[實用新型]一種復合材料套筒

有效

• 申請號: 201320273828.5
• 申請日: 2013-05-16
• 公開（公告）號: CN203307801U
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發明（設計）人: 劉偉慶;王立新;王俊;方海;祝露
• 申請（專利權）人: 南京工業大學;江蘇省交通規劃設計院股份有限公司
• 主分類號: E02D5/66
• 分類號: E02D5/66;E02D31/06;B32B1/08;B32B27/04;B32B27/06;B32B27/08;B32B15/08
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 徐激波

技術領域

本實用新型涉及復合材料組合管材，更具體的說，是一種應用在土木工程結構領域中，可用于已有結構加固改造、新建結構和樁基護筒，特別適用于作為跨海橋梁、港口工程、海洋和近海地下工程結構中的墩柱及鉆孔灌注樁和人工挖孔樁成孔護筒。

背景技術

在跨海（河）橋梁工程、港口碼頭工程中，鋼管樁基礎已被廣泛使用，其特點是單樁承載力高，抗彎能力強，施工速度快。但是，海洋環境比陸地環境惡劣得多，對鋼結構的腐蝕也尤為嚴重。海洋大氣中的鹽霧、海水中的溶解氧、海洋生物、海底土壤中的細菌等，在鋼管樁未進行有效保護狀態下都可不同程度造成鋼管樁的腐蝕，平均腐蝕速度可達0.3mm/年～0.4mm/年,局部腐蝕速度甚至可達1mm/年，在腐蝕最嚴重的部位易造成鋼管樁局部穿孔，甚至呈截斷狀態，因此影響到碼頭的使用年限和安全。據資料報道，20世紀60年代日本曾發生過多次鋼管樁碼頭由于未采取有效保護，以致造成局部嚴重腐蝕導致碼頭塌陷的事故。可見，對鋼管樁采取及時有效的防腐保護措施是非常必要的。

除鋼管樁外，鉆孔灌注樁也是土木工程領域應用廣泛的另一種樁型。其成孔方法有機械鉆孔和人工挖孔兩種，由于土質不穩定，需要采用護筒護壁對孔樁進行保護，防止塌孔影響施工進度及安全，同時可以起到隔離地表水，導向鉆頭，固定樁位，保護操作原地面的作用。現有護筒中，鋼護筒是現有最常用的護筒之一，但是鋼護筒自重大，運輸吊裝成本高，在使用過程中容易腐蝕，維修成本高，使用壽命短。

目前鋼管樁和鋼護筒防腐保護方法主要分為兩類:防腐涂層保護和陰極保護。根據工程應用效果來看，這兩種保護方法有效期大約是20～30年，遠小于土木工程結構100年的設計壽命，超過期限之后需要重新進行防腐設計。

實用新型內容

本實用新型的目的在于克服現有技術的不足，提供一種復合材料套筒，可部分替代現有鋼管樁和鋼護筒，解決了鋼管樁的腐蝕問題，而且能提高鋼管的承載力，以及解決現有護筒施工復雜，易腐蝕，運輸、維修成本高，使用壽命短的問題。

本實用新型采用的技術方案為：一種復合材料套筒，包括樹脂基纖維增強層和樹脂基石英砂夾砂層；

所述樹脂基纖維增強層通過設置芯模形成內壁層，樹脂基纖維增強層外設置有所述樹脂基石英砂夾砂層，樹脂基石英砂夾砂層外再設置樹脂基纖維增強層，依上述模式所述樹脂基纖維增強層和樹脂基石英砂夾砂層不斷交替設置，最外層為樹脂基纖維增強層；

所述樹脂基石英砂夾砂層為一層或多層。

作為優選，所述復合材料套筒內設有夾芯鋼管或PVC管形成帶芯材的復合材料套筒。

作為優選，所述復合材料套筒的兩端設有加厚層，加厚層包括鋼環和樹脂基纖維增強層，復合材料套筒端部套上鋼環，鋼環外壁設有樹脂基纖維增強層。加厚層的高度最好為20～30cm。

作為優選，所述樹脂基纖維增強層中纖維采用碳纖維、玻璃纖維、玄武巖纖維或芳綸纖維絲；或者不同纖維絲混雜，以85°～45°纏繞角纏繞；所用樹脂為不飽和聚苯樹脂、乙烯基或環氧樹脂。

本實用新型先將浸透樹脂纖維增強材料纏繞在芯模上制作內壁層，內壁層上鋪設樹脂基石英砂夾砂層，夾砂層外纏繞樹脂基纖維增強材料，纖維層與夾砂層如此間隔鋪設到一定厚度，最外層為耐腐蝕的樹脂基纖維增強材料外壁；為提高套筒強度，樹脂基石英砂夾砂層可以鋪設一層，也可以與樹脂基纖維增強材料交替鋪設多層。

本實用新型在套筒的兩端20～30cm長度可進行加厚加強處理，纏繞一定厚度的夾砂層和纖維層后，在套筒端部套上鋼環，鋼環外壁繼續纏繞樹脂基纖維增強材料。

本實用新型將夾芯鋼管、PVC管作為纏繞芯模，在其外表面以一定角度單向或雙向纏繞浸潤樹脂后的纖維絲，纏繞纖維絲與鋪設樹脂基石英砂夾砂層后，無需脫模，便形成了帶芯材的復合材料套筒。

本實用新型如果用于加固有損傷的墩柱，加固時在墩柱表面現場纏繞樹脂基纖維層和樹脂基石英砂夾砂層。

本實用新型提出的復合材料組合套筒可部分替代現有鋼管樁和鋼護筒。對于鋼管樁，本實用新型不僅可以解決鋼管樁的腐蝕問題，而且能提高鋼管的承載力，可用于已銹蝕的鋼管樁加固改造和新建工程，特別適用于作為跨海橋梁、港口工程、海洋和近海地下工程結構中的墩柱和樁基礎，以期獲得良好的結構受力性能、提高鋼管樁的耐久性。對于護筒，本實用新型能解決現有護筒施工復雜，易腐蝕，運輸、維修成本高，使用壽命短的問題，提供一種可通過連續化生產工藝實現的輕質高強、耐腐蝕鋼管復合材料組合護筒。這種護筒不僅便于運輸與施工，還無需維修，縮短建設周期，節省建設資金。

有益效果：：