[發明專利]一種梯度功能混凝土塔柱結構及其施工方法

在審

• 申請號: 201711373004.4
• 申請日: 2017-12-19
• 公開（公告）號: CN108086154A
• 公開（公告）日: 2018-05-29
• 發明（設計）人: 殷永高;章征;呂獎國;鄭偉峰;朱福春;朱星虎;余竹;葛德宏;丁蔚
• 申請（專利權）人: 安徽省交通控股集團有限公司
• 主分類號: E01D19/14
• 分類號: E01D19/14;E01D21/00;E01D101/24
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司 34112
• 代理人: 朱榮

本發明公開了一種梯度功能混凝土塔柱結構，包括有橫斷面由外至內依次設置的功能層和結構層，且功能層與結構層之間設有功能結構過渡區，所述功能層和結構層分別通過澆筑形成，且三者之間形成無宏觀界面的組分梯度過渡、仿生皮膚的混凝土塔柱結構，澆筑時將拌制好的功能層及結構層混凝土運輸到現場進行澆筑，澆筑時，始終保持功能層混凝土頂面高于結構層混凝土約30厘米，邊澆筑，邊振搗，澆筑至4.5米高度時，停止澆筑。本發明有效保障的混凝土施工質量，避免出現蜂窩和麻面的問題，提高混凝土塔柱的耐久性和觀賞性，減少超高塔混凝土結構的后期養護費用，以適應混凝土塔柱對于力學性能、耐久性和美觀性的綜合需求。

技術領域：

本發明涉及塔柱結構施工領域，由其設計一種梯度功能混凝土塔柱結構及其施工方法，適用于大跨徑橋梁索塔工程及其他梯度混凝土結構工程。

背景技術：

作為橋梁的關鍵構件，混凝土塔柱受傳統混凝土材料、構造性能限制和惡劣施工環境影響，施工開裂問題普遍存在，造成塔柱質量存在先天不足，降低了服役期安全、適用和耐久性。同時，傳統灰色混凝土塔柱美觀性不足，影響橋梁與自然、社會環境相協調，增加美化成本。

現代混凝土體積穩定性不良，加之混凝土塔柱在高空、日照、風力、溫差、臨時荷載及立面施工環境等影響下，按照現有施工方法，塔柱開裂問題嚴重，造成混凝土塔柱耐久性存在先天不足，給服役期橋梁的安全、適用和耐久埋下隱患，加劇橋梁運營養護難度。混凝土結構開裂機理和控制方法研究成果，促進了混凝土結構裂縫防治技術發展。然而，在惡劣施工環境下，混凝土塔柱開裂防治問題尚缺乏系統研究，以致當前材料性能、結構設計和施工水平難以保證裂縫達到無害水平。同時，斜拉橋多作為景觀標志建筑，傳統灰色混凝土塔柱美觀性不足，加之施工裂縫和施工節段接縫差，影響橋梁與自然、社會環境相協調，增加了美化成本。

本申請提出了一種新型的“梯度功能混凝土”塔柱結構，通過在外側功能層混凝土及內側結構層混凝土兩種結構層，并研發了新的高抗拉強度及高抗滲性能的混凝土配合比，形成了一整套提高混凝土索塔外觀質量的方法，取得了較好的經濟效益和社會效益。

發明內容：

本發明目的就是為了彌補已有技術的缺陷，提供一種梯度功能混凝土塔柱結構及其施工方法，以適應混凝土塔柱對于力學性能、耐久性和美觀性的綜合需求，提升混凝土塔柱裂縫防治、耐久性防護和美化功能。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種梯度功能混凝土塔柱結構，其特征在于：包括有橫斷面由外至內依次設置的功能層和結構層，且功能層與結構層之間設有功能結構過渡區，所述功能層和結構層分別通過澆筑形成，且三者之間形成無宏觀界面的組分梯度過渡、仿生皮膚的混凝土塔柱結構。

所述的功能層是一種厚度為30-50cm的采用一下配比的白色纖維混凝土結構，其成分及用量為PW52.5低堿白水泥，用量為385 kg/m3、級配符合5～25連續篩分級配的普通石子，用量為1096 kg/m3、細度模數2.15的普通石英砂，用量為701 kg/m3、建材S95級礦粉，用量為95 kg/m3、900D型硅灰，用量為19.8kg/m3、17-12-501YF6型玄武巖纖維，用量為3kg/m3、PCAI高效減水劑，用量為6.3kg/m3；

所述的功能結構過渡區為鋼絲網；

所述的結構層是C50混凝土。

所述的混凝土塔柱結構也可以是混凝土墩身，所述混凝土塔柱或混凝土墩身的構造橫斷面形狀為矩形、圓形或不等邊異形。

所述的梯度功能混凝土塔柱結構的施工方法，其特征在于：具體步驟如下：

（1）澆筑前的準備

（1.1）、勁性骨架加工與安裝