CN106088644B - 嵌入式预制梁防腐加固结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种嵌入式预制梁防腐加固结构，所述预制梁梁体包括混凝土及设置在混凝土中的钢筋，预制梁梁体的混凝土内嵌设有填缝剂释放器，所述填缝剂释放器内封装有裂缝填充剂，预制梁出现裂缝时，填缝剂释放器裂开，裂缝填充剂填充于裂缝内。它有效地解决了现有技术的钢筋混凝土预制梁出现裂缝后容易使内部钢筋发生锈蚀，导致预制梁使用寿命缩短的问题，本发明在预制梁出现裂缝后具有自动填补裂缝的功能，同时其加固结构使得预制梁出现裂缝的可能大幅降低，从而大大延长了预制梁的使用寿命，具有很高的实用价值。

Description

嵌入式预制梁防腐加固结构

技术领域

本发明涉及建筑、桥梁及港口工程技术领域，尤其涉及一种嵌入式预制梁防腐加固结构。

背景技术

目前在桥梁及港口工程领域广泛使用的普通钢筋混凝土预制梁由于普通混凝土材料抗拉强度低，易开裂，预制梁受拉区混凝土在远低于使用荷载的情况下也会出现开裂且以较宽的主裂缝形式出现，而过大的裂缝不仅影响梁柱的刚度，影响预制梁结构的正常使用，还给人造成不安全的心理影响。同时，对于处于恶劣环境下的钢筋混凝土结构预制梁，出现裂缝容易使内部钢筋在外部水、空气及盐雾的侵蚀下发生锈蚀，使得预制梁结构承载力显著下降，结构耐久性降低，使用寿命缩短。有资料表明，处于沿海地区的钢筋混凝土结构，投入使用二十年左右即产生严重的钢筋锈蚀而发生破坏。公开日为2013年1月23日，公开号为CN 202688845U的中国专利文献公开了一种预应力混凝土预制梁，包括用作梁体的工字梁和用于与桥面板现浇段连接钢筋的箍筋；多个平行箍筋，垂直设置在工字梁的上翼缘板的上表面，箍筋部分埋入工字梁内，部分外伸露出工字梁的上翼缘板上表面；本发明避免了在模板上开钢筋伸出洞，同时使得施工也更加方便快捷；预制梁结构上也更加紧凑，且克服了侧露出的钢筋的安全隐患同时吊装更加便捷。这种预制梁主要是解决由于传统预制梁的钢筋由梁体的两侧面外露，所以梁体在预制时，为方便钢筋伸出，必须按照钢筋的位置在上翼缘侧模板上开洞，使得梁体制作工艺比较繁琐的问题。因为在预制梁间距较小的情况下吊梁时，易出现梁间两侧外露的钢筋冲突导致架梁不便的问题；同时，也解决了两侧外露钢筋容易划伤周围施工人员，存在一定安全隐患的问题。但这种预制梁没有解决容易出现裂缝使内部钢筋在外部水、空气及盐雾的侵蚀下发生锈蚀，使得预制梁结构承载力显著下降，结构耐久性降低，使用寿命缩短的问题。

发明内容

本发明的目的是为解决现有技术的钢筋混凝土预制梁出现裂缝后容易使内部钢筋在外部水、空气及盐雾的侵蚀下发生锈蚀，使得结构承载力显著下降，结构耐久性降低，导致使用寿命缩短的问题，提供一种嵌入式预制梁防腐加固结构，具有出现裂缝后能自动填补裂缝的功能，从而大大延长了预制梁的使用寿命。

本发明为实现上述目的所采用的具体技术方案是，一种嵌入式预制梁防腐加固结构，所述预制梁梁体包括混凝土及设置在混凝土中的钢筋，所述钢筋包括位于预制梁横截面上部的上部主钢筋及位于预制梁横截面下部的下部主钢筋，预制梁梁体的混凝土内嵌设有填缝剂释放器，所述填缝剂释放器内封装有裂缝填充剂，预制梁出现裂缝时，填缝剂释放器裂开，裂缝填充剂填充于裂缝内。本发明的预制梁内嵌设有填缝剂释放器，填缝剂释放器在预制梁浇注时混入混凝土中，并随混凝土一起固化，混凝土不出现裂缝时，填缝剂释放器类似于混凝土中的小石块与混凝土紧密结合；当混凝土出现裂缝时，某些位于横跨裂缝处的填缝剂释放器受到混凝土裂开的拉力作用下破裂，填缝剂释放器内封装的裂缝填充剂流出，起到填补裂缝间隙的作用，而预制梁由于裂缝受到填充，因此避免或延缓了外部的水汽、空气及盐雾等侵蚀内部，从而避免或延缓了预制梁内部钢筋发生锈蚀，确保了预制梁的结构承载力及结构耐久性，大大延长了预制梁的使用寿命。

作为优选，填缝剂释放器为圆筒状结构，圆筒的一端设有底板，圆筒的另一端设有顶盖，顶盖及底板的直径均大于圆筒的直径，所述底板与圆筒的筒体为同质一体结构，圆筒上设有环绕圆筒外周面的易裂槽。圆筒状结构填缝剂释放器制造简单，采用两端大中间小的结构可以确保外力作用于填缝剂释放器上，避免填缝剂释放器与混凝土之间出现滑动，导致填缝剂释放器不能破裂而无法释放填缝剂，而环绕圆筒外周面的易裂槽容易使填缝剂释放器在拉力作用下出现断裂而释放填缝剂。

作为优选，易裂槽为1-3条，易裂槽的横截面呈三角形结构，易裂槽的深度是圆筒壁厚的30%-40%。三角形结构横截面的易裂槽应力集中度高，容易使填缝剂释放器在拉力作用下出现断裂而释放填缝剂。

作为优选，圆筒采用不锈钢材料制作，圆筒的外周面设有网纹结构。网纹结构的外表面有利于填缝剂释放器与混凝土紧密配合固化。

作为优选，裂缝填充剂为胶粘剂或防渗液，所述的胶粘剂或防渗液具有红色或黄色的色彩。本发明可以采用多种具有长储存期的胶粘剂或防渗液，例如主要成分为甲基硅酸钠的高分子有机硅防渗液等，而使胶粘剂或防渗液具有红色或黄色的鲜明色彩，则当预制梁出现裂缝胶粘剂或防渗液沿裂缝渗出，可以为检修人员提供裂缝指示，方便检修人员对裂缝开口进行修补密封作业，避免外部水汽等进入预制梁内部，延长预制梁的使用寿命。

作为优选，靠近预制梁横截面上下部的填缝剂释放器分布密度大于靠近预制梁横截面中部的填缝剂释放器分布密度。由于靠近预制梁横截面上下部的位置出现裂缝的概率较大且该位置的裂缝对预制梁的结构强度影响较大，因此在该区域适当增加填缝剂释放器的分布密度。

作为优选，预制梁的混凝土中还掺有抗拉钉，所述的抗拉钉采用高强度钢制作，抗拉钉的两端设有端环，抗拉钉两端的端环其环平面相互垂直，靠近预制梁横截面下部的抗拉钉分布密度大于靠近预制梁横截面中部的抗拉钉分布密度，靠近预制梁横截面上部的抗拉钉分布密度小于靠近预制梁横截面中部的抗拉钉分布密度。与现有技术的钢纤维不同，本发明采用两端具有端环的抗拉钉来增强预制梁的混凝土强度，从而减少裂缝发生的可能性，与钢纤维相比，这种结构的抗拉钉具有更好的防裂效果，而抗拉钉两端的端环其环平面相互垂直，是避免拉钉两端的端环在同一平面上而使受力集中。鉴于预制梁的受拉侧位于预制梁横截面的下部，因此在靠近预制梁横截面下部设置更多的抗拉钉以提高分布密度。

作为优选，靠近预制梁上下面的混凝土中渗有非金属纤维，所述的非金属纤维为塑钢纤维、聚丙烯纤维或聚丙烯腈纤维，所述非金属抗拉纤维的分布位置位于预制梁横截面上部主钢筋的上方及预制梁横截面下部主钢筋的下方。本发明在靠近预制梁上下面的混凝土中渗有非金属纤维，非金属纤维如塑钢纤维是应用于建筑工程，控制混凝土韧性和抗击性能的高强度纤维，可以替代传统钢筋网，抗拉强度高、弹性模量大、抗酸碱能力强，可以提高预制梁的外表层强度，减少裂缝的发生。

作为优选，上部主钢筋的上方及下部主钢筋的下方均设有FRP加强筋，FRP加强筋固定在箍筋的外侧，与预制梁的主钢筋错位布置。 由于开裂总是在预制梁的受力部外侧首先出现，因此在容易出现裂缝的位置增设FRP加强筋可以有效减少裂缝的发生，另一方面，FRP加强筋受环境影响很小，不会出现锈蚀等，可以有效强化预制梁的结构，延长预制梁的使用寿命。

作为优选，填缝剂释放器的体积为5至15立方厘米，填缝剂释放器内裂缝填充剂的灌装量为3至10毫升。填缝剂释放器体积太大可能会影响混凝土的结构强度，而体积太小则裂缝填充剂的灌装量不足难以对裂缝进行全面填充，通常采用类似混凝土中石子的大小比较合适。

本发明的有益效果是，它有效地解决了现有技术的钢筋混凝土预制梁出现裂缝后容易使内部钢筋在外部水、空气及盐雾的侵蚀下发生锈蚀，导致预制梁使用寿命缩短的问题，本发明的嵌入式预制梁防腐加固结构在出现裂缝后具有自动填补裂缝的功能，同时其加固结构使得预制梁出现裂缝的可能大幅降低，从而大大延长了预制梁的使用寿命，具有很高的实用价值。

附图说明

图1是本发明预制梁的一种横截面结构示意图；

图2是本发明填缝剂释放器的一种结构示意图；

图3是本发明填缝剂释放器的一种结构剖视图；

图4是本发明预制梁的另一种横截面结构示意图；

图5是本发明抗拉钉的一种结构示意图；

图6是本发明预制梁的又一种横截面结构示意图。

图中：1.上部主钢筋，2.下部主钢筋，3.混凝土，4.填缝剂释放器，5.裂缝填充剂，6.底板，7.顶盖，8.易裂槽，9.抗拉钉，10.端环，11.非金属纤维，12.FRP加强筋，13. 箍筋。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

实施例1

在图1所示的实施例1中，一种嵌入式预制梁防腐加固结构，所述预制梁梁体包括混凝土及设置在混凝土中的钢筋，所述钢筋包括位于预制梁横截面上部的上部主钢筋1及位于预制梁横截面下部的下部主钢筋2，预制梁梁体的混凝土3内嵌设有填缝剂释放器4，靠近预制梁横截面上下部的填缝剂释放器分布密度大于靠近预制梁横截面中部的填缝剂释放器分布密度。所述填缝剂释放器为圆筒状结构（见图2），圆筒采用不锈钢材料制作，圆筒的外周面设有网纹结构（图中未画出），圆筒的一端设有底板6，圆筒的另一端设有顶盖7，顶盖及底板的直径均大于圆筒的直径，所述底板与圆筒的筒体为同质一体结构，圆筒上设有环绕圆筒外周面的易裂槽8，所述的易裂槽为1条，设置在圆筒的中部，易裂槽的横截面呈三角形，易裂槽的深度是圆筒壁厚的30%；填缝剂释放器的体积为10立方厘米，圆筒内封装有裂缝填充剂5（见图3），裂缝填充剂的灌装量为6毫升，所述的裂缝填充剂为具有长储存期的高分子有机硅防渗液，所述防渗液具有红色的色彩，预制梁出现裂缝时，填缝剂释放器的易裂槽裂开，裂缝填充剂流出圆筒填充于预制梁的裂缝内。

实施例2

在图4所示的实施例2中，预制梁的上部主钢筋的上方及下部主钢筋的下方均设有FRP加强筋12，FRP加强筋固定在箍筋13的外侧，与预制梁的主钢筋错位布置。实施例2的混凝土中还掺有抗拉钉9，所述的抗拉钉采用高强度钢制作，抗拉钉的两端设有端环10（见图5），抗拉钉两端的端环其环平面相互垂直，靠近预制梁横截面下部的抗拉钉分布密度大于靠近预制梁横截面中部的抗拉钉分布密度，靠近预制梁横截面上部的抗拉钉分布密度小于靠近预制梁横截面中部的抗拉钉分布密度。本实施例的填缝剂释放器的体积为5立方厘米，填缝剂释放器内裂缝填充剂的灌装量为3毫升，其余和实施例1相同。

实施例3

在图6所示的实施例3中，靠近预制梁上下面的混凝土中渗有非金属纤维11，所述的非金属纤维为塑钢纤维、聚丙烯纤维或聚丙烯腈纤维，所述非金属抗拉纤维的分布位置位于预制梁横截面上部主钢筋的上方及预制梁横截面下部主钢筋的下方。本实施例的填缝剂释放器的体积为15立方厘米，填缝剂释放器内裂缝填充剂的灌装量为10毫升，所述的裂缝填充剂为胶粘剂，所述的胶粘剂具有黄色的色彩，其余和实施例1或实施例2相同。

除上述实施例外，在本发明的权利要求书及说明书所公开的范围内，本发明的技术特征或技术数据可以进行重新选择及组合，从而构成新的实施方式，这些本发明没有详细描述的实施方式是本领域技术人员无需创造性劳动就可以轻易实现的，因此这些未详细描述的实施方式也应视为本发明的具体实施例而在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种嵌入式预制梁防腐加固结构，所述预制梁梁体包括混凝土及设置在混凝土中的钢筋，所述钢筋包括位于预制梁横截面上部的上部主钢筋（1）及位于预制梁横截面下部的下部主钢筋（2），其特征是，预制梁梁体的混凝土（3）内嵌设有填缝剂释放器（4），所述填缝剂释放器内封装有裂缝填充剂（5），预制梁出现裂缝时，填缝剂释放器裂开，裂缝填充剂填充于裂缝内；所述填缝剂释放器为圆筒状结构，圆筒的一端设有底板（6），圆筒的另一端设有顶盖（7），顶盖及底板的直径均大于圆筒的直径，所述底板与圆筒的筒体为同质一体结构，圆筒上设有环绕圆筒外周面的易裂槽（8）；所述的圆筒采用不锈钢材料制作，圆筒的外周面设有网纹结构。

2.根据权利要求1所述的嵌入式预制梁防腐加固结构，其特征是，所述的易裂槽为1-3条，易裂槽的横截面呈三角形结构，易裂槽的深度是圆筒壁厚的30%-40%。

3.根据权利要求1所述的嵌入式预制梁防腐加固结构，其特征是，所述的裂缝填充剂为胶粘剂或防渗液，所述的胶粘剂或防渗液具有红色或黄色的色彩。

4.根据权利要求1-3任一项所述的嵌入式预制梁防腐加固结构，其特征是，靠近预制梁横截面上下部的填缝剂释放器分布密度大于靠近预制梁横截面中部的填缝剂释放器分布密度。

5.根据权利要求1所述的嵌入式预制梁防腐加固结构，其特征是，所述预制梁的混凝土中还掺有抗拉钉（9），所述的抗拉钉采用高强度钢制作，抗拉钉的两端设有端环（10），抗拉钉两端的端环其环平面相互垂直，靠近预制梁横截面下部的抗拉钉分布密度大于靠近预制梁横截面中部的抗拉钉分布密度，靠近预制梁横截面上部的抗拉钉分布密度小于靠近预制梁横截面中部的抗拉钉分布密度。

6.根据权利要求1所述的嵌入式预制梁防腐加固结构，其特征是，靠近预制梁上下面的混凝土中渗有非金属纤维（11），所述的非金属纤维为塑钢纤维、聚丙烯纤维或聚丙烯腈纤维，所述非金属抗拉纤维的分布位置位于预制梁横截面上部主钢筋的上方及预制梁横截面下部主钢筋的下方。

7.根据权利要求1或2或3或5或6所述的嵌入式预制梁防腐加固结构，其特征是，上部主钢筋的上方及下部主钢筋的下方均设有FRP加强筋（12），FRP加强筋固定在箍筋（13）的外侧，与预制梁的主钢筋错位布置。

8.根据权利要求1或2或3或5或6所述的嵌入式预制梁防腐加固结构，其特征是，填缝剂释放器的体积为5至15立方厘米，填缝剂释放器内裂缝填充剂的灌装量为3至10毫升。