新型frp預應力複合筋的製作方法
2023-11-04 00:30:47 2
專利名稱：新型frp預應力複合筋的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種橋梁、水利工程和海港碼頭等混凝土結構中用新型FRP預應 力複合筋。
背景技術：
橋梁、水利工程、海港碼頭等混凝土結構中預應力鋼筋和普通鋼筋的鏽蝕，一直是 國內外土木工程界所關心的課題和面臨的挑戰。在冬季大量使用防凍鹽的地區以及臨海地 區，此類問題尤為突出。已有工程實踐表明，為保持結構的正常使用性能所需的加固與維修 費用通常是結構本身造價的數倍。如何提高鋼筋混凝土結構的耐久性、增長它們的使用壽命是土木工程中迫在眉睫 的問題。為解決此問題，人們進行了多種嘗試，國內外學者從20世紀60年代就已經開始 研究對策，經過近半個世紀的探索和實踐，研製開發了纖維增強塑料(Fiber Reinforced Plastic)即FRP。FRP具有抗拉強度高、重量輕、自診斷特性、無磁性和無腐蝕行等優良特 性，而且FRP棒材可做成普通鋼筋的形狀，因而FRP筋被認為是預應力混凝土結構中預應力 鋼筋和普通鋼筋的一種良好的替代材料，成為目前國內外土木工程領域的研究熱點之一。 目前，世界上已有不少國家和地區把FRP筋應用於土木工程中，尤其是在一些惡劣環境中， FRP顯示出了廣闊的應用前景，因此對FRP筋混凝土結構的受力性能研究有著重大的理論 意義和實際價值。大多數的纖維材料與鋼材相比抗拉強度高，彈性模量低。由於彈性模量低，FRP筋 混凝土受彎構件開裂時，構件截面中和軸急劇的上移，導致構件剛度降低，伴之而來的是構 件撓度的降低和裂縫寬度的增加。增加截面的FRP筋的配筋量是可以提高構件撓度，滿足 設計規範的安全要求。然而，這將意味著FRP筋使用成本過高。此外，截面配筋率過高，FRP 筋的高抗拉強度特點也不能在設計中充分被利用。
實用新型內容本實用新型要解決的技術問題是提供一種具有延緩裂縫開展、減小裂縫寬度、提 高構件剛度、增加構件強度、改善構件延性和充分利用FRP材料等優點的新型FRP預應力復 合筋，以解決上述現在技術中存在的不足之處。解決上述技術問題的技術方案是一種新型FRP預應力複合筋，包括高強混凝土 稜柱體和FRP筋，FRP筋埋植於高強混凝土稜柱體中，高強混凝土稜柱體兩側面還設置有肋 紋。所述的肋紋或是與高強混凝土稜柱體底面垂直的豎肋紋或是與高強混凝土稜柱 體底面形成30 60°夾角α的斜肋紋。所述的FRP筋是CFRP筋、GFRP筋、BFRP筋或AFRP筋。本實用新型正是為了有效利用預應力FRP筋混凝土卓越性能優勢和方便施工而 發明的一種新型預應力FRP筋技術，新型FRP預應力複合筋(也可稱為FRP-PCPs複合筋)
3是指在截面較小的高強混凝土稜柱體(PCPs)中埋植預應力FRP筋，待混凝土達到設計強度 後，預應力FRP筋與高強混凝土稜柱體相互組合形成了截面尺寸較小適合於軸心受拉的新 型FRP預應力複合筋。該新型FRP預應力複合筋可以作為受力筋直接澆築於各種混凝土構 件(梁、板等)中受拉區域，即形成了一種新型FRP預應力混凝土構件——新型FRP預應力 複合筋結構。與普通FRP筋混凝土相比，本實用新型具有延緩裂縫開展、減小裂縫寬度、提高構 件剛度、增加構件強度、改善構件延性和充分利用FRP材料等優點，同時由於新型FRP預應 力複合筋可以批量預製，與普通預應力FRP筋相比，新型FRP預應力複合筋還具有施工方便 和延性更好等優點，而且由於新型FRP預應力複合筋可以進行工廠預製和定製，複合筋的 製作質量和力學性能能得到嚴格控制。在高強混凝土稜柱體兩側面設置有肋紋，增加了兩 側肋紋可以增加FRP-PCPs筋與周圍混凝土的粗糙係數，提高混凝土之間的摩擦力，從而加 強了新型FRP預應力複合筋與周圍混凝土的粘結強度和提高新型FRP預應力複合筋構件的 抗開裂能力和。因此，本實用新型之新型FRP預應力複合筋作為一種結合新型材料和預應 力技術的創新結構技術具有良好研究意義和推廣應用前景。由於新型FRP預應力複合筋具有上述優點，本實用新型在以下應用範圍具有良好 應用前景(1)用於新建混凝土橋梁的橋面板中；(2)用於新建混凝土橋梁的橋面梁中；(3) 將新型FRP預應力複合筋作為嵌入筋在表層嵌入(NSM)加固混凝土橋面板、橋面梁中；(4) 用於其它需要較高耐久性的混凝土梁板構件的新建和加固工程中。其中，因為在混凝土橋 面板中無需箍筋、僅配單向受拉縱筋、對受拉筋耐久性和疲勞性能要求較高等特點，採用新 型FRP預應力複合筋作為橋面板中受拉縱筋所形成的新型FRP預應力複合筋混凝土橋面板 最能完全發揮出新型FRP預應力複合筋的性能優勢，在我國寒冷地區和南方沿海地區均具 廣泛應用前景和推廣價值。下面，結合附圖和實施例對本實用新型之新型FRP預應力複合筋的技術特徵作進 一步的說明。
圖1 圖3 本實用新型實施例一結構示意圖圖1 立體圖，圖2 主視圖，圖3 右視圖。圖4 圖6 本實用新型實施例二結構示意圖圖4:立體圖，圖5:主視圖，圖6:右視圖。圖中I-FRP筋，2-高強混凝土稜柱體，31-豎肋紋，32-斜肋紋。
具體實施方式
實施例一一種新型FRP預應力複合筋(參見圖1 圖3)，包括高強混凝土稜柱體2和FRP 筋1，FRP筋1埋植於截面較小的高強混凝土稜柱體2中，高強混凝土稜柱體兩側面還設置 有與高強混凝土稜柱體底面垂直的豎肋紋31。實施例二
4[0022]一種新型FRP預應力複合筋(參見圖4 圖6)，包括高強混凝土稜柱體2和FRP 筋1，FRP筋1埋植於截面較小的高強混凝土稜柱體2中，高強混凝土稜柱體兩側面還設置 有與高強混凝土稜柱體底面形成46°夾角α的斜肋紋32。作本實施例二的一種變換，所述的夾角α的角度可以根據實際情況增大或減小， 一般為30 60°。本實用新型各實施例所述的FRP筋可以是CFRP筋(碳纖維筋),GFRP筋(玻璃纖 維筋)、BFRP筋(玄武巖纖維筋)或AFRP筋(芳綸纖維筋)，FRP的直徑、預應力水平根據 受力構件的實際荷載確定。本實用新型截面尺寸根據工程實際情況確定。
權利要求一種新型FRP預應力複合筋，其特徵在於包括高強混凝土稜柱體和FRP筋，FRP筋埋植於高強混凝土稜柱體中，高強混凝土稜柱體兩側面還設置有肋紋。
2.根據權利要求1所述的新型FRP預應力複合筋，其特徵在於所述的肋紋或是與高 強混凝土稜柱體底面垂直的豎肋紋或是與高強混凝土稜柱體底面形成30 60°夾角α的 斜肋紋。
3.根據權利要求1或2所述的新型FRP預應力複合筋，其特徵在於所述的FRP筋是 CFRP 筋、GFRP 筋、BFRP 筋或 AFRP 筋。
專利摘要本實用新型涉及一種橋梁、水利工程和海港碼頭等混凝土結構中用新型FRP預應力複合筋，包括高強混凝土稜柱體和FRP筋，FRP筋埋植於高強混凝土稜柱體中，高強混凝土稜柱體兩側面還設置有肋紋，所述的肋紋或是與高強混凝土稜柱體底面垂直的豎肋紋或是與高強混凝土稜柱體底面形成30～60°夾角α的斜肋紋，FRP筋是CFRP筋、GFRP筋、BFRP筋或AFRP筋。與普通FRP筋混凝土相比，本實用新型具有延緩裂縫開展、減小裂縫寬度、提高構件剛度、增加構件強度、改善構件延性和充分利用FRP材料等優點，同時由於新型FRP預應力複合筋可以批量預製，與普通預應力FRP筋相比，本實用新型還具有施工方便和延性更好等優點。
文檔編號E04C5/07GK201649444SQ20102017319
公開日2010年11月24日 申請日期2010年4月28日 優先權日2010年4月28日
發明者張鵬, 楊勇, 薛建陽, 鄧宇 申請人:西安建築科技大學;廣西工學院