一种FRP管与半现浇半预制再生混凝土预应力叠合桥墩及制备方法技术

本发明专利技术公开一种FRP管与半现浇半预制再生混凝土预应力叠合桥墩及制备方法，叠合桥墩由FRP管、钢管、FRP管与钢管之间布置的预应力钢筋、纵筋、箍筋、承台中的普通混凝土、FRP管与钢管之间及钢管内的再生骨料混凝土以及承台中的再生块体混凝土组成，FRP管、钢管及二者之间的预应力筋、纵筋、箍筋、再生骨料混凝土形成一个带有竖向预应力的预制空心预应力墩身，待其施工完成后，将预制空心预应力墩身与用再生块体混凝土作混凝土基本骨架的承台锚固在一起，并在钢管内浇筑钢筋再生骨料混凝土，即形成FRP管与半现浇半预制再生混凝土预应力叠合桥墩，其中预制预应力芯柱采用先张法制作，本发明专利技术整体经济便捷，显著提高桥墩结构的抗震、承载能力和耐久性能。

【技术实现步骤摘要】
一种FRP管与半现浇半预制再生混凝土预应力叠合桥墩及制备方法
本专利技术属于土木工程
，具体涉及一种FRP管与半现浇半预制再生混凝土预应力叠合桥墩。
技术介绍
随着经济的快速发展和城市化进程的加快，旧建筑物拆除导致废弃物的堆积和新建筑物建设对建筑资源的大量需求，致使在造成环境污染、土地占用的同时又使得原本资源短缺的现状愈演愈烈，带来了一系列能源消耗、环境污染的问题，人与资源环境之间的矛盾日益加重，走可持续发展道路，对建筑垃圾再利用的行动已迫在眉睫。据统计，我国每年产生的混凝土垃圾量每年以8%的速度增长，预计2020年达到6.38亿吨，而天然骨料却以每年约80亿吨的量被消耗，将建筑垃圾中的混凝土制成再生骨料混凝土或再生块体混凝土放置于结构中，循环利用、变废为宝，解决了资源与环境的问题，实现了建筑行业的可持续发展。传统桥墩以钢筋混凝土形式为主，虽有刚度大、整体性好，但抗腐蚀性能及受压屈曲的问题较为薄弱。而本专利技术所涉及的FRP管再生混凝土叠合桥墩结合了传统钢筋混凝土、钢管混凝土、预应力、建筑垃圾再利用和FRP新型材料五者的优点，施工简单，造价较低，有效解决了传统桥墩抗腐蚀差、抗屈曲能力低的缺点。
技术实现思路
为提供一种节能环保、耐腐蚀、抗屈曲能力好的钢管混凝土，本专利技术提供一种FRP管与半现浇半预制再生混凝土预应力叠合桥墩及制作方法。墩身采用FRP复合材料，在FRP管与钢管之间浇筑预制预应力再生骨料混凝土层，钢管内浇筑再生骨料混凝土，承台则以再生块体混凝土为基体，浇筑普通混凝土制成。为了解决上述问题及实现上述要求，本专利技术采取如下的技术解决方案：一种FRP管与半现浇半预制再生混凝土预应力叠合桥墩，其特征在于，外层FRP管与钢管之间布置多根预应力筋及箍筋、纵筋，二者之间浇筑再生骨料混凝土，FRP管、钢管、预应力筋、箍筋、纵筋和再生骨料混凝土形成一个预制空心预应力墩身，钢管内部放置由箍筋、纵筋组成的钢筋笼，并浇筑再生骨料混凝土，承台为再生块体混凝土承台。所述的预应力筋为螺纹钢筋、刻痕钢丝或钢绞线。墩身截面为圆形、方形、矩形。一个墩身中可有多个预制空心预应力墩身，相邻预制空心预应力墩身之间均浇筑再生骨料混凝土，组成多芯柱叠合桥墩。预制芯柱内、外均浇筑再生骨料混凝土。墩身最外层为FRP管。一种FRP管与半现浇半预制再生混凝土预应力叠合桥墩的制备方法，其特征在于步骤如下：（1）在FRP管与钢管之间沿其长度方向放置多根预应力筋、箍筋、纵筋，并在FRP管与钢管之间浇筑再生骨料混凝土，振捣密实；（2）待其到达一定强度后，切断预应力筋并进行放张，形成预制空心预应力墩身，待再生块体混凝土承台浇筑完成并达到一定强度后，将预制空心预应力墩身通过预埋锚栓和承台连接，并在钢管内放置钢筋笼及浇筑再生骨料混凝土，即形成FRP管与半现浇半预制再生混凝土预应力叠合桥墩。FRP管内径与预制芯柱半径之差大于10cm。提前将废旧混凝土块体充分浇水润湿，浇筑再生块体混凝土承台时，在成型模板内投放提前润湿的废旧混凝土块体，再加入普通混凝土，再生块体混凝土与普通混凝土的重量比在2:1-4:1之间。本专利技术的创新性：（1）墩身外层复合材料FRP管作为结构的一部分，免去后期拆模的工序，缩短施工工期，节省人力、物力、财力，且FRP管具有轻质高强的特点，使桥墩的抗腐蚀能力、耐久性能显著提高。（2）现浇钢管混凝土较钢筋混凝土而言抗压、抗剪能力显著提高，在相同承载力下可缩小墩身截面，扩大使用空间的同时又可大大较少混凝土用量，减小结构自重；抗屈曲能力较好，解决了桥墩局部失稳的问题；塑性、韧性较强，工作可靠度得到提高；可防止混凝土脆性破坏，充分发挥混凝土的作用。（3）预制预应力再生骨料混凝土层中预应力钢筋可以有效提高桥墩的弹性刚度和延性，且能减小地震后的桥墩的残余变形，耗能能力强，具有良好的自复位能力。（4）墩身中浇筑再生混凝土，具有绿色，节能，降低成本的特点。（5）利用再生块体混凝土材料做承台，很大简化了废弃混凝土利用时的处理过程，使建筑垃圾得到了高效的循环利用，实现了建筑业的可持续发展。附图说明图1为一种圆形截面FRP管与圆形截面预制钢管混凝土预应力芯柱俯视图。图2为一种圆形截面FRP管与方形截面预制钢管混凝土预应力芯柱俯视图。图3为一种方形截面FRP管与圆形截面预制钢管混凝土预应力芯柱俯视图。图4为一种方形截面FRP管与方形截面预制钢管混凝土预应力芯柱俯视图。图5为承台轴侧图。图6为一种FRP管与半现浇半预制再生混凝土预应力叠合桥墩俯视图。图7为一种FRP管与半现浇半预制再生混凝土预应力多芯柱叠合桥墩俯视图。图8为一种FRP管与半现浇半预制再生混凝土预应力叠合桥墩轴侧图。图中：1—FRP管；2—箍筋；3—纵筋；4—再生混凝土；5—钢管；6—预应力钢筋，7—再生块体混凝土。具体实施方式下面结合说明书附图对本专利技术做进一步的描述。实施例1:一种圆形截面FRP管与圆形截面预制钢管混凝土预应力叠合桥墩。1根据设计要求，确定钢管（5）、再生块体混凝土（7）的尺寸和预应力筋（6）数量、直径、布置位置，以及再生骨料混凝土（4）、普通混凝土（8）的强度和配合比。2.固定FRP管（1）及钢管（5），按设计要求在二者之间布置预应力筋（6）、箍筋（2）、纵筋（3），对预应力钢筋（6）张拉、锚固并支好承台模板，将再生块体混凝土（7）有间隙的布置于其模板中。3.将再生骨料混凝土（4）及普通混凝土（8）分别泵送至FRP管与钢管之间夹层及承台模板内，并振捣密实。4.待再生骨料混凝土（4）达到一定强度后，切断预应力筋（6），进行放张，形成预制空心预应力墩身，并将承台模板拆除，形成再生块体混凝土承台。5.将预制钢管混凝土预应力芯柱及再生块体混凝土承台运送至施工现场，将其二者锚固在一起，并安装固定在桥墩预定位置。6.在钢管内放置由箍筋（2）、纵筋（3）组成的钢筋笼，并浇筑再生骨料混凝土（4），即形成带有8根预应力筋的FRP管与半现浇半预制再生混凝土预应力叠合桥墩。实施例2:一种圆形截面FRP管与方形截面预制钢管混凝土预应力叠合桥墩。该叠合桥墩施工步骤和实施例1一致。实施例3:一种方形截面FRP管与圆形截面预制钢管混凝土预应力叠合桥墩。该叠合桥墩施工步骤和实施例1一致。实施例4:一种方形截面FRP管与方形截面预制钢管混凝土预应力叠合桥墩。该叠合桥墩施工步骤和实施例1一致。实施例5:一种FRP管与半现浇半预制再生混凝土预应力多芯柱叠合桥墩。1.根据设计要求，确定钢管（5）、再生块体混凝土（7）的尺寸和预应力筋（6）数量、直径、布置位置，以及再生骨料混凝土（4）、普通混凝土（8）的强度和配合比。2.固定FRP管（1）及钢管（5），按设计要求在二者之间布置预应力筋（6）、箍筋（2）、纵筋（3），对预应力钢筋（6）张拉、锚固并支好承台模板，将再生块体混凝土（7）有间隙的布置于其模板中。3.将再生骨料混凝土（4）及普通混凝土分别泵送至FRP管与钢管之间夹层及承台模板内，并振捣密实。4.待再生骨料混凝土（4）达到一定强度后，切断预应力筋（6），进行放张，形成预制空心预应力墩身，并将承台模板拆除，形成再生块体混凝土承台。5.将预制钢管混凝土预应力芯柱及再生块体混凝土承台运送至施工现场，将其二者锚固在一起，并安本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种FRP管与半现浇半预制再生混凝土预应力叠合桥墩，其特征在于，外层FRP管（1）与钢管（5）之间布置多根预应力筋（6）及箍筋（2）、纵筋（3），二者之间浇筑再生骨料混凝土（4），FRP管（1）、钢管（5）、预应力筋（6）、箍筋（2）、纵筋（3）和再生骨料混凝土（4）形成一个预制空心预应力墩身，钢管（5）内部放置由箍筋（2）、纵筋（3）组成的钢筋笼，并浇筑再生骨料混凝土（4），承台为再生块体混凝土承台。

【技术特征摘要】
1.一种FRP管与半现浇半预制再生混凝土预应力叠合桥墩，其特征在于，外层FRP管（1）与钢管（5）之间布置多根预应力筋（6）及箍筋（2）、纵筋（3），二者之间浇筑再生骨料混凝土（4），FRP管（1）、钢管（5）、预应力筋（6）、箍筋（2）、纵筋（3）和再生骨料混凝土（4）形成一个预制空心预应力墩身，钢管（5）内部放置由箍筋（2）、纵筋（3）组成的钢筋笼，并浇筑再生骨料混凝土（4），承台为再生块体混凝土承台。2.根据权利要求1所述的一种FRP管与半现浇半预制再生混凝土预应力叠合桥墩，其特征在于，所述的预应力筋（6）为螺纹钢筋、刻痕钢丝或钢绞线。3.根据权利要求1所述的一种FRP管与半现浇半预制再生混凝土预应力叠合桥墩，其特征在于，墩身截面为圆形、方形、矩形。4.根据权利要求1所述的一种FRP管与半现浇半预制再生混凝土预应力叠合桥墩，其特征在于，一个墩身中可有多个预制空心预应力墩身，相邻预制空心预应力墩身之间均浇筑再生骨料混凝土，组成多芯柱叠合桥墩。5.根据权利要求1所述的一种FRP管与半现浇半预制再生混凝土预应力叠合桥墩，其特征在于，预制芯柱内、外均浇筑再生骨料混凝土（4）。6.根据权利要求1所述的一种FRP管与半现浇半...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷斌，李召行，郑辉，熊进刚，田钦，晏育松，
申请(专利权)人：南昌大学，
类型：发明
国别省市：江西,36