1)比强度高，比模量大；(2)抗腐蚀及耐久性能良好；(3)材料具有可设计性；(4)耐疲劳性能良好。鉴于以上特性较好地满足了现代桥梁工程对于轻质、高强、耐久的需求，frp逐步应用于桥梁和各类民用建筑等结构中，对于新的frp结构形式，研究者们进行的大量探索性研究表明：拉挤成型工艺是最为经济也最适合于桥梁工程规模化生产的成型模式，然而由于不能像钢材一样焊接，frp 拉挤型材的连接问题一直是工程应用的关注热点。
3.目前，型材节点连接呈现出如下发展趋势：(1)frp型材节点的连接难以突破螺栓连接形式，且由单纯的螺栓连接向胶-栓混接的连接形式进行发展； (2)整体性frp型材节点生产工艺复杂且承载能力较低，主流连接方式由纯frp型材连接向着结合金属节点连接件的方式过渡。此外上述两类节点连接方式均涉及复合材料开口型材的螺栓连接，其抗扭性能、截面刚度相对闭口型材较弱，在荷载作用下易发生翼缘折断、撕裂等不利破坏模式。
4.基于上述两类节点连接方式，本实用新型提出一种竹集成frp型材装配式组合梁桥节点，该新型节点通过u型套接件对节点核心区域进行包裹，利用高强螺栓连接不同方向的型材杆件，避免了节点中的不利失效模式。为了改善 frp型材较差的抗剪性能和局部受力性能，以frp为外壳，内部填充竹集成材作为芯材，用环氧树脂胶粘接填缝，通过高强螺栓再次拉紧，这样制成的竹集成frp型材大大提升了梁桥的承载能力和整体刚度。


技术实现要素：

5.解决的技术问题：本实用新型的目的是提供一种竹集成frp型材装配式组合梁桥节点，将具有优异的材料特性的frp运用于桥梁领域，同时为了改善 frp型材较差的抗剪性能和局部受力性能，以frp为外壳，内部填充竹集成材作为芯材，制成的竹集成frp型材与应用单纯的frp型材在梁桥上，可大大提升梁桥的承载能力和整体刚度；对于本组合梁桥节点连接方式，通过u型套接件对节点的核心区域进行包裹，利用高强螺栓连接不同方向的型材杆件，改善了结构杆件原来相对较弱的抗扭性能和截面刚度，避免了节点中翼缘折断、撕裂等不利失效模式。
6.采用的技术方案：一种竹集成frp型材装配式组合梁桥节点，包括：竖直腹板、斜腹杆、u型套接件、高强螺栓、下弦杆。
7.所述的一种竹集成frp型材装配式组合梁桥节点，节点试件由竖直腹板、斜腹杆、u型套接件、高强螺栓、下弦杆共同构成；节点杆件竖直腹板、斜腹杆、下弦杆均为竹集成frp型材，以frp型材为外壳，型材采用矩形截面管材，内部填充竹集成材作为芯材，竹集成frp型材上预留穿孔孔道，孔道成两列排布方式。
8.所述的一种竹集成frp型材装配式组合梁桥节点，所有节点试件由单根下弦杆、单根竖直腹杆、两根斜腹杆、高强螺栓和u型套接件装配而成的，斜腹杆与竖直腹杆成45
°
，杆件的壁厚不小于8mm。
9.所述的一种竹集成frp型材装配式组合梁桥节点，通过u型套接件包裹节点的核心区域，在u型套接件上预留与竹集成frp型材对应的穿孔孔道， u型套接件的厚度小于4mm，再插入高强螺栓连接不同方向的型材杆件，避免型材节点中的不利失效模式。
10.本实用新型的有益效果：
11.实用新型所述的一种竹集成frp型材装配式组合梁桥节点，节点核心区域部位采用u型套接件进行包裹，有效地提升了节点的承载能力，使得节点具有更好的整体性能和抗扭性能，实现桁架结构的同时又保持了弦杆的整体性，提升了结构整体刚度；以frp为外壳，内部填充竹集成材为芯材制作而成的竹集成frp型材，除具有轻质高强、耐腐蚀等优点外，还显著改善了构件的受力性能，特别是抗剪和局部承压性能，从而使其节点连接方式更加多样，更方便可靠，同时与在梁桥上应用单纯的frp型材相比，竹集成frp型材大大提升了梁桥的承载能力和整体刚度；高强螺栓不仅能拉紧frp型材和竹集成材，形成更加稳定的竹集成frp型材，还保证了装配结构的稳定性和整体性。
附图说明
12.图1是本实用新型的立体图；
13.图2是本实用新型的型材杆件装配示意图；
14.图3是本实用新型的u型套接件示意图；
15.其中：1、竖直腹板，2、斜腹板，3、u型套接件，4、高强螺栓，5、下弦杆。
具体实施方式
16.为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更深刻的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式。
17.参阅附图1～附图3，一种竹集成frp型材装配式组合梁桥节点，节点试件包括：竖直腹板、斜腹杆、u型套接件、高强螺栓、下弦杆。所述的节点杆件竖直腹板、斜腹杆、下弦杆均为竹集成frp型材，以frp型材为外壳，型材采用矩形截面管材，内部填充竹集成材作为芯材，用环氧树脂胶粘接填缝，通过高强螺栓再次拉紧，在竹集成frp型材上预留穿孔孔道，孔道成两列排布方式。
18.所述的节点试件由单根下弦杆、单根竖直腹杆、两根斜腹杆、高强螺栓和u型套接件装配而成的，安装过程按照先下弦杆、后竖直腹杆及斜腹杆的顺序进行，斜腹杆与竖直腹杆安装角度为45
°
，杆件的壁厚不小于8mm。
19.所述的u型套接件从下弦杆处由下往上包裹节点的核心区域，而u型套接件上提前预留与竹集成frp型材对应的穿孔孔道，装配完成后要保证套接件上的孔道与型材上的孔道在一条直线上，同时u型套接件的厚度小于4mm。
20.所述的高强螺栓依次穿过u型套接件、各节点杆件、u型套接件提前预留的孔道，拧紧螺栓，拉紧frp型材和竹集成材，形成更加稳固的竹集成frp型材，并固定连接所有节点试件。
21.本实用新型并不限于以上具体实施例。对于桥梁领域的技术人员而言，任何对该实用新型进行的同等修改和替代也都在本实用新型的范畴之中。因此，在不脱离本实用新型的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应包含在本实用新型的范围内。


技术特征：
1.一种竹集成frp型材装配式组合梁桥节点，其特征在于，节点试件由竖直腹板(1)、斜腹杆(2)、u型套接件(3)、高强螺栓(4)、下弦杆(5)共同构成；节点杆件下弦杆(5)、斜腹杆(2)、竖直腹杆(1)均为竹集成frp型材，以frp型材为外壳，型材采用矩形截面管材，内部填充竹集成材作为芯材，竹集成frp型材上预留穿孔孔道，孔道成两列排布方式。2.根据权利要求1所述的一种竹集成frp型材装配式组合梁桥节点，其特征在于，所述节点试件由单根下弦杆(5)、两根斜腹杆(2)、单根竖直腹杆(1)、高强螺栓(4)和u型套接件(3)装配而成，斜腹杆(2)与竖直腹杆(1)成45
°
，杆件的壁厚不小于8mm。3.根据权利要求1所述的一种竹集成frp型材装配式组合梁桥节点，其特征在于，所述u型套接件(3)包裹节点的核心区域，在u型套接件(3)上预留与竹集成frp型材对应的穿孔孔道，u型套接件(3)的厚度小于4mm。4.根据权利要求1所述的一种竹集成frp型材装配式组合梁桥节点，其特征在于，所述高强螺栓(4)依次穿过u型套接件(3)以及节点杆件下弦杆(5)、斜腹杆(2)、竖直腹杆(1)预留的孔道，固定连接所有节点试件。

技术总结
本实用新型提供了一种竹集成FRP型材装配式组合梁桥节点，包括：竖直腹板、斜腹杆、U型套接件、高强螺栓、下弦杆。所述节点试件由单根下弦杆、单根竖直腹杆、两根斜腹杆、高强螺栓和U型套接件装配而成，节点杆件下弦杆、斜腹杆、竖直腹杆均为竹集成FRP型材，以FRP型材为外壳，型材采用矩形截面，内部填充竹集成材作为芯材；U型套接件对节点核心区域进行包裹，利用高强螺栓将不同杆件串联组合。在本实用新型中，竹集成FRP型材具有轻质高强、局部承压能力强的特点，其芯材可以对FRP外壳进行有效支撑，在不显著增加型材质量的同时，可显著提高型材的抗弯刚度和承载力；U型套接件包裹核心节点区域，有效地提升了节点的承载能力和结构的整体刚度。刚度。刚度。


技术研发人员：李猛 邹星星 王立彬 陈一玮 张锋
受保护的技术使用者：南京林业大学
技术研发日：2021.11.30
技术公布日：2022/6/24