[发明专利]一种张弦式FRP管海水珊瑚骨料混凝土拱桥结构及建造方法

说明书

本发明公开了一种张弦式FRP管海水珊瑚骨料混凝土拱桥结构及建造方法，包括多个并排设置的弧形拱体，各弧形拱体下方设置多个撑杆结构；所述各弧形拱体包括弧形FRP管状拱体模壳，各撑杆结构包括FRP管状撑杆模壳，在弧形FRP管状拱体模壳和FRP管状撑杆模壳内灌注有海水珊瑚骨料混凝土；各弧形FRP管状拱体模壳的拱脚固定浇筑于混凝土基础中，所述混凝土基础中预设用于穿过预应力FRP绞线的孔道；各撑杆结构下部被预应力FRP绞线支撑，各预应力FRP绞线穿过混凝土基础上的孔道，并在混凝土基础边缘锚固；所述弧形拱体顶部覆土并铺设有路面。本发明的拱桥结构，在海洋工程建设时，可以就地取材使用海水、珊瑚骨料制备混凝土，降低材料运输成本，具有良好的经济效益。

技术领域

本发明涉及海洋工程结构技术领域，具体是一种张弦式FRP管海水珊瑚骨料混凝土拱桥结构及建造方法。

背景技术

海洋环境是一种典型的腐蚀性环境，在这种环境中，海水是一种强的腐蚀介质，同时波、浪、潮、流又对金属构件产生低频往复应力和冲击，加上海洋微生物、附着生物及它们的代谢产物等都对腐蚀过程产生直接或间接的加速作用，因此普通金属材料并非建设海洋工程的理想材料。此外，由于远离大陆，远海岛礁上缺少混凝土生产所需要的淡水和砂石骨料，而由内陆向岛礁运输的成本高、效率低。普通的钢筋混凝土结构施工，需要绑扎钢筋、支模、浇筑、拆模等繁琐的步骤，而钢管混凝土拱桥则需要把钢材大面积暴露在海洋的强腐蚀环境下，所以，现有的钢管混凝土桥梁和钢筋混凝土桥梁不能很好满足岛礁建设对经济、耐久和高效的需求。纤维增强复合材料(Fiber Reinforced Polymer，简称FRP)可为上述问题的解决提供一条理想的途径。

因此，对于本领域技术人员来说，研发一种可以利用FRP约束海水珊瑚骨料混凝土，满足桥梁快速装配施工的需求，同时具有高承载力和高耐久性能的新型结构，成为本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种张弦式FRP管海水珊瑚骨料混凝土拱桥结构及建造方法。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明的一种张弦式FRP管海水珊瑚骨料混凝土拱桥结构，包括多个并排设置的弧形拱体，各弧形拱体下方设置多个撑杆结构；所述各弧形拱体包括弧形FRP管状拱体模壳，各撑杆结构包括FRP管状撑杆模壳，在弧形FRP管状拱体模壳和FRP管状撑杆模壳灌注有海水珊瑚骨料混凝土；各弧形FRP管状拱体模壳的拱脚固定浇筑于混凝土基础中，所述混凝土基础中预设用于穿过预应力FRP绞线的孔道；各撑杆结构下部被预应力FRP绞线支撑，各预应力FRP绞线穿过混凝土基础上的孔道，并在混凝土基础边缘锚固；所述弧形拱体顶部覆土并铺设有路面。

其中，所述各FRP管状撑杆模壳上端插接在FRP管状拱体模壳的内弧侧。

其中，所述FRP管状撑杆模壳和FRP管状拱体模壳的连接处缠绕FRP浸胶布。

其中，所述FRP弧形拱体模壳和FRP管状撑杆模壳均采用编制FRP布浸胶预制而成。

其中，所述弧形拱体和撑杆结构内的混凝土为海水珊瑚骨料混凝土，所述混凝土基础为海水珊瑚骨料混凝土浇筑而成。

其中，所述FRP管状撑杆模壳下端以及弧形FRP管状拱体模壳的两端设置有与预应力FRP绞线配合的弧形凹槽，预应力FRP绞线与所述FRP管状撑杆模壳接触的部分采用内部灌注树脂的不锈钢套筒进行保护。

其中，所述各预应力FRP绞线的两端通过螺纹套筒锚固。

本发明还提供一种张弦式FRP管海水珊瑚骨料混凝土拱桥结构的建造方法，包括以下步骤：