一種具有纖維增強複合材料的橋墩的製作方法

2023-06-18 02:48:16 2

專利名稱：一種具有纖維增強複合材料的橋墩的製作方法
技術領域：
一種具有纖維增強複合材料的橋墩技術領域[0001]本實用新型涉及一種橋墩，特別是一種具有纖維增強複合材料的橋墩，屬於橋梁技術領域。
背景技術：
[0002]梁橋重力式橋墩即實體式橋墩，在中、小跨度橋梁，特別是鐵路橋梁建設中具有廣泛的應用。常用的梁橋重力式橋墩有矩形墩、圓端墩、圓形墩等，目前的主要模板施工工藝是採用組合式鋼製模板。如中國專利文獻200810050340. X公開了一種橋墩可調直徑鋼模板，各節弧形鋼面板可相互固定構成一個筒形，鋼面板上、下通過法蘭盤固定，鋼面板圓筒外壁通過可調桁架固定，在弧形鋼面板間還設有可選用連接的增加鋼面板，在帶有增加鋼面板圓筒外壁也對應設有增加可調桁架。該實用新型實現了鋼模板的直徑可調節，滿足施工過程中對模板拼縫和錯臺的要求，提高了鋼模板的周轉率和利用率，降低了施工成本。[0003]但是，在上述公開的專利文獻中，用於澆灌橋墩的鋼模板為鋼材料，因此鋼模板非常笨重，運輸很不方便，尤其是山區或交通非常不便的地區，鋼模板的運輸就更不方便，即使運輸到了目的地，也會因為安裝和拆卸鋼模板而耗時耗工，尤其在山區或跨河作業時施工難度更大，嚴重影響施工進度。[0004]此外，考慮到鋼模板的成本很高，組合式模板在施工完成後需要拆卸鋼模板，以便下次再循環使用。但是，拆卸鋼模板後的橋墩其混凝土處於自然裸露狀態，很容易受到周圍溫度、溫度和環境因素的影響，混凝土容易出現裂紋，進而出現開裂剝落，甚至出現鋼筋露出、鏽蝕的問題，影響橋墩的服役壽命。實用新型內容[0005]本實用新型所要解決的第一個技術問題是現有技術中橋墩生產時所使用的鋼模板非常笨重，運輸、安裝過程不方便，且使用後需要再拆卸下來，進而提供一種輕質的便於運輸、安裝且不需要拆卸的具有纖維增強複合材料的橋墩。[0006]本實用新型所要解決的第二個技術問題是現有技術中鋼模板成本高，橋墩在施工完成後，鋼模板將被拆卸下來用於下次使用，因此，拆卸鋼模板後的混凝土處於自然裸露狀態，很容易受到周圍溫度、溫度和環境因素的影響，混泥土容易出現裂紋、剝落、露筋和鏽蝕的問題，進而提供一種混凝土不與空氣直接接觸的具有纖維增強複合材料的橋墩。[0007]為了解決上述技術問題，本實用新型提供一種具有纖維增強複合材料的橋墩，其包括沿垂直於水平面的方向從下往上依次固定設置的樁基、承臺、墩身和蓋梁，所述墩身包括纖維增強複合材料套筒，和填充在其內部的混凝土。[0008]所述承臺上設置有一沉孔，所述沉孔的形狀與所述墩身外廓相適配，所述墩身下端放置在所述沉孔內。[0009]所述套筒內還設置有多根鋼筋，所述鋼筋的軸線與所述套筒軸線平行並與所述混凝土一體成型。3[0010]所述鋼筋沿所述套筒周向且靠近所述套筒內側壁均勻分布。[0011]在所述套筒內側壁和所述鋼筋之間設置有與所述套筒同軸的軸向螺旋繞制的箍筋。[0012]所述箍筋螺旋繞制的螺距為100_150mm。[0013]所述沉孔的深度不小於1000mm。[0014]所述套筒的厚度不小於10mm。[0015]所述套筒中的纖維為軸向和周向交叉分布。[0016]所述墩身的橫截面為圓形或橢圓形或正方形或矩形或倒圓角方形或倒圓角矩形。[0017]本實用新型的上述技術方案相比現有技術具有以下優點[0018](I)在本實用新型的一種具有纖維增強複合材料的橋墩中，其包括沿垂直於水平面的方向從下往上依次固定設置的樁基、承臺、墩身和蓋梁，所述墩身包括管狀纖維增強複合材料套筒，和填充在其內部的混凝土 ；即實施的時候採用輕質的纖維增強複合材料套筒代替笨重的鋼模板作為墩身的外模板，然後將混凝土澆築在套筒內，待凝固後所述套筒包裹在混凝土外圍，成為墩身的一部分而不需要拆卸，因此，便於運輸和安裝且不需要拆卸， 大大加快了施工速度，縮小工程工期；而且，由於所述纖維增強複合材料套筒包裹設置於所述混凝土的外圍，將所述混凝土和空氣進行了隔絕，減小了溼度、溫度及環境對混凝土的影響，大大提高了橋墩的抗侵蝕、抗凍融循環等方面的能力，有效延長橋墩的服役壽命。[0019](2)在本實用新型的一種具有纖維增強複合材料的橋墩中，所述承臺上設置有一沉孔，所述沉孔的形狀與所述墩身外廓相適配，所述墩身下端放置在所述沉孔內，即所述承臺上設置有沉孔，所述墩身與所述沉孔相配合併延伸至所述沉孔底部，通過這種設置，纖維增強複合材料套筒不僅可以代替鋼模板作為橋墩的外模板，減少施工的難度，縮短工期；而且施工完成後纖維增強複合材料套筒包裹墩身外圍，可以提高橋墩的抗侵蝕、抗凍融循環等方面的能力，有效延長橋墩的服役壽命；由於纖維增強複合材料套筒的高強及線彈性力學特性，約束量充足的纖維增強複合材料套筒表現為雙線性強化型的應力-應變關係，能夠為內部的混凝土提供強勁的約束力，能夠增強橋墩橫向或縱向的承載力，並獲得高延性的力學性能，因此使用無鋼筋的混凝土作為核心部分，橋墩仍然具有非常好的結構整體延性能力和承載力。[0020](3)在本實用新型的一種具有纖維增強複合材料的橋墩中，所述套筒內還設置有鋼筋與所述混凝土一體成型，即在所述套筒內加設鋼筋，用混凝土澆注成一體，進一步加強所述墩身的承載能力和強度，優選所述鋼筋沿所述套筒周向且靠近所述套筒內側壁均勻分布，使墩身的受力更加均勻，在所述套筒內側壁和所述鋼筋之間設置有與所述套筒同軸的軸向螺旋繞制的箍筋，進一步增強所述墩身的承載能力和強度。[0021](4)在本實用新型的一種具有纖維增強複合材料的橋墩中，所述纖維增強複合材料套筒中的纖維取向包括縱向和橫向，可以改善纖維增強複合材料套筒的受力狀況，使其具有更高的強度，不容易受外力變形。


[0022]圖Ia為本實用新型纖維增強複合材料橋墩的主視圖；[0023]圖Ib為圖Ia的側視圖；[0024]圖2為本實用新型墩身的橫截面示意圖；[0025]圖3a為本實用新型另一實施例的所述纖維增強複合材料橋墩的主視圖；[0026]圖3b為圖3a的側視圖；[0027]圖4為本實用新型具有鋼筋和箍筋的墩身橫載面示意圖。[0028]附圖標記1_粧基、2_承臺，3_壤身，4-蓋梁，5_套筒,6_混凝土，7_鋼筋,8_植筋。
具體實施方式
[0029]實施例I[0030]圖Ia為本實用新型所述一種具有纖維增強複合材料(其英文名為Fiber Reinforced Polymer composites,簡稱FRP)的橋墩,其包括沿垂直於水平面的方向從下往上依次固定設置的樁基I、承臺2、墩身3和蓋梁4，所述墩身3包括管狀纖維增強複合材料套筒5，和填充在其內部的混凝土 6，如圖2所示，所述套筒5的厚度為不小於10_，本實施例中設置所述厚度為10_，本實施例中設置所述墩身3的橫截面為橢圓形。[0031]進一步，本實施例在上述實施例的基礎上，所述承臺2上設置有一沉孔，所述沉孔的形狀與所述墩身3外廓相適配，所述墩身3下端放置在所述沉孔內，所述沉孔的深度不小於1000mm,本實施例中設置所述墩身3的橫截面為圓形,所述沉孔的深度為1100mm,如圖Ib 所示。[0032]實施例2[0033]圖3a為本實用新型所述一種具有纖維增強複合材料的橋墩，其包括沿垂直於水平面的方向從下往上依次固定設置的樁基I、承臺2、墩身3和蓋梁4，所述墩身3包括管狀纖維增強複合材料套筒5，如圖3b所示，和填充在其內部的混凝土 6 ;所述套筒5內還設置有多根鋼筋7，所述鋼筋的軸線與所述套筒5軸線平行並與所述混凝土 6 —體成型，本實施例中設置所述鋼筋7沿所述套筒5周向且靠近所述套筒5內側壁均勻分布，如圖4所示，所述纖維增強複合材料套筒5中的纖維為周向和軸向交叉分布，本實施例中設置所述厚度為 12mm。[0034]進一步，本實施例在上述實施例的基礎上，在所述套筒5內側壁和所述鋼筋7之間設置有與所述套筒5同軸的軸向螺旋繞制的箍筋8，如圖4所示，所述箍筋8螺旋繞制的螺距為100-150mm,本實施例中設置所述螺距為120mm。[0035]當然，本實施例中設置所述墩身3的橫截面也可根據實施需要設計成矩形或倒圓角方形或倒圓角矩形，即調整纖維增強複合材料套筒5至所需的形狀並將混凝土澆注其中，即可成形所需要的所述墩身3形狀。[0036]進一步，本實施例在上述實施例的基礎上，所述承臺2上設置有一沉孔，所述沉孔的形狀與所述墩身3外廓相適配，所述墩身3下端放置在所述沉孔內，本實施例中設置所述墩身3的橫截面為圓形，所述沉孔的深度為1200mm。[0037]顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而並非對實施方式的限定。對於所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這裡無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處於本實用新型創造的保護範圍之中。
權利要求1.一種具有纖維增強複合材料的橋墩，其包括沿垂直於水平面的方向從下往上依次固定設置的樁基(I)、承臺(2)、墩身(3)和蓋梁(4)，其特徵在於所述墩身(3)包括纖維增強複合材料套筒(5 )，和填充在其內部的混凝土( 6 )。
2.根據權利要求I所述的橋墩，其特徵在於所述承臺(2)上設置有一沉孔，所述沉孔的形狀與所述墩身(3)外廓相適配，所述墩身(3)下端放置在所述沉孔內。
3.根據權利要求I所述的橋墩，其特徵在於所述套筒(5)內還設置有多根鋼筋(7)，所述鋼筋的軸線與所述套筒(5)軸線平行並與所述混凝土(6) —體成型。
4.根據權利要求3所述的橋墩，其特徵在於所述鋼筋(7)沿所述套筒(5)周向且靠近所述套筒內側壁均勻分布。
5.根據權利要求4所述的橋墩，其特徵在於在所述套筒(5)內側壁和所述鋼筋(7)之間設置有與所述套筒(5)同軸的軸向螺旋繞制的箍筋(8)。
6.根據權利要求5所述的橋墩，其特徵在於所述箍筋(8)螺旋繞制的螺距為100_150mm。
7.根據權利要求I 6任一所述的橋墩，其特徵在於所述沉孔的深度不小於1000mm。
8.根據權利要求I 6任一所述的橋墩，其特徵在於所述套筒(5)的厚度不小於IOmm0
9.根據權利要求I 6任一所述的橋墩，其特徵在於所述套筒(5)中的纖維為軸向和周向交叉分布。
10.根據權利要求I 6任一所述的橋墩，其特徵在於所述墩身(3)的橫截面為圓形或橢圓形或正方形或矩形或倒圓角方形或倒圓角矩形。
專利摘要本實用新型提供一種具有纖維增強複合材料的橋墩，其包括沿垂直於水平面的方向從下往上依次固定設置的樁基、承臺、墩身和蓋梁，所述墩身包括纖維增強複合材料套筒，和根據所述套筒的形狀填充在其內部的混凝土。解決的第一個技術問題是現有技術中由於鋼模板非常笨重，造成運輸、安裝後需要拆卸，使用非常不方便，影響施工進度的問題，進而提供一種輕質的便於運輸、安裝且不需要拆卸的具有纖維增強複合材料的橋墩。
文檔編號E01D101/26GK202809480SQ20122041701
公開日2013年3月20日 申請日期2012年8月22日 優先權日2012年8月22日
發明者劉燃, 喬宇, 邵忠民 申請人:北京市市政專業設計院股份公司