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世界首座生物基复合材料开启式自行车桥——荷兰律马西尔桥

发布于:2023-11-15 11:31:15 来自:道路桥梁/桥梁工程 [复制转发]


律马西尔桥(Ritsumasyl Bridge)位于荷兰北部弗里斯兰省律马西尔村,为开启式自行车桥。桥梁全长66 m,2个主跨长22 m,2个配重边跨分别长10、12 m。桥梁宽3.65 m,主梁高1.2 m,由顶、底板和5片间距0.91 m的腹板组成箱形截面,采用亚麻纤维、轻木材、生物基环氧树脂制作。该桥顺桥向分为两部分,一半为固定结构,另一半为非对称旋转开启结构。设计寿命为100年,按一年开启10 000次设计,桥面承载的荷载为:人群荷载5 kN/m 2 ,检测车荷载50 kN以及紧急车辆荷载120 kN,并考虑船撞荷载。

主梁腹板和底板中亚麻纤维、生物基环氧树脂体积含量为50%,采用真空灌注工艺制作。顶板为分散荷载作用采用轻木夹芯板制作,主梁箱形截面各构件均采用粘结剂连接。由于亚麻纤维具有吸湿性,易受周边环境影响,因此在梁外表面涂装涂层进行保护。

为确认生物基复合材料桥梁实现100年使用寿命设计目标的可行性,进行一系列材料性能试验。层间剪切强度(ILSS)试验结果表明,Amplitex亚麻纤维和Eco1800生物基环氧树脂是生物基复合材料的最优组合。高温湿润性试验表明,生物基复合材料在80 ℃热硬化时采用多层涂层,其弹性系数可达到24 GPa的设计值。徐变试验表明,生物基复合材料桥梁在完成早期徐变后再架设,可降低结构挠度。热膨胀率试验表明,真空灌注前纤维吸湿量的差异可能会影响线膨胀系数。为确认结构安全性,制作长12 m、宽0.9 m、高0.6 m的缩尺模型进行强度、徐变及高温湿润性试验,结果均与材料性能试验结果一致。缩尺模型疲劳试验结果表明,115万次循环作用后(模拟100年动态),刚度没有降低。

该桥需重点关注桥梁动态响应和开启桥可活动部位的疲劳损伤。在桥上安装光纤应变传感器监测疲劳等影响,以及记录气象数据和开启桥机械设备状态的监测系统,积累生物基复合材料应用的相关经验。

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