專利名稱：新型鋼筋混凝土組合墩柱及其施工方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種新型鋼筋混凝土組合墩柱及其施工方法，屬于結構工程技術領域。
背景技術：
橋梁墩柱是橋梁結構體系中抵抗地震側向力作用的主要構件，橋墩受到的直接破壞以及由此延伸的上部結構次生震害是地震中橋梁破壞的主要原因。在地震中，不僅受到嚴重破壞的橋墩要重建，而且輕微損傷但留有嚴重殘余變形的橋墩因為上部結構難于再回復到原先的位置也需要重建。因此橋墩結構不僅要求有高強度和高延性，而且要求震后橋墩的殘余變形控制在合適的范圍內，以利于其震后的可用性和可修復性。研究發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有橋梁墩柱結構還存在以下的問題:(1) 當構件縱筋屈服以后，構件的承載力基本保持不變或者變化很??；(2)當構件達到極限荷載以后，普通鋼筋混凝土柱的承載能力迅速退化甚至破壞。由于上述問題的存在不利于橋墩殘余變形的減小和延性的提高。

發(fā)明內容
本發(fā)明針對上述現(xiàn)有技術存在的問題作出改進，即本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種新型鋼筋混凝土組合墩柱及其施工方法，該新型鋼筋混凝土組合墩柱能夠提高混凝土的承載性能和抗震性能、減小結構自重，而且具有在海洋、潮濕和鹽堿地等惡劣環(huán)境下耐腐蝕的特性，適用于近斷層附近的橋梁以及海洋、潮濕和鹽堿地等惡劣環(huán)境下建筑、橋梁、地下工程和特殊結構的混凝土新型組合墩柱結構。
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為了解決上述技術問題，本發(fā)明的技術方案一是:一種新型鋼筋混凝土組合墩柱，包括纖維增強復合材料管，該纖維增強復合材料管內沿其長度方向布設有多根普通鋼筋和多根纖維筋，該些普通鋼筋和纖維筋均由若干根箍筋圈住于纖維增強復合材料管內的中部，所述纖維增強復合材料管內澆筑有混凝土。優(yōu)選的，所述普通鋼筋與纖維筋交叉布置或分層布置。優(yōu)選的，所述纖維筋為玄武巖纖維筋或者碳纖維筋。優(yōu)選的，所述纖維增強復合材料管為玄武巖纖維管或者碳纖維管。優(yōu)選的，所述纖維增強復合材料管是由單向纖維布或雙向纖維布制作而成。優(yōu)選的，所述纖維增強復合材料管的橫截面為圓形、橢圓形或多邊形。為了解決上述技術問題，本發(fā)明的技術方案二是:一種新型鋼筋混凝土組合墩柱的施工方法，按以下步驟進行:(1)配筋:將普通鋼筋與纖維筋混合配筋，配筋時由多根箍筋同時圈住多根普通鋼筋和多根纖維筋；(2)包管:用纖維增強復合材料管包裹配筋后的筋條，包裹時將該些筋條設置于纖維增強復合材料管內的中部；(3)澆筑:往纖維增強復合材料管內燒筑混凝土。優(yōu)選的，步驟(I)中的混合配筋方式是將普通鋼筋與纖維筋交叉布置或分層布置。優(yōu)選的，步驟(I)中的纖維筋為玄武巖纖維筋或者碳纖維筋。
優(yōu)選的，步驟(2)中的纖維增強復合材料管為玄武巖纖維管或者碳纖維管，所述纖維增強復合材料管是由單向纖維布或雙向纖維布制作而成，所述纖維增強復合材料管的橫截面為圓形、橢圓形或多邊形。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下有益效果該組合墩柱以纖維增強復合材料管作為混凝土澆筑的模板，能提高管內混凝土強度，從而提高了混凝土柱的承載性能和延性性能，其抗震性能也顯著增強。同時，將纖維筋與普通鋼筋混合配置，當普通鋼筋屈服以后，由于纖維筋的線彈性特點可以繼續(xù)提高墩柱的承載力，保證墩柱具有穩(wěn)定的屈服后剛度，從而減小墩柱的殘余變形，同時考慮纖維筋與混凝土的弱粘結作用來消除纖維筋突然斷裂的危險性，增強結構的抗震性能和可修復性能；纖維材料耐腐蝕的特點能使該混凝土新型組合墩柱具有在海洋、潮濕和鹽堿地等惡劣環(huán)境下耐腐蝕的特性。下面結合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步詳細的說明。


圖1為本發(fā)明實施例一的構造示意圖。圖2為本發(fā)明實施例二的構造示意圖。圖3為本發(fā)明實施例三的構造示意圖。圖4為本發(fā)明實施例四的構造示意圖。圖中1-纖維增強復合材料管，2-混凝土，3-普通鋼筋，4-箍筋，5-纖維筋。
具體實施例方式如圖f 4所示，一種新型鋼筋混凝土組合墩柱，包括纖維增強復合材料管1，該纖維增強復合材料管I內沿其長度方向布設有多根普通鋼筋3和多根纖維筋4，該些普通鋼筋3和纖維筋5均由若干根箍筋4圈住于纖維增強復合材料管I內的中部，所述纖維增強復合材料管I內燒筑有混凝土 2。纖維增強復合材料(Fiber Reinforced Polymer, FRP)具有耐腐蝕、輕質、高強等極其優(yōu)越的性能，將FRP管作為混凝土柱澆注的模板，不僅顯著提高了混凝土柱的軸向抗壓強度，塑性和韌性性能也大為改善，而且FRP管可以提高墩柱的延性，從而改善墩柱的抗震性能。在實施例一如圖1所示，六根普通鋼筋3與六根纖維筋5等間隔交叉布置，所述纖維增強復合材料管I的橫截面為圓形。在實施例二 如圖2所示，六根普通鋼筋3與六根纖維筋5分層布置，六根普通鋼筋3等間隔圍成一外圈，六根纖維筋5等間隔圍成一內圈；所述纖維增強復合材料管I是由單向纖維布制作而成，所述纖維增強復合材料管I的橫截面為圓形，外圈、內圈均與纖維增強復合材料管I同心。在實施例三如圖3所示，六根普通鋼筋3與六根纖維筋5分層布置，六根普通鋼筋3等間隔圍成一內圈，六根纖維筋5等間隔圍成一外圈；所述纖維增強復合材料管I是由雙向纖維布制作而成，所述纖維增強復合材料管I的橫截面為圓形，外圈、內圈均與纖維增強復合材料管I同心。在實施例三如圖4所示，四根普通鋼筋3與四根纖維筋5等間隔交叉布置，所述纖維增強復合材料管I的橫截面為矩形，四根普通鋼筋3分別位于矩形箍筋4的四個直角，四根纖維筋5分別位于矩形箍筋4四條邊的中點。在上述實施例中，所述纖維筋5可以是玄武巖纖維筋或者碳纖維筋等，所述纖維增強復合材料管I可以是玄武巖纖維管或者碳纖維管等；所述普通鋼筋3與纖維筋5的布設位置并不局限于各個實施例所述的位置，所述纖維增強復合材料管I的橫截面還可以是為橢圓形、其它多邊形或異形。該新型鋼筋混凝土組合墩柱與已有技術相比，具有以下優(yōu)點(I)有效地減小墩柱的殘余位移，便于震后墩柱的快速修復；(2)很好地提高墩柱的延性性能，保證墩柱在強震作用下仍能正常使用；(3)較好地解決鋼筋混凝土結構自重大、施工不方便、承載力低的缺點；(4)較好地解決傳統(tǒng)鋼筋混凝土結構耐久性差的缺點，在沿海、腐蝕、北方寒冷地區(qū)的橋梁、建筑以及地下樁等領域具有廣闊的應用前景和發(fā)展空間；(5)這種新的結構形式將為新型結構體創(chuàng)新和現(xiàn)代結構向高強、質輕、安全、耐久性好等方面發(fā)展奠定基礎。如圖f 4所示，一種新型鋼筋混凝土 2組合墩柱的施工方法，按以下步驟進行
(I)配筋將普通鋼筋3與纖維筋5混合配筋，配筋時采用多根箍筋4進行約束，即由箍筋4同時圈住多根普通鋼筋3和多根纖維筋5 ; (2)包管用纖維增強復合材料管I包裹配筋后的筋條，包裹時將該些筋條設置于纖維增強復合材料管I內的中部；(3)澆筑往纖維增強復合材料管I內燒筑混凝土 2。在本實施例中，步驟(I)中的混合配筋方式可以將普通鋼筋3與纖維筋5交叉布置或分層布置。步驟(I)中的纖維筋5可以是玄武巖纖維筋或者碳纖維筋，步驟(2)中的纖維增強復合材料管I可以是玄武巖纖維管或者碳纖維管。所述纖維增強復合材料管I可以由單向纖維布或雙向纖維布制作而成，所述纖維增強復合材料管I的橫截面為圓形、橢圓形或多邊形。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，凡依本發(fā)明申請專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
權利要求
1.一種新型鋼筋混凝土組合墩柱，其特征在于:包括纖維增強復合材料管，該纖維增強復合材料管內沿其長度方向布設有多根普通鋼筋和多根纖維筋，該些普通鋼筋和纖維筋均由若干根箍筋圈住于纖維增強復合材料管內的中部，所述纖維增強復合材料管內澆筑有混凝土。
2.根據(jù)權利要求1所述的新型鋼筋混凝土組合墩柱，其特征在于:所述普通鋼筋與纖維筋交叉布置或分層布置。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的新型鋼筋混凝土組合墩柱，其特征在于:所述纖維筋為玄武巖纖維筋或者碳纖維筋。
4.根據(jù)權利要求1所述的新型鋼筋混凝土組合墩柱，其特征在于:所述纖維增強復合材料管為玄武巖纖維管或者碳纖維管。
5.根據(jù)權利要求1或4所述的新型鋼筋混凝土組合墩柱，其特征在于:所述纖維增強復合材料管是由單向纖維布或雙向纖維布制作而成。
6.根據(jù)權利要求1所述的新型鋼筋混凝土組合墩柱，其特征在于:所述纖維增強復合材料管的橫截面為圓形、橢圓形或多邊形。
7.一種新型鋼筋混凝土組合墩柱的施工方法，其特征在于，按以下步驟進行:(1)配筋:將普通鋼筋與纖維筋混合配筋，配筋時由多根箍筋同時圈住多根普通鋼筋和多根纖維筋；(2)包管:用纖維增強復合材料管包裹配筋后的筋條，包裹時將該些筋條設置于纖維增強復合材料管內的中部；(3)澆筑:往纖維增強復合材料管內澆筑混凝土。
8.根據(jù)權利要求7所述的新型鋼筋混凝土組合墩柱的施工方法，其特征在于:步驟(I)中的混合配筋方式是將普通鋼筋與纖維筋交叉布置或分層布置。
9.根據(jù)權利要求7所述的新型鋼筋混凝土組合墩柱的施工方法，其特征在于:步驟(I)中的纖維筋為玄武巖纖維 筋或者碳纖維筋。
10.根據(jù)權利要求7所述的新型鋼筋混凝土組合墩柱的施工方法，其特征在于:步驟(2)中的纖維增強復合材料管為玄武巖纖維管或者碳纖維管，所述纖維增強復合材料管是由單向纖維布或雙向纖維布制作而成，所述纖維增強復合材料管的橫截面為圓形、橢圓形或多邊形。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種新型鋼筋混凝土組合墩柱，該組合墩柱包括纖維增強復合材料管，該纖維增強復合材料管內沿其長度方向布設有多根普通鋼筋和多根纖維筋，該些普通鋼筋和纖維筋均由若干根箍筋圈住于纖維增強復合材料管內的中部，所述纖維增強復合材料管內澆筑有混凝土。本發(fā)明還涉及相應的一種新型鋼筋混凝土組合墩柱施工方法。本發(fā)明不僅能夠提高墩柱結構的承載能力，而且能夠有效提高墩柱的抗震性能和震后的可修復性能，并且減小結構自重，在海洋、潮濕和鹽堿地等惡劣環(huán)境下具有耐腐蝕的特性。
文檔編號E01D101/24GK103074847SQ201310023288
公開日2013年5月1日 申請日期2013年1月21日 優(yōu)先權日2013年1月21日
發(fā)明者姜紹飛, 沈圣, 張崇祥, 吳兆旗, 方圣恩 申請人:福州大學