[發明專利]一種采用SMA-預應力筋系統的節段拼裝FRP增強鋼管混凝土橋墩

有效

• 申請號: 201710221722.3
• 申請日: 2017-04-06
• 公開（公告）號: CN107905091B
• 公開（公告）日: 2019-09-13
• 發明（設計）人: 朱春陽;孫麗;張春巍;劉海成;金嶠;孫威;魏明海
• 申請（專利權）人: 沈陽建筑大學
• 主分類號: E01D19/02
• 分類號: E01D19/02
• 代理公司: 沈陽優普達知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 21234
• 代理人: 俞魯江

本發明涉及一種采用SMA?預應力筋體系的FRP增強鋼管混凝土節段拼裝式橋墩。由SMA?預應力筋體系以及FRP增強鋼管混凝土墩身兩部分組成。所述SMA?預應力筋體系由SMA絲材或棒材與普通預應力鋼絞線或FRP筋通過連接板串聯而成。所述FRP增強鋼管混凝土墩身由節段連接而成。FRP增強鋼管混凝土節段通過錯位布置FRP?鋼復合管與核心混凝土實現承插式連接構造，各節段視橋墩采用焊接鋼管、灌注核心混凝土后澆帶實現濕連接，也可以采用內置橡膠墊或結構膠并依靠預應力筋實現干連接。本發明解決墩柱大變形下節段接縫處剪切變形和節段分離的問題，同時提高墩柱底部節段容許損傷能力，提高橋墩的耐久性。利于橋梁結構裝配化的發展，滿足惡劣環境下全裝配式橋梁的功能要求。

技術領域

本發明涉及一種采用SMA-預應力筋系統的節段拼裝FRP增強鋼管混凝土橋墩，可用于裝配式橋梁工程中。

背景技術

全預制裝配式橋梁即適用于交通壓力大、施工場地緊張的城市高架橋建設中，也適用于自然環境惡劣、運輸條件復雜，有效施工時間短的高寒、山區、海洋等地區的橋梁建設中。實現全預制裝配式橋梁的關鍵在于橋梁下部結構，即橋梁墩臺的裝配化。預應力節段拼裝技術是實現橋墩裝配化的一種有效手段，該技術具有施工速度更快、自恢復變形能力強以及震后殘余變形小等優點，特別適用于交通繁忙的城市橋梁修建，但也應注意到該橋墩也存在一些缺陷，比如預應力節段拼裝橋墩耗能能力較傳統現澆橋墩差,大變形時由于墩身軸力成本增長，底部節段易發生破壞，墩柱魯棒性差，尚無成熟的理論方法可供參考等，這些不足限制了預應力節段拼裝橋墩的推廣。

發明內容

本發明解決傳統預應力節段拼裝橋墩耗能性能與自復位功能之間矛盾。基于SMA的超彈性特性與組合柱體的結構特點，提供一種合理的FRP增強鋼管混凝土節段形式與SMA-預應力筋體系。

本發明采用的技術方案是：

一種采用SMA-預應力筋體系的FRP增強鋼管混凝土節段拼裝式橋墩，利用核心混凝土與鋼管的相對位置設定實現節段間的承插式連接，利用復合約束混凝土提高節段的容許損傷能力，利用外部FRP實現節段連接后的增強與防腐保護；橋墩由SMA-預應力筋系統與FRP增強鋼管混凝土節段拼裝橋墩組成。

本發明的優點是：

1、通過設置SMA-預應力筋體系，利用SMA超彈性特性緩解了節段拼裝橋墩自復位與耗能之間的矛盾，墩體在保證自自復位功能的前提下增強了耗能能力。

2、充分利用了FRP增強鋼管混凝土的組合形式特點，實現了節段承插式連接，通過核心混凝土、鋼管拼接位置分離設置，保證了節段拼裝后墩體的力學性能。

3、通過在柱體表面以不同方式布置FRP，保證了拼裝后柱體的連續性，同時通過調整不同部位節段的FRP-鋼復合管的設計指標，實現了柱體不同受力部位的差異化構造，柱體可設計性強。

附圖說明

圖1是SMA-預應力筋系統示意圖。

圖2是墩身節段示意圖。

圖3是橋墩示意圖。

具體實施方式

下面結合說明書附圖1-3及實施例對本發明進一步詳細說明。

一種采用SMA-預應力筋體系的FRP增強鋼管混凝土節段拼裝式橋墩，利用核心混凝土與鋼管的相對位置設定實現節段間的承插式連接，利用復合約束混凝土提高節段的容許損傷能力，利用外部FRP實現節段連接后的增強與防腐保護；橋墩由SMA-預應力筋系統與FRP增強鋼管混凝土節段拼裝橋墩組成。

SMA-預應力筋系統采用SMA棒材或絲材，與預應力鋼絞線或FRP筋通過連接器串聯。

SMA絲材或棒材是SMA材料極限強度高于普通預應力筋強度。