分段钢纤维混凝土预制壳壁制造技术

本实用新型专利技术涉及一种分段钢纤维混凝土预制壳壁。本实用新型专利技术的组成包括：固定安装在需加固的压弯构件（1）塑性铰区域的一组预制壳壁段（2），每个所述的预制壳壁段上具有一组环向排列设置纵筋的孔（3），所述的设置纵筋的孔里面布置无粘结纵向钢筋（4），且在塑性铰区域两端与需加固的压弯构件有可靠固定连接。本实用新型专利技术可提高施工速度，且加固施工方便；可提高需加固压弯构件的延性和耗能能力；可提高需加固压弯构件的抗弯强度。适用于桥梁等结构中压弯构件（桥墩等）塑性铰区域抗震性能加固。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种分段钢纤维混凝土预制壳壁。
技术介绍
近年来随着我国国民经济的持续高速发展，桥梁建设也取得了举世瞩目的成就。 我国桥梁建设的跨越式发展为推动学科进步提供了良好的机遇，但同时也对研究人员和工程技术人员提出了空前的挑战。桥梁是生命线工程的重要一环，其建设成本高，一旦遭到地震破坏，将会导致巨大的经济损失，且震后修复极其困难，极大地影响人民的生活和生产秩序。我国地处环太平洋地震带和欧亚地震带之间，国土的大部分地区为地震区，特别是我国的西部地区多为强震区，地震活动频繁。我国如此量大面广的桥梁建设必然给桥梁抗震提出了一系列新的课题。近40年来，由于地震灾害的教训，使各国学者对桥梁抗震十分重视，开展了广泛的研究。美国San Fernando地震(1971年)，中国唐山大地震(1976年)，美国Loma Prieta 地震(1989年)，美国Northridge地震(1994年)，日本阪神大地震(1995年)，中国台湾的集集地震(1999年)，中国汶川大地震(2008年)等等都造成了公路和铁路桥梁的严重毁坏，给抗震救灾造成巨大的困难，使生命财产遭到非常巨大的损失。因此，应更好地认识地震对公路、铁路桥梁的影响及破坏规律，进而深入研究震损桥梁恢复加固和既有桥梁的抗震性能评定、抗震加固措施。目前，国内外桥梁抗震加固主要采取以下技术措施(1)在伸缩缝、铰和梁端等上部接缝处采用拉杆、挡块或者增加支承面宽度等措施，以防止落梁震害的发生；(2)增加钢筋混凝土桥墩的横向约束，提高其抗弯延性和抗剪强度，防止桥墩弯曲和剪切震害； (3)采用减隔震技术及专门的耗能装置，提高桥梁的抗震性能。例如采用铅芯橡胶耗能支座、智能支座等。美国、日本等桥梁抗震加固水平最高的国家，已经把加固的重点从以前单一的防落梁构造措施，转移到重视桥墩整体延性上来，以保证加固后的桥梁与新建桥梁的抗震能力相当。近20年来，制造IOOMPa甚至更高强度的混凝土已经没有困难.但混凝土强度增加，其脆性也加大，为克服这种缺陷，改善高强混凝土的力学性能，提高抗裂强度，通常在高强混凝土基体中掺人一定量的钢纤维。钢纤维混凝土中钢纤维含量越高，增强作用越明显。钢纤维高强混凝土的力学性能优异，其不仅大幅度地提高强度，且能保证延性，可用于大跨度、高耸、重载和薄壁结构中，若用于承受动荷载(例如地震作用)的结构中效果更为显著，可见钢纤维高强混凝土是十分适用于抗震加固的良好材料。与普通钢筋混凝土比较而言，利用钢纤维混凝土进行抗震加固，将必定能更高地提高所需加固构件(或结构) 的抗震性能。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种分段钢纤维混凝土预制壳壁抗震性能加固装置，利用分段高强钢纤维混凝土的高强性能和其内部无粘结钢筋的耗能能力，可以大幅度提高所需加固压弯构件(桥墩等)的抗震性能；利用预制的分段高强钢纤维混凝土，可提高加固施工速度，且加固施工方便。上述的目的通过以下的技术方案实现分段钢纤维混凝土预制壳壁，其组成包括固定安装在需加固的压弯构件塑性铰区域的一组预制壳壁段，每个所述的预制壳壁段上具有一组环向排列设置纵筋的孔，所述的设置纵筋的孔里面布置无粘结纵向钢筋，且在塑性铰区域两端与需加固的压弯构件有可靠固定连接。有益效果1、本技术其中分段钢纤维混凝土段壳壁中设置无粘结的纵向钢筋，目的是正常使用状态时提供不同壳壁段间闭合力；且能防止纵筋集中屈服产生，在破坏状态可起到耗能作用，也可以在段间缝隙中设置高阻尼材料等。2、本技术中钢纤维混凝土预制壳壁分段可防止需加固的压弯构件(桥墩等) 塑性铰区域上下端过早开裂破损，从而更好地体现钢纤维混凝土的高强性能。3、本技术可提高施工速度，加固施工方便，且可大幅度提高加固构件的抗震性能。附图说明附图1是本技术的主视结构示意图。附图2是附图1的A-A剖面图。附图3是附图1的B-B剖面图。附图4是Pushover分析的分段钢纤维高强混凝土壳壁加固后的桥墩。附图5是附图4的E-E剖面图，图中UFC指代分段钢纤维高强混凝土，RC指代普通混凝土，其中配筋情况纵筋(包括无粘结纵筋)直径均为35mm，其屈服强度为345Mpa ；箍筋直径均为22mm，其屈服强度为345Mpa，箍筋间距均为150mm。附图6是附图4的F-F剖面图。附图7是采用本技术装置加固后的桥墩和同尺寸、配筋的普通RC桥墩的抗震能力曲线(Pushover分析结果)比较。具体实施方式实施例1 分段钢纤维混凝土预制壳壁，其组成包括固定安装在需加固(即待加固)的压弯构件(桥墩)1塑性铰区域的一组预制壳壁段2，每个所述的预制壳壁段上具有一组环向排列设置纵筋的孔3，所述的设置纵筋的孔里面布置无粘结纵向钢筋4，且在塑性铰区域两端与需加固的压弯构件(桥墩)有可靠固定连接。装置安装方法(以加固桥墩为例)(1)在压弯构件(桥墩)塑性铰区域即墩底部位，根据需加固桥墩需要达到的抗震能力，包括抗弯、抗剪能力等，确定分段钢纤维混凝土壳壁段的段高、壁厚和壳壁总高，以及壳壁内无粘结钢筋的数量、直径；例如其中配筋纵筋(包括无粘结纵筋)直径均为35mm，其屈服强度为:M5Mpa ；箍筋直径均为22mm，其屈服强度为345Mpa，箍筋间距均为150mm。(2)在桥墩塑性铰区域安装分段钢纤维混凝土段预制壳壁，无粘结钢筋从预制壳壁预留孔中穿出，且保证其与需加固桥墩间有可靠的连接，可设置锚固件连接后，用高强细石混凝土填充；(3)在安装分段钢纤维混凝土预制壳壁同时，设置壳壁内无粘结钢筋，该无粘结钢筋底部要与桥墩基础有可靠连接；(4)从分段钢纤维混凝土段预制壳壁上部伸出来的未粘结钢筋，一直延伸到桥墩顶部，且与墩顶有可靠连接，可在桥墩非塑性铰区域高度范围内现浇普通混凝土，从而保证分段钢纤维混凝土预制壳壁内的未粘结钢筋在桥墩上部有可靠的固定约束。效果计算验证Pushover对比分析了同样尺寸和配筋的分段钢纤维混凝土(UFC)预制壳壁加固的桥墩和采用普通混凝土加大RC桥墩截面加固的桥墩，具体尺寸和配筋情况见图4-6，普通混凝土 RC为C40，钢纤维混凝土(UFC)强度等级为C120。Pushover分析中水平位移从0至0. 3m,得到两种桥墩能力曲线如图7所示，可见分段钢纤维混凝土(UFC)预制壳壁加固的桥墩比仅采用普通混凝土加固的桥墩抗震能力高 20% (位移OJm处)。通过本算例，可以例证采用分段钢纤维混凝土(UFC)预制壳壁加固桥墩能获得更高的抗震性能。权利要求1. 一种分段钢纤维混凝土预制壳壁，其特征是其组成包括固定安装在需加固的压弯构件塑性铰区域的一组预制壳壁段，每个所述的预制壳壁段上具有一组环向排列设置纵筋的孔，所述的设置纵筋的孔里面布置无粘结纵向钢筋，且在塑性铰区域两端与需加固的压弯构件有可靠固定连接。专利摘要本技术涉及一种分段钢纤维混凝土预制壳壁。本技术的组成包括固定安装在需加固的压弯构件(1)塑性铰区域的一组预制壳壁段(2)，每个所述的预制壳壁段上具有一组环向排列设置纵筋的孔(3)，所述的设置纵筋的孔里面布置无粘结纵向钢筋(4)，且在塑性铰区域两端与需加固的压弯构件有可靠固定连接。本技术可提高施工速度，且加固施工方便；可提高需加固压弯构件的延性和耗能能力；可提高需加固压弯构件的抗弯强度本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．　一种分段钢纤维混凝土预制壳壁，其特征是：其组成包括：固定安装在需加固的压弯构件塑性铰区域的一组预制壳壁段，每个所述的预制壳壁段上具有一组环向排列设置纵筋的孔，所述的设置纵筋的孔里面布置无粘结纵向钢筋，且在塑性铰区域两端与需加固的压弯构件有可靠固定连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：孟庆利，
申请(专利权)人：中国地震局工程力学研究所，孟庆利，
类型：实用新型
国别省市：93