（4）材料性能分散度大，质量控制和检测均比较困难。由于其由多种材料复合而成，同 时工艺过程影响因素较多，所以影响性能的因素很多，产品质量离散系数大，但随着生产工 艺的改进和检测技术的提高，制成的构件质量会有一定的提高，性能分散度也会减小。

（5）有些复合材料的韧性较差，机械连接比较困难。

（6）价格昂贵，成本高这是制约复合材料在工程结构中应用的原因，充分发挥复合材料 高的比强度、复合材料会逐渐更多的应用于工程结构中。

1。2 FRP 在工程结构中的应用和发展

FRP 是一种性能优异的复合材料，自从上世纪 40 年代问世以来，在航天、航空、汽车、 船舶、医学、机械和化工等工业领域取都得了广泛的应用。近年来，它又以具有比强度高、 比刚度高、抗疲劳、耐腐蚀、结构尺寸稳定、可设计性强等特点，成为土木工程中的一种新 型材料。目前，FRP 在土木工程中的应用主要在以下三个方面：

(1)FRP 结构，即主要结构构件全部采用 FRP 材料组成的结构。例如 FRP 管、FRP 型材 组成的空间网架结构以及 FRP 管组成的全 FRP 结构人行大桥等。这类结构形式因为其自重轻、 施工安装方便、耐久性好等优点，最先为桥梁工程师所认识。在我国的重庆、泸州、成都、 攀杖花、香港、深圳、新疆等地均有应用 FRP 结构的人行大桥[8]先后建成使用，图 1 为 FRP 喷淋管和中国第一座 CFRP 索斜拉桥。FRP 结构在我国的人行天桥中的应用得到了一定程度 的推广。但是全 FRP 形式的结构整体刚性不是太高，在荷载作用下的变形比较大，这也是当 前该结构形式进一步推广所遇到的主要问题之一。文献综述

(a) FRP 喷淋管 (b) 江苏大学人行桥 图 1 FRP 材料组成的结构

(2)FRP 组合结构，即指 FRP 材料与传统的结构材料，主要是混凝土和钢材，通过合 理的组合来共同工作承受荷载的结构形式。例如 FRP 管混凝土、FRP 型材混凝土叠合板、 FRP 型材一混凝土叠合梁等。FRP 筋[9]（如图 1 所示）、棒和索可直接应用于新建结构， 尤其是在预应力构件和有较高防腐要求的工程结构，代替钢筋或其它形式的增强材料， 这方面的研究和应用在世界主要发达国家开展的较早，但是我国还处于初始阶段。重庆 奉溪 E9 工程段互通立交桥（见图 2）在 2013 年竣工，所有纵筋均采用了 FRP 筋，其中 采用 CFRP 筋替代预应力钢筋，采用 GFRP 筋替代非预应力钢筋[10]，是国内第一座采用 预应力 FRP 筋的混凝土连续桥梁。

图 1 FRP 筋 图 2 互通立交预应力 FRP 筋混凝土梁桥

(3)FRP 作为补强材料，主要用于少数新建和大多数已建的建筑物或构筑物的加固、修复 中，即对承载能力或抗震性能不满足现行设计规范要求的梁板杆结构或构件，采用 FRP 片材 包裹钢筋混凝土梁、柱、FRP 片材、板材粘贴粱、板的受拉面进行加固补强[11-13]，如图 3 所 示。

（a）FRP 加固混凝土梁 （b）FRP 加固混凝土柱 图 3 FRP 加固混凝土梁、柱

FRP 作为一种新型材料，目前已在上述的三种范围内得到了一定程度的应用，但相对来 说，在第三种即在加固、修复中的应用最为广泛，这方面已经取得了大量的研究和应用成果。 土木工程领域中用于补强、加固的 FRP 复合材料，从材料组成来分，主要有碳纤维复合材料 (CFRP)、玻璃纤维复合材料(GFRP)、玄武岩纤维复合材料(BFRP)和芳纶纤维复合材料(AFRP)。 从材料形式来分，主要有片材(板状片材及布状片材)，筋、棒和索等。FRP 片材作为一种新 型的混凝土结构加固材料，除了自身优异的物理力学性能外，还有施工后增重小，不改变原 有结构形状，使用寿命长，抗震性能好，施工便捷、综合性价比高等特点，适用于建筑、隧 道、桥梁等混凝土结构的改造和加固。布状材料在使用前无需浸渍树脂，在工程施工时再给 予浸渍树脂并粘贴于结构表面或包裹结构，对结构进行修复、劣化防止和抗剪、抗弯、抗压 缩、抗震加固。纤维织物易于树脂浸透，气泡易排除、技术成熟、施工便利、加固效果好， ABAQUS的CFRP复合材料构件的理论与试验研究(5):http://www.youerw.com/gongcheng/lunwen_86211.html