[發明專利]一種裝配式抗爆防護板結構及其制備方法

有效

• 申請號: 201710929323.2
• 申請日: 2017-10-09
• 公開（公告）號: CN107587624B
• 公開（公告）日: 2019-03-29
• 發明（設計）人: 宗周紅;錢海敏;甘露;劉路;院素靜;李明鴻
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: E04B1/92
• 分類號: E04B1/92;E04F13/24;C04B28/00;C04B14/48
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

本發明公開了一種裝配式抗爆防護板結構及其制備方法，該防護板結構由多塊裝配式抗爆防護板單體組合而成，其中每一塊裝配式抗爆防護板單體包括作為內層的鋼板(3)、作為中間層的超高性能混凝土層(2)和作為外層的泡沫鋁層(1)，所述鋼板與超高性能混凝土層澆筑成整體，所述泡沫鋁層與超高性能混凝土層通過結構膠粘結，所述鋼板的背面焊有U形耗能鋼片和裝配掛鉤。本發明利用泡沫鋁對爆炸沖擊波能量卓越的吸收能力，超高性能混凝土的高延性，以及鋼板與其背面的U形耗能鋼片的高韌性和變形耗能能力，達到保障重要承重構件的安全的目的。同時，本發明具有節約成本、質量可控和施工方便的優點。

技術領域

本發明涉及一種土木工程結構物承重構件的抗爆防護技術，屬于土木工程的防災減災技術領域。

背景技術

近年來，世界各地恐怖事件頻發，大型房屋建筑、橋梁等重要公共設施均成為恐怖分子的首要爆炸破壞目標，其手段包括了汽車炸彈、人體炸彈等，造成了結構的破壞和人員傷亡。此外，偶然爆炸事件，例如油罐車、煙花爆竹貨車在運輸途中的爆炸、工廠粉塵爆炸、加油站爆炸均造成了大量結構物坍塌和人員傷亡，其社會影響惡劣，已受到了廣泛的重視。更為重要的是，隨著國際形勢的逐步緊張，大型結構物如橋梁、電站以及重要機關大樓均可能在戰爭期間成為攻擊目標，其破壞帶來的損失是不可估量的。

橋墩、柱子和剪力墻等是大型結構物的承重構件，在爆炸荷載下，無抗爆防護措施的承重構件很容易破壞，其破壞的后果是災難性的，往往導致結構物的倒塌，喪失功能。因此，目前承重構件的抗爆防護研究在國內外受到廣泛關注。

在需要進行抗爆防護的結構外層包鋼是最典型的做法，但此做法通常因為沒有考慮沖擊波的反射疊加特性，抗爆防護效果一般。此外加厚混凝土層，增加整體剛度也是一種較為普遍的做法，然而此做法常因施工質量不佳，在接觸爆炸或近場爆炸時，抗爆防護效果不佳，且施工成本較大。

近年來，研究發現泡沫鋁對爆炸沖擊波能量有著卓越的吸收能力，能較大程度地減小峰值應力，在爆炸沖擊波的反射疊加的情況下也表現出良好的吸收能量的能力，但單獨作為抗爆防護層并不能起到最好的效果，通常作為夾層或表層作為抗爆防護層。另外，超高性能混凝土由于鋼纖維的存在，具有高延性、高韌性和高斷裂能的特點，也逐步被用作抗爆防護層。

裝配式構件由于施工質量可控，施工周期短，全壽命周期成本低等特點在國內外被廣泛推廣，已經在房屋建筑行業成為主流的建造模式，橋梁結構的裝配化也在高速發展中。為適應裝配化的進程，抗爆防護產品也應遵循行業發展，結合裝配化的優勢發展。裝配式的抗爆防護板產品不僅適用于新建結構，對于已建成的結構物也具有良好的兼容性。

發明內容

技術問題：本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種裝配式抗爆防護板結構及其施工方法。目前國內并未出臺房屋及橋梁結構的抗爆設計規范，而爆炸事件頻發，造成了重大損失，已引起了廣泛的重視。新建或已建成的結構物有抗爆防護需求時，其施工成本巨大，且由于現場施工質量的不可控性，傳統的抗爆防護措施并沒有很好的效果。本發明通過工廠預制、現場裝配的形式，將三種抗爆性能突出的材料組合成抗爆防護板，不僅節約成本，還達到了施工方便、質量可控和保障重要承重構件的安全的目的。

技術方案：本發明的裝配式抗爆防護板結構由多塊裝配式抗爆防護板單體組合而成，其中每一塊裝配式抗爆防護板單體包括作為內層的鋼板、作為中間層的超高性能混凝土層和作為外層的泡沫鋁層。

其中：

所述泡沫鋁層的厚度為5-15cm。

所述鋼板的厚度為2cm～4cm。

所述鋼板的背面焊有U形耗能鋼片，所述U形耗能鋼片的厚度為0.5-1.5cm，U形耗能鋼片的開口的間距應保證安裝完成后與被防護的結構表面貼合；所述U形耗能鋼片布置間距為300～600mm，數量視實際情況而定。