[實用新型]具有緩沖吸能作用的復合材料格構夾心管約束混凝土墩柱

無效

• 申請號: 200920036852.0
• 申請日: 2009-02-26
• 公開（公告）號: CN201386250Y
• 公開（公告）日: 2010-01-20
• 發明（設計）人: 劉偉慶;王俊;方海
• 申請（專利權）人: 南京工業大學
• 主分類號: E01D19/02
• 分類號: E01D19/02;E04C3/34
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司
• 代理人: 徐冬濤;瞿網蘭

技術領域

本實用新型涉及一種混凝土基礎柱樁，尤其是一種具有緩沖作用、防撞效果好的、可廣泛應用在工程結構領域中進行加固改造和新建的、作為交通流量大的橋梁、各類民用建筑、海洋和近海、地下工程結構中的墩柱和支撐構件的具有復合材料護套的混凝土，具體地說是一種具有緩沖吸能作用的復合材料格構夾心管約束混凝土墩柱。

背景技術

目前，隨著交通運輸業和經濟建設的蓬勃發展，橫跨江海的大型橋梁越來越多，城市立交橋、高架橋也比比皆是，使得撞擊橋墩事故急劇增加。盡管并非每一次碰撞事故都釀成橋毀人亡的重大慘劇，但橋梁的使用壽命、安全性及抗震能力的降低確是肯定的，由此造成中斷交通、搶修線路的經濟損失也逐年嚴重.針對這種情況，許多國家的交通部門均要求對一些重要的大型橋梁橋墩予以保護.為此，國外的學者已率先開展了相關的研究，提出了船橋碰撞理論，并設計出了一些橋墩防護設施.我國主要集中在借鑒和參考國外研究成果，進行實例橋梁的防撞裝置的設計和應用，其成果被部分規范引用，但橋墩防撞擊的研究工作和防撞裝置的安裝在我國仍然未能引起足夠的重視。此外，現有防撞裝置幾何尺度偏大，外形欠美觀，也不能滿足現代交通對橋墩防撞裝置的要求。

此外，雖然鋼筋混凝土和鋼管混凝土結構具有受力性能好、造價低等優點。但當應用于橋梁、水工結構、海洋和近海等結構以及其它具有侵蝕性或暴露性的環境時，強腐蝕介質和高應力的共同作用使鋼筋或鋼管很快生銹、斷裂，最終導致結構破壞。

發明內容

本實用新型的目的是現有的起支撐作用的混凝土墩柱防撞性能較差，易損壞、壽命短的問題，設計可用于加固改造和新建工程，特別適用于作為交通流量大的橋梁、各類民用建筑、海洋和近海、地下工程結構中的墩柱和支撐構件，以期獲得良好的結構受力性能、防撞性能，提高墩柱耐久性，便于運輸和安裝施工的具有緩沖吸能作用的復合材料格構夾心管約束混凝土墩柱。

本實用新型的技術方案是：

一種具有緩沖吸能作用的復合材料格構夾心管約束混凝土墩柱，其特征是它由墩柱套7和澆注在墩柱套7中的混凝土內芯5組成，混凝土內芯5中預埋有沿墩柱套7軸向設置的起增加抗拉強度的鋼筋4；所述的墩柱套7由復合材料外管1、復合材料內管3、連接復合材料外管1和復合材料內管3的格構6以及填充在由復合材料外管1、復合材料內管3和格構6圍成的空間中的緩沖材料2組成。

所述的復合材料外管1及復合材料內管3均由碳纖維、玻璃纖維、芳綸纖維或玄武纖維雙向混雜編織并一次性拉擠而成。

所述的纖維的水平夾角為45°～55°。

所述的緩沖材料2是具有減震、隔振作用的聚氨酯、輕質木材、泡沫鋁或人造橡膠。

所述的混凝土內芯5為實心結構或至少設有一個沿墩柱套7軸線方向通孔8的空心結構。

所述的通孔8為圓形、橢圓形、多邊形或它們的組合。

所述的墩柱套7的外形為多邊形、圓形、橢圓形或腰形或它們的組合。

本實用新型的有益效果：

1.本實用新型利用混凝土墩柱外包裹了復合材料格構夾心層，夾心層中的緩沖材料依靠結構或材料的自身恢復彈性變形的能力轉化并釋放撞擊能量，可以延長撞擊時間，從而減小撞擊力，達到保護車船及橋梁的作用。

2.復合材料管采用雙向混雜纖維編織工藝拉擠成型，充分利用了纖維良好的拉伸性能，產品的拉伸強度高于普通鋼材。

3.本實用新型將復合材料管優越的受拉性能與混凝土的抗壓性能相結合，一方面復合材料管對混凝土的約束作用使混凝土處于復雜應力狀態之下，從而使混凝土的強度得以提高，塑性和韌性性能大為改善；另一方面混凝土的存在可以避免或延緩復合材料管過早地發生局部破壞，從而可以保證其材料性能的充分發揮。該組合結構可取代或部分取代傳統的鋼筋增強，從根本上避免或減低因鋼筋銹蝕引發的結構老化等問題的發生，節約大量的維護、修復費用，使結構具有良好的耐久性；

4.本實用新型在施工時將復合材料管作為澆筑其核心混凝土的永久模板，，節約了工程的綜合造價，使預制成型和工廠化生產成為可能。

附圖說明

圖1是本實用新型的圓端形復合材料夾心管約束混凝土實心結構的混凝土墩柱的斷面示意圖。

圖2是本實用新型的多邊形復合材料夾心管約束混凝土實心結構的的混凝土墩柱的斷面示意圖。

圖3是本實用新型的圓端形復合材料夾心管約束帶縱向肋板混凝土空心結構的混凝土墩柱的斷面示意圖。

圖4是本實用新型的圓端形復合材料夾心管約束混凝土雙圓孔空心結構的混凝土墩柱的斷面示意圖。