[實(shí)用新型]一種FRP管約束水泥基復(fù)合材料加固墩柱結(jié)構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201520156252.3
• 申請日: 2015-03-19
• 公開（公告）號: CN204571341U
• 公開（公告）日: 2015-08-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王文煒;李劍鋒;韓國英;鄭宇宙;戴建國
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學(xué);山東道遠(yuǎn)建筑工程有限公司
• 主分類號: E04G23/02
• 分類號: E04G23/02;E01D22/00;E01D101/24
• 代理公司: 江蘇永衡昭輝律師事務(wù)所 32250
• 代理人: 王斌

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于土木工程、建筑工程、公路工程和市政工程領(lǐng)域，涉及一種FRP管約束水泥基復(fù)合材料加固墩柱結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)已廣泛應(yīng)用于土木、民用建筑等工程領(lǐng)域中，現(xiàn)已成為我們生活中應(yīng)用最多的結(jié)構(gòu)。墩柱作為結(jié)構(gòu)的主要受力構(gòu)件，其安全性能影響整個(gè)結(jié)構(gòu)的整體性能。由于施工水平、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)等方面的缺陷，結(jié)構(gòu)的各種病害也逐漸暴露出來，尤其是在惡劣環(huán)境，如凍融、酸、堿和鹽等環(huán)境，以及在河海水沖刷、車輛等撞擊作用下表現(xiàn)的尤為明顯。常見的墩柱結(jié)構(gòu)病害體現(xiàn)在墩柱承載力下降、混凝土保護(hù)層剝落、混凝土開裂之后導(dǎo)致的鋼筋的銹蝕、剛度降低、抗震性能不足等方面。

工程結(jié)構(gòu)中常用的加固墩柱的方法主要有增大截面法、粘貼鋼板法、粘貼FRP布加固、環(huán)向預(yù)應(yīng)力加固等。以上幾種加固方法主要存在鋼板和預(yù)應(yīng)力筋易銹蝕、樹脂易剝落老化、影響結(jié)構(gòu)使用空間以及操作較為繁瑣等問題，尤其對于加固水下墩柱結(jié)構(gòu)，工程量較大、施工成本較高。

在公開號為CN201420198404.1的專利文件中，公開了一種混凝土柱的加固系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用鋼套筒作為施工模板，依靠錨固螺栓將剛模板固定在結(jié)構(gòu)物的表面，在鋼模板與加固結(jié)構(gòu)物之間填充水泥砂漿，缺點(diǎn)在于鋼套筒質(zhì)量較大、易腐蝕、需要分塊拼接、密封性較差，錨固螺栓要固定在加固物的內(nèi)部，對結(jié)構(gòu)損傷較大。

在公開號為CN201320011706.9的專利文件中，公開了一種水下墩柱的加固裝置，在加固結(jié)構(gòu)物頂部設(shè)置鋼支架固定玻璃纖維套管，然后在玻璃纖維套管和加固結(jié)構(gòu)物中間的空隙填充灌漿料，該實(shí)用新型可以克服水下加固墩柱需要構(gòu)筑圍堰的缺陷，但是該裝置對鋼支架的要求較高，需要用錨固螺栓固定在加固結(jié)構(gòu)物表面，尤其墩柱結(jié)構(gòu)上部凈空較小時(shí)無法架設(shè)支架，操作較復(fù)雜且對結(jié)構(gòu)物損傷較大。

在公開號為CN201320011706.9的專利文件中，公開了一種纖維復(fù)合材料網(wǎng)格筋加固水下結(jié)構(gòu)的方法，該實(shí)用新型可以極大的提高加固結(jié)構(gòu)物的抗壓承載力，不需要構(gòu)筑圍堰結(jié)構(gòu)，但施工中采用的隔離體為鋼套管或者不銹鋼套管，需要多節(jié)拼裝而成，而且每一節(jié)套管由縱向剖開的兩部分組成，隔離體兩端需要進(jìn)行混凝土封閉，操作較為繁瑣。加固完成后還需要將套管或者鋼模板切割回收，操作工藝較復(fù)雜且不利于水下施工。

在公開號為CN201010193601.0的專利文件中，公開了一種用強(qiáng)化纖維復(fù)合材料布包裹水中樁柱的加固方法，在使用之前需要用修補(bǔ)砂漿對破損處進(jìn)行修補(bǔ)，并用刮刀刮平修復(fù)至原結(jié)構(gòu)尺寸，然后將樹脂膠涂抹在纖維布表面進(jìn)行加固。該方法用于水下施工時(shí)對潛水員的要求較高，操作較為復(fù)雜，在纏繞纖維布加固墩柱結(jié)構(gòu)時(shí)，不可避免的會將部分水分包裹進(jìn)去，影響樹脂膠的粘結(jié)效果且樹脂膠容易老化。

纖維增強(qiáng)復(fù)合材料和工程用水泥基復(fù)合材料（ECC）的出現(xiàn)，可以很好的彌補(bǔ)這些缺陷。ECC在剪切和軸向荷載作用下，表現(xiàn)出較高的延性和超高的韌性，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通混凝土和鋼纖維混凝土。在增強(qiáng)加固墩柱軸壓承載力的同時(shí)，提高墩柱結(jié)構(gòu)的抗震性能。纖維復(fù)合材料具有較高的抗拉強(qiáng)度，耐腐性和耐久性較好，不僅可以作為施工模板使用，還可以作為加固材料增強(qiáng)墩柱的軸壓承載力，施工完畢后不需要拆卸，操作簡單。

實(shí)用新型內(nèi)容

技術(shù)問題：本實(shí)用新型提供一種充分發(fā)揮了纖維增強(qiáng)復(fù)合材料底座、纖維增強(qiáng)復(fù)合材料管、工程用水泥基復(fù)合材料（ECC）和纖維格柵網(wǎng)片各自的優(yōu)點(diǎn)，他們之間的相互約束作用使得單種材料的優(yōu)良性能都得到了較大的提高，有效的提高了墩柱結(jié)構(gòu)的承載力、抗沖刷能力、抗震性能、延性、抗疲勞和耐久性能的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料管約束水泥基復(fù)合材料加固墩柱結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型加固效果顯著，操作方法簡單，后期的養(yǎng)護(hù)和維修費(fèi)用較低，使用壽命周期明顯延長。

技術(shù)方案：本實(shí)用新型的FRP管約束水泥基復(fù)合材料加固墩柱結(jié)構(gòu)，包括墩柱、設(shè)置在所述墩柱底部的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料底座、圍繞所述墩柱設(shè)置的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料管、設(shè)置在纖維增強(qiáng)復(fù)合材料管上端的限位器、填充在纖維增強(qiáng)復(fù)合材料管與墩柱之間的工程用水泥基復(fù)合材料，纖維增強(qiáng)復(fù)合材料管下端與纖維增強(qiáng)復(fù)合材料底座固定連接在一起，上端通過限位器與墩柱固定連接在一起。限位器包括螺桿、固定在所述螺桿一端的套箍、固定在螺桿另一端的頂片、套在螺桿上的剛性彈簧、Y形擋片以及限位螺帽，所述螺桿一端穿過套箍與墩柱表面固定連接，所述Y形擋片抵壓在纖維增強(qiáng)復(fù)合材料管內(nèi)壁上，并在剛性彈簧的彈力下壓緊，限位螺帽沿螺桿設(shè)置，用以調(diào)整Y型檔片的水平位置。