一種碳纖維管混凝土直接嵌入基座的連接構(gòu)造
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種碳纖維管混凝土直接嵌入基座的連接構(gòu)造。
【背景技術(shù)】
[0002] 在傳統(tǒng)的構(gòu)件連接中，如粧帽與橋臺(tái)連接等，為適應(yīng)結(jié)構(gòu)變形和傳力的要求，必須 在兩構(gòu)件之間設(shè)置連接棒或后張預(yù)應(yīng)力筋；也即通常的兩種連接形式：銷棒法和后張拉預(yù) 應(yīng)力法。銷棒法即兩構(gòu)件通過連接銷或插棒傳遞力和彎矩。此種方法施工復(fù)雜，需要對(duì)連 接處進(jìn)行多種細(xì)部處理。后張拉預(yù)應(yīng)力法同樣因工序復(fù)雜難被工程師采用。
[0003] 而本發(fā)明通過將抗拉能力極高的碳纖維與普通砼巧妙結(jié)合制成的具有高強(qiáng)抗拉、 壓能力、高抗腐蝕性能的支撐粧直接嵌入到混凝土基座或粧帽中，此種方法施工方便、快 捷，傳力簡(jiǎn)單，不僅能免去需要復(fù)雜安裝工藝的連接棒，又能夠通過抗腐蝕碳纖維管很好地 保護(hù)和限制核心混凝土，有效增強(qiáng)混凝土的強(qiáng)度、耐久性以及延展性。通過控制纖維的層數(shù) 和斜交角度，進(jìn)而讓薄層結(jié)構(gòu)的碳纖維管在特定方向設(shè)計(jì)成所需的強(qiáng)度和剛度，形成具有 明顯力學(xué)上的強(qiáng)弱軸構(gòu)件，如單向運(yùn)動(dòng)的粧在縱橋向更易變形，能夠更好的適應(yīng)上部結(jié)構(gòu) 的運(yùn)動(dòng)。這種管能夠有效代替?zhèn)鹘y(tǒng)的加強(qiáng)措施。其次其中的填充混凝土能夠有效增強(qiáng)彎曲 強(qiáng)度和剛度，解決管的局部屈曲問題。通過將預(yù)制技術(shù)和混合型澆筑能夠發(fā)揮混凝土構(gòu)件 快速澆筑和質(zhì)量易控制等的優(yōu)勢(shì)。另外，如果嵌入長(zhǎng)度過小，即小于臨界嵌入長(zhǎng)度Lcr時(shí)， 易導(dǎo)致粘結(jié)失效發(fā)生在潛力完全發(fā)揮之前，這樣既危險(xiǎn)又不經(jīng)濟(jì)，而通過控制嵌入長(zhǎng)度可 更好的控制力的傳遞過程和有效發(fā)揮材料性能，提高構(gòu)件安全性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本實(shí)用新型提供一種碳纖維管混凝土直接嵌入基座的連接構(gòu)造，設(shè)計(jì)施工方便， 能夠有效提高結(jié)構(gòu)混凝土的強(qiáng)度、耐久性以及延展性。有效減少結(jié)構(gòu)維修費(fèi)用。
[0005] 本發(fā)明的具體實(shí)施方案是：一種碳纖維管混凝土直接嵌入基座的連接構(gòu)造，包括 混凝土基座，所述混凝土基座上嵌有碳纖維管混凝土，所述碳纖維管混凝土包括碳纖維護(hù) 套及包裹于碳纖維護(hù)套外部的混凝土層，所述碳纖維管混凝土一端嵌入混凝土基座內(nèi)。
[0006] 進(jìn)一步的，所述的碳纖維護(hù)套由多層碳纖維管構(gòu)成，并且每層的碳纖維管交錯(cuò)設(shè) 置。
[0007] 進(jìn)一步的，所述相鄰上下兩層的碳纖維管相角度為45°到90°。
[0008] 進(jìn)一步的，所述碳纖維管混凝土與混凝土基座接合面設(shè)有粘結(jié)膠。
[0009] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下有益效果：
[0010] 1.采用上述技術(shù)方案的直接嵌入基座的連接構(gòu)造及其施工方法，取消了需要復(fù) 雜安裝工藝的連接棒和預(yù)應(yīng)力筋；采用碳纖維制成的護(hù)套填充澆筑混凝土，并直接嵌入到 如混凝土支座或粧帽等結(jié)構(gòu)中，相比其它施工方法，其施工簡(jiǎn)單快捷且結(jié)構(gòu)承載能力、耐久 性、耐腐蝕性能強(qiáng)。并可根據(jù)需要通過控制碳纖維的層數(shù)和斜交角來控制結(jié)構(gòu)的承載能力 和在某方向的變形能力。
[0011] 2.采用上述技術(shù)方案的直接嵌入基座的連接構(gòu)造及其施工方法，使得連接部位免 受外界雨水等的侵蝕，真正實(shí)現(xiàn)"零維護(hù)"，提高了結(jié)構(gòu)的耐久性和使用壽命；同時(shí)直接嵌入 基座的連接形式不僅可適用于橋梁粧基的設(shè)計(jì)，更可方便用于存在特定方向變形的支撐結(jié) 構(gòu)，應(yīng)用范圍十分廣泛。
【附圖說明】
[0012] 圖1為本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013] 圖2為本實(shí)用新型的碳纖維管混凝土構(gòu)造示意圖；
[0014] 圖3為本實(shí)用新型的碳纖維管混凝土示意圖。
[0015] 圖中：1-混凝土基座、2-碳纖維管混凝土嵌入混凝土基座粘結(jié)區(qū)域、3-碳纖維管 混凝土、4-混凝土層、5-碳纖維護(hù)套。
【具體實(shí)施方式】
[0016] 下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0017] 如圖1~2所示，一種碳纖維管混凝土直接嵌入基座的連接構(gòu)造，包括混凝土基座 1，所述混凝土基座1上嵌有碳纖維管混凝土 3，所述碳纖維管混凝土 3包括碳纖維護(hù)套5及 包裹于碳纖維護(hù)套5外部的混凝土層4,所述碳纖維管混凝土 3 -端嵌入混凝土基座1內(nèi)。
[0018] 所述的碳纖維護(hù)套5由多層碳纖維管構(gòu)成，并且每層的碳纖維管交錯(cuò)設(shè)置。
[0019] 本實(shí)施例中，所述相鄰上下兩層的碳纖維管相角度為45°到90°。
[0020] 所述碳纖維管混凝土 3與混凝土基座接合面設(shè)有粘結(jié)膠。
[0021] 制造碳纖維管混凝土直接嵌入基座的連接構(gòu)造施工方法，包括以下步驟：
[0022] (1)利用的多層具有一定斜交角的纖維制造碳纖維護(hù)套；
[0023] (2)在步驟（1)形成的碳纖維護(hù)套內(nèi)壁先涂滿粘結(jié)膠，然后填充混凝土并經(jīng)
[0024] 振搗后形成碳纖維管混凝土；
[0025] (3)碳纖維管混凝土下端外表粘結(jié)嵌入?yún)^(qū)涂上粘結(jié)膠后嵌入到混凝土基座中
[0026] 進(jìn)行一體澆筑成型，混凝土基座在制造制造碳纖維護(hù)套前技術(shù)碳纖維單位
[0027] 面積的抗拉強(qiáng)度f'，然后根據(jù)公式一及公式二以及構(gòu)件的預(yù)定變形方向
[0028] 和豎向承受荷載要求確定碳纖維的斜交角度Φ和層數(shù)η ;
[0031] 其中：f。。為混凝土極限極限強(qiáng)度；
[0032] P為碳纖維管內(nèi)壁所需測(cè)壓力；
[0033] f。為填充混凝土在無測(cè)壓時(shí)的抗壓強(qiáng)度；
[0034] f為碳纖維單位面積的抗拉強(qiáng)度。
[0035] 混凝土基座碳纖維管混凝土構(gòu)件粘結(jié)嵌入?yún)^(qū)的長(zhǎng)度X不小于臨界嵌入長(zhǎng)度Lcr ; 其中Lcr滿足公式三，
[0037] 公式三中：L"為臨界粘結(jié)區(qū)域長(zhǎng)；
[0038] Μ為交界面彎矩值；
[0039] e為軸向荷載的偏壓程度；
[0040] D為碳纖維管混凝土構(gòu)件的直徑。
[0041] 以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明申請(qǐng)專利范圍所做的均等變 化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種碳纖維管混凝土直接嵌入基座的連接構(gòu)造，其特征在于，包括混凝土基座，所述 混凝土基座上嵌有碳纖維管混凝土，所述碳纖維管混凝土包括碳纖維護(hù)套及包裹于碳纖維 護(hù)套外部的混凝土層，所述碳纖維管混凝土一端嵌入混凝土基座內(nèi)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種碳纖維管混凝土直接嵌入基座的連接構(gòu)造，其特征在 于，所述的碳纖維護(hù)套由多層碳纖維管構(gòu)成，并且每層的碳纖維管交錯(cuò)設(shè)置。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種碳纖維管混凝土直接嵌入基座的連接構(gòu)造，其特征在 于，所述相鄰上下兩層的碳纖維管相角度為45°~90°。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種碳纖維管混凝土直接嵌入基座的連接構(gòu)造，其特征在 于，所述碳纖維管混凝土與混凝土基座接合面設(shè)有粘結(jié)膠。
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種碳纖維管混凝土直接嵌入基座的連接構(gòu)造，包括混凝土基座，所述混凝土基座上嵌有碳纖維管混凝土，所述碳纖維管混凝土包括碳纖維護(hù)套及包裹于碳纖維護(hù)套外部的混凝土層，所述碳纖維管混凝土一端嵌入混凝土基座內(nèi)。本實(shí)用新型采用直接嵌入基座的連接構(gòu)造，取消了需要復(fù)雜安裝工藝的連接棒和預(yù)應(yīng)力筋；采用碳纖維制成的護(hù)套填充澆筑混凝土，并直接嵌入到如混凝土支座或樁帽等結(jié)構(gòu)中，相比其它施工方法，其施工簡(jiǎn)單快捷且結(jié)構(gòu)承載能力、耐久性、耐腐蝕性能強(qiáng)。并可根據(jù)需要通過控制碳纖維的層數(shù)和斜交角來控制結(jié)構(gòu)的承載能力和在某方向的變形能力。
【IPC分類】E01D19/02, E01D21/00
【公開號(hào)】CN205000235
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520727763
【發(fā)明人】徐亮, 莊一舟, 黃福云, 熊錚暉, 程俊峰, 李增峰
【申請(qǐng)人】福州大學(xué)
【公開日】2016年1月27日
【申請(qǐng)日】2015年9月19日