GFRP桁架式桥梁结构连接性能分析

1 前言

GFRP材料的优势在于轴向受力状态良好，抗剪性能差，桁架式桥梁结构能将桥梁的复杂受力状态转化成轴向受力状态，因此桁架式桥梁充分发挥GFRP材料性能优势的结构，在复合材料应用中应对桁架式桥梁结构予以充分重视。

公立医院作为一种医疗患者中心，属于一种服务与科研集于一身的重要集合点，在预算过程中，对于现金流量进行科学的编制管理，可以对医院的资金流动进行有效的管控，并能将资金运用价值发挥到最大化，避免在投资运用上产生风险，可以依靠加大重大项目的可行性研究分析，提升在运用上的合理化管理。在医院内建立预算管理权限，是对资金运用的权限管理进行控制，这在一定程度上要求部门进行相应的预算管控，对于一些存在项目预算增加的情况，必须由相关的预算资金管理人员进行研究讨论，保证资金运用的合理规范。对于公立医院研究以及医疗设备的支出管理，预算需要考虑合乎公立医院发展的需求与目标，严格控制资金流动方向。

胶-栓混合连接是将胶接连接和螺栓连接组合在一起的一种连接方式。以双面搭接为例，混合连接的方法是，在搭接板的搭接面上涂抹胶层（比如环氧树脂），同时采用螺栓对搭接板进行紧固。混合连接具有非常好的力学性能，充分发挥了胶接和螺栓连接这两种连接方法的优点，是今后复合材料连接的主流，具有非常好的应用前景。

本文将采用ANSYS有限元模拟的方法，分析了螺栓个数和端距对GFRP桥梁结构连接性能的影响。

2 工程简介

为推广复合材料桥梁的发展及复合材料在桥梁工程领域的应用，我单位受业主委托，拟在重庆新建一座1x30m桁架式GFRP人行天桥。

GFRP结构连接问题是本桥的关键问题，也是难点所在，连接的强度、刚度问题直接决定桁架式GFRP桥梁的成败。本文的研究内容是正是针对此情况，从细部出发研究构件的连接问题，对其影响因素进行对比分析。

在单纯的钢板螺栓连接中，螺栓个数对螺栓连接强度的影响很大，同样在胶接连接中，端距对连接性能的影响也非常明显，但在钢板和GFRP板的胶-栓混合连接中，由于胶层的作用和GFRP材料属性的各项异性等特点，导致接头处受力非常复杂，所以螺栓个数和端距对胶-栓混合连接强度的影响有待进一步研究。本文分别给出两种模型尺寸图，如图1～2所示，左端固定，右端施加水平拉力。模型尺寸设计参见《钢结构设计规范》。

3 有限元模拟

3.1 材料参数（如表1）

3.2 有限元模型

表1 材料参数表

拉伸弹模（GPa) 压缩弹模（GPa) 抗拉强度（MPa) 抗压强度（MPa) 抗剪强度（MPa)GFRP 17.17 5.51 299.96 115.15 32.00弹性模量(GPa) 拉剪强度（MPa) 拉拔强度（MPa) 屈服强度（MPa)胶层 2.00 6.64 8.96 11.53 弹性模量(GPa) 屈服强度（MPa) 抗拉强度（MPa)316号不锈钢 200.00 310 620

表2 计算结果表

1个螺栓 2个螺栓 3个螺栓承载力(N) 7.60E+3 7.64E+3 7.66E+3位移(m) 1.57E-4 1.54E-4 1.53E-4

表3 计算结果表

端距0.025m 端距0.05m 端距0.075m承载力(N) 7.60E+3 7.63E+3 7.66E+3位移(m) 1.57E-4 1.76E-4 1.97E-4

本文采用ANSYS有限元分析软件。建立“钢板—胶层/螺栓—GFRP—胶层/螺栓—钢板”模型，如图1所示。螺栓与螺栓孔表面的接触问题采用接触对定义其接触。

图1 有限元模型

4 结果分析

4.1 螺栓数量的影响（如表2）

连接强度方面：3个螺栓＞2个螺栓＞1个螺栓。螺栓数量的增加有利于提高胶-栓混合连接的强度，但提高的幅度不大。

连接刚度方面：在胶层未产生塑性区之前，螺栓数量对连接刚度几乎没有影响；当胶层产生塑性区之后，螺栓数量越多连接刚度越高；螺栓数量与刚度不成正比关系，当单排螺栓数量超过3个之后，螺栓数量对连接刚度的影响可忽略不计。

4.2 端距的影响（如表3）

连接强度方面：端距对胶-栓混合连接的强度无明显影响。连接刚度方面：在胶层产生塑性区之前，螺栓承担的荷载可忽略不计，由于胶层的厚度和尺寸均未发生变化，所以此时端距对胶-栓混合连接的刚度没有影响。当胶层产生塑性区后，塑性区逐步扩展到螺栓孔附近，螺栓承担的荷载越来越大且起到限制变形的作用，对刚度的贡献越来越显著。端距越小，螺栓越早参与受力且承担的荷载也越大，所以连接接头的刚度也就越大。

延性方面：端距越大，延性越好。由强度分析和刚度分析可得此结论。

5 结束语

（1）桁架式结构是能充分发挥GFRP材料性能优势的结构，因此在复合材料应用中应该桁架式结构予以充分重视。

除了财务专业知识之外，财务管理人员还应具有良好的财务分析和风险预测能力。由于融资需要，部分国有企业缺乏人事管理竞争意识，导致经营和财务账户出现不良状况。

精准扶贫重在“扶”与“贫”，“扶”是“供给”方，“贫”是“需求”方。“供给”体现在通过供给侧改革调整和改善扶贫资源要素供给结构，提高供给质量和效率，指导精准扶贫工作，从而促进贫困对象真脱贫和脱真贫。供给侧改革旨在调整供给结构，最优配置劳力、土地、资本、制度等资源要素，提高经济发展质量，影响长期经济发展。需求侧改革重点集中包括投资、消费、出口在内的三驾马车，影响短期经济发展。“供给侧”和“需求侧”构成对应关系，我们研究重点是“供给侧”，供给侧改革集中在生产要素(含劳力、土地、资本、制度)等主线上推进，见图3。

（2）连接问题是桁架式GFRP桥梁的核心问题，在此类桥梁的设计中，应提高对构件连接强度的重视程度。

（3）增加螺栓个数有助于提高桥梁构件胶-栓混合连接强度，但提升效果较微，且单排螺栓数量不宜超过3个。

同样因为开启状态的麦克风，两人这段本不对外开放的双边会谈得以向媒体“直播”。当时，外界把奥巴马的话解读为，他不愿意和内塔尼亚胡打交道。

3.3 构造决策树 以临床患者数据作为样本集并依据 C4.5 算法构造决策树。选取烧伤病理属性-救治方案信息表的属性项“救治方案”为类别标识属性。属性项“烧伤程度”“血压”“脉搏”“呼吸”“尿量”“意识状态”“末梢循环”“血常规”“血生物化学”“凝血酶原时间”作为决策属性集。

（4）在胶层未产生塑性区之前，螺栓数量对胶-栓混合连接刚度几乎没有影响；当胶层产生塑性区之后，螺栓数量越多连接刚度越高；螺栓数量与刚度不成正比关系，当单排螺栓数量超过3个之后，螺栓数量对连接刚度的影响可忽略不计。

（5）端距对桥梁构件胶-栓混合连接强度无明显影响，但对刚度的影响较显著。

参考文献：

[1]李曙光.FRP构件的连接及其设计方法研究[D]. 西安建筑科技大学，2012.

[2]王兴业，肖加余，江大志等.复合材料力学分析与设计[M].长沙：国防科技大学出版社，2003：1-100.

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