FRP 橋面版試驗

3.最大變位：為防止磨耗層過度惡化，橋面版應規定輪重加 30%衝擊 力所產生之撓度，以小於跨徑的 1/300 為宜，但附有人 行道者以不超過 1/375 為宜。

4.扭轉剛性：須大於相當之混凝土版。

﹝一﹞材料樣式

1.GFRP 管：長 L=200 ㎝，b1=20 ㎝，b2=10 ㎝，t3=1.2 ㎝，h=18

㎝。﹝圖 3-6.1﹞

圖 3-6.1 GFRP 管

2.GFRP 布：由於纖維材料只能承受單方向之力，且纖維長度越 長強度越好，因此編織時需兩方向交錯編織。﹝圖 3-6.2﹞

圖 3-6.2 GFRP 布

3.GFRP 碎纖布：目的是為了增加接觸面積與提高強度。﹝圖 3-6.3﹞

圖 3-6.3 GFRP 碎纖布

﹝二﹞試驗製作過程﹝圖 3-7.1~~圖 3-7.6﹞

1.先將 GFRP 管以樹脂膠黏起來，且管跟管間樹脂厚度需控制在 1.5 ㎜﹝即 0.75 ㎜/ply﹞。第一次試驗膠黏了 7 根；第二次試驗 則膠黏 3 根，乃是根據第一次試驗觀察到力量主要作用於中間 3 根，加上節省成本與試驗的工作效率，因此僅以 3 根即可模 擬整個橋面版；第三次則為了考慮加黏附 CFRP 版的影響，於 是又膠黏了 7 根。

2.攪拌樹脂，將樹脂淋在 GFRP 管面上，並以刮片刮平，隨後再 鋪上 GFRP 布，再以刮片將氣泡刮壓出來。重複此動作，積壓 到預定的厚度。

3.以手工積壓 GFRP 布，中間參雜碎纖布，即一層布、一層碎纖 層…積壓下去。第一次上下版﹝t1=t2﹞各積了 4 ㎜，試驗後發 覺強度與剛性均不足，於是第二次與第三次則積製 12 ㎜，其 中第三次為了提高其剛性並且能使荷重更均勻的傳遞至各 GFRP 管，在上下版裡都加積了 CFRP 版﹝每片厚度為 1.4 ㎜﹞

其內分橫向與縱向，上下各 6 層﹝縱向─垂直於車行方向：2 層，橫向─平行於車行方向：4 層﹞，積壓順序為 GFRP 碎纖 布→GFRP 布→長版 CFRP 版→GFRP 碎纖布→短版 CFRP版→

GFRP 布→長版 CFRP 版→GFRP 布→長版 CFRP 版→GFRP 碎 纖布→短版 CFRP 版→GFRP 布→長版 CFRP 版→GFRP 布→

GFRP 碎纖布。

4.最後覆蓋玻璃紙，在其上放置一塊鋼板使其壓密，並可將氣泡 壓出來，隔兩天再積壓另一面版。

5.製作過程必須先量測製作平台是否平穩，以免膠黏管構件時發 生蹺蹺板現像，致使施壓試體時會有扭轉現象發生。

圖 3-7.1 攪拌樹脂 圖 3-7.2 均勻刮平樹脂

圖 3-7.3 將 GFRP 布鋪平 圖 3-7.4 鋪上 CFRP 版(試體三)

圖 3-7.5 輕輕均勻刮平樹脂 圖 3-7.6 鋪上玻璃紙 圖 3-7 實驗製作流程

﹝三﹞試驗過程

此試驗商借了台科大實驗設備，500 噸的萬能試驗機（圖 3-8），

該試驗類似一個三點彎矩試驗，觀察當中央負荷為公路橋樑設計規範 裡的國道公路橋樑之載重，即 HS20-44(MS18)標準貨車載重後輪之單 邊輪荷重 7300 ㎏ 加上 30 的衝擊荷重時的撓度大小，施加面積為一 重型車之輪子與地的接觸面積﹝50 ㎝ x 20 ㎝﹞。實驗中除了量測施 加負荷於中心處之位移外，也觀察橋面版變形及破壞的狀況。

圖 3-8 台科大之 500 噸萬能試驗機 試驗步驟：﹝圖 3-10.1~~圖 3-10.7﹞

1.在試體正面與反面各黏貼 4 個與 3 個應變規﹝黏貼位置見圖 3-9﹞，主要用意為觀察有無扭轉（Torsion）現象的發生與扭轉試 驗時所觀察的地方（本研究尚未試驗扭轉部分），並可觀察輪重接 觸面積周圍的應變與應力分佈情形。黏貼時先用砂布摩擦欲黏貼處 以方便黏貼上去，並注意黏貼方向是否正確，而在將應邊規線接至 接收器時，由於線相當細必須小心仔細的連接。

圖 3-9 應變規位置圖

2.在靠近中央上方處放置一線性位移感測器﹝LVDT ，linear variable differential transformers﹞，以直接量測中央最大位移。

3.用一塊鋼板，面積為 20 ㎝ x 50 ㎝（依上述規範車輪載重面積＝

0.14P ㎝，P＝7300，則 0.14P＝1022 ㎝²，又矩形在車行方向與輪

胎方向上之比列為 1：2.5，故取 20 ㎝×50 ㎝），模擬重型車的輪胎 之一與地的接觸面積，其放置的方向第一次試驗時長向與車行方向 平行，第二、三次則是發現第一次放置的方向與實際車輪載重面積 方向不符，因此改放置為與車行方向垂直。

4.支承距離為 140 ㎝﹝即有效跨距 S=140 ㎝﹞，載重施加於中央，以 慢慢加壓載重方式施加。

5.由於第一次試驗不知道施載後的情形，發現載重約到 7000 ㎏時承 受力量已經無法再提升，接著一直施壓到幾乎快完全破壞脫層

（Debounding）現象，後半段已進入非線性破壞，於是停止試驗；

第二次試驗則是施壓到有脫層破壞現象就停止；第三次試驗施壓 時，主要是先觀察施載到 7300 ㎏時的位移變化，再來就是觀察施 載到位移量為約 4.67 ㎜（S/300，S=1400 ㎜）。最後本想壓到有破 壞現象就停止試驗，卻一直未破壞，因此試驗停止於撓度約 12 ㎜。

圖 3-10.1 黏置反面應變規 圖 3-10.2 黏置正面應變規

圖 3-10.3 應邊規黏置完成

圖 3-10.4 應變規接收器 圖 3-10.5 應邊規裝置完成

圖 3-10.6 整體試驗裝置完成 圖 3-10.7 開始試驗 圖 3-10 FRP 橋面板試驗流程圖