CN107060210A - 一种frp组合模网柱及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种FRP组合模网柱，包括FRP网格、FRP模、连接部件；所述FRP模为圆柱形结构，所述FRP网格设置于所述FRP模的内表面；所述FRP网格与所述FRP模均为由两个半圆拼装的结构，通过连接部件进行拼接。本发明能够解决现有钢管混凝土结构、FRP‑钢管混凝土结构存在的缺陷，使得结构具备足够的延性，可以在水下进行施工，而且具有在海洋、潮湿和盐碱地等恶劣环境下耐腐蚀的特性。
Description
技术领域
本发明涉及结构工程技术领域，特别是一种FRP组合模网柱及其制作方法。
背景技术
钢管混凝土是在钢管中填充混凝土而形成的一种构件形式，利用钢管和混凝土两种材料在受力时的相互作用，使得混凝土具有三向应力作用。近年来国内外学者对其做了大量的研究，其具有抗震性能优越以及施工方便的有点。同时我们也注意到，钢管混凝土具有以下缺陷与不足之处：钢材在大气环境或海洋、潮湿和盐碱地等恶劣环境下容易腐蚀，必须采用特殊的防腐处理措施，这将极大地增加工程施工难度以及工程造价成本，后期维护也需要较大费用。同时钢管既要承受弯矩和轴向荷载产生的竖向应力，又要承受剪力和混凝土膨胀产生的横向应力，双向应力状态将降低钢管的约束相应，提前钢管的局部屈服。
纤维增强塑料（FRP）具有轻质、高强、耐腐蚀等优良性能，在土木工程结构加固与新建领域得到了广泛的研究与应用，正逐步代替钢材成为部件承受或辅助承受外力的构件。FRP网格(格栅)是将碳纤维、玻璃纤维等高性能连续纤维浸渍于树脂中，固化后形成的整体网格状制品。能够克服普通FRP布在水下结构加固时难以粘贴均匀的难题，保证其在潮湿环境及水下结构中使用时界面性能和加固效果。外包FRP网格能够提高混凝土柱的轴压承载力、延性和抗震性能。但目前未有在水下加固中方便安装FRP网格的方式。如专利号“201220551839”说述的FRP网格组合柱，必须要现围着柱面制作好该专利叙述的外部套管，沉入水下再灌注不分散混凝土完成加固。若遇到存在水下系梁的桥墩，则无法下沉套管。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提出一种FRP组合模网柱及其制作方法，能够解决现有钢管混凝土结构、FRP-钢管混凝土结构存在的缺陷，使得结构具备足够的延性，可以在水下进行施工，而且具有在海洋、潮湿和盐碱地等恶劣环境下耐腐蚀的特性。
本发明采用以下方案实现：一种FRP组合模网柱，包括FRP网格、FRP模、连接部件；所述FRP模为圆柱形结构，所述FRP网格设置于所述FRP模的内表面；所述FRP网格与所述FRP模均为由两个半圆拼装的结构，通过连接部件进行拼接。所述FRP组合模网柱内部可以在水下浇筑不分散砂浆或者在地面浇筑混凝土。
进一步地，所述连接部件为不锈钢板以及若干螺栓。
进一步地，所述螺栓长度大于所述FRP网格、FRP模以及不锈钢板三者的厚度，用以在浇筑混凝土时可以伸入混凝土中，增加抗剪性能。
进一步地，所述FRP网格为由FRP束纱与树脂组成的网格，也可以为其他以碳纤维为主体材料制成的具有承载力的网格。
进一步地，所述FRP模为由FRP片材和树脂组成的模，也可以为其他以碳纤维为主体材料制成的具有承载力的模。
本发明还提供了一种基于上文所述的一种FRP组合模网柱的制作方法，具体包括以下步骤：
步骤S1：制作两个半圆形的FRP网格；
步骤S2：通过半圆形母模制作两个FRP模，将两个FRP模分别包裹在所述两个半圆形的FRP网格外部，得到两个外层为FRP模、内层为FRP网格的FRP复合半圆形结构；
步骤S3：采用不锈钢板做垫层，利用螺栓将两个FRP复合半圆形结构连接为一个圆柱形整体；
步骤S4：在组装好的圆柱形整体内部浇筑混凝土。
与现有技术相比，本发明具备以下优点;
1、本发明的FRP网格与FRP模黏贴后的组合结构作为浇筑混凝土的模板，其中碳纤维骨料起到配筋的作用。优选的FRP网格与混凝土的摩阻力克服了优选的FRP布光滑的不利因素，增强整体的强度的同时也增加了外部材料与混凝土的粘结。这样外部的FRP组合模网柱可以起到约束内部混凝土的作用，提高了组合结构整体的抗震性能以及受力性能。
2、本发明的连接螺栓可适当伸长，这样浇筑混凝土时螺栓可以伸入混凝土，增加整体性的同时能大大增强抗剪性能。
3、本发明可以在水下进行拼装施工，适合于不排水的水下墩柱加固。同时由于使用碳纤维材料大大减少了结构的自重，减少了对桩的负荷，使得加固效果更加优秀。
4、本发明使用FRP模具、作为浇筑混凝土的模板，使得该组合结构具有在海洋、潮湿和盐碱地等恶劣环境下耐腐蚀的特性。
附图说明
图1为本发明实施例中FRP组合模网柱的俯视图。
图2为本发明实施例中FRP组合模网柱的左视图。
图3为本发明实施例中FRP组合模网柱的的正视图。
图4为本发明实施例中FRP组合模网柱的部分构件图。
图5为本发明实施例中FRP组合模网柱的立体示意图。
图6为本发明实施例中FRP组合模网柱的加固实例示意图。
图7为本发明实施例中半圆形母模示意图。
图8为本发明实施例中制作过程示意图。
[主要组件符号说明]
图中：1为FRP网格，2为FRP模，3为浇筑的混凝土，4为螺栓，5为不锈钢板，6为待加固墩柱,7为半圆形母模。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。
如图1至图7所示，本实施例提供了一种FRP组合模网柱，包括FRP网格、FRP模、连接部件；所述FRP模为圆柱形结构，所述FRP网格设置于所述FRP模的内表面；所述FRP网格与所述FRP模均为由两个半圆拼装的结构，通过连接部件进行拼接。所述FRP组合模网柱内部可以在水下浇筑不分散砂浆或者在地面浇筑混凝土。其中，所述FRP网格为1，所述的FRP模为2，所述材料管内部浇注有混凝土3，所述的连接部件为螺栓4以及不锈钢板5。
在本实施例中，所述连接部件为不锈钢板以及若干螺栓。
在本实施例中，所述螺栓长度大于所述FRP网格、FRP模以及不锈钢板三者的厚度，用以在浇筑混凝土时可以伸入混凝土中，增加抗剪性能。
在本实施例中，所述FRP网格为由FRP束纱与树脂组成的网格，也可以为其他以碳纤维为主体材料制成的具有承载力的网格。
在本实施例中，所述FRP模为由FRP片材和树脂组成的模，也可以为其他以碳纤维为主体材料制成的具有承载力的模。
本实施例还提供了一种基于上文所述的一种FRP组合模网柱的制作方法，具体包括以下步骤：
步骤S1：制作两个半圆形的FRP网格；
步骤S2：通过半圆形母模7制作两个FRP模，将两个FRP模分别包裹在所述两个半圆形的FRP网格外部，得到两个外层为FRP模、内层为FRP网格的FRP复合半圆形结构；
步骤S3：采用不锈钢板做垫层，利用螺栓将两个FRP复合半圆形结构连接为一个圆柱形整体；
步骤S4：在组装好的圆柱形整体内部浇筑混凝土，如图6所示，图6中，6为待加固墩柱。
在本实施例中，模网柱尺寸、螺栓连接数量、不锈钢板厚度应根据实际需要进行确定。
较佳的，如图8所示，本实施例还提供了更加具体的制作过程：
a：制作半圆母模;
b：在母模上制作半圆形FRP网格;
c:在FRP网格外制作FRP模壳;
d:拆模，完成半圆形模网;
e:拼装。
本实施例具备以下优点：
1、利用了FRP材料轻质的特点，大大减少了结构自重。
2、可以在水下施工，实现不排水加固桥墩。
3、可以较好地解决钢管混凝土结构耐久性差的缺点，在沿海、腐蚀、北方寒冷地区的桥梁、建筑以及地下桩等领域具有广阔的应用前景和发展空间。
4、施工速度快，在需求紧急加固时效益尤为突出。
5、施工方便，在水下施工时可以人工拼装，无需大型设备。
6、延长的螺杆可以在内部浇筑混凝土后形成剪力键，提高结构整理抗剪能力。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
Claims (6)
1.一种FRP组合模网柱，其特征在于：包括FRP网格、FRP模、连接部件；所述FRP模为圆柱形结构，所述FRP网格设置于所述FRP模的内表面；所述FRP网格与所述FRP模均为由两个半圆拼装的结构，通过连接部件进行拼接。
2.根据权利要求1所述的一种FRP组合模网柱，其特征在于：所述连接部件为不锈钢板以及若干螺栓。
3.根据权利要求2所述的一种FRP组合模网柱，其特征在于：所述螺栓长度大于所述FRP网格、FRP模以及不锈钢板三者的厚度，用以在浇筑混凝土时可以伸入混凝土中，增加抗剪性能。
4.根据权利要求1所述的一种FRP组合模网柱，其特征在于：所述FRP网格为由FRP束纱与树脂组成的网格。
5.根据权利要求1所述的一种FRP组合模网柱，其特征在于：所述FRP模为由FRP片材和树脂组成的模。
6.一种基于权利要求1所述的一种FRP组合模网柱的制作方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤S1：制作两个半圆形的FRP网格；
步骤S2：通过半圆形母模制作两个FRP模，将两个FRP模分别包裹在所述两个半圆形的FRP网格外部，得到两个外层为FRP模、内层为FRP网格的FRP复合半圆形结构；
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 350108 new campus of Fuzhou University, No. 2, Xue Yuan Road, University Town, Minhou street, Minhou, Fujian. Applicant after: FUZHOU University Applicant after: Fuzhou Road Development Center Address before: 350108 new campus of Fuzhou University, No. 2, Xue Yuan Road, University Town, Minhou street, Minhou, Fujian. Applicant before: FUZHOU University Applicant before: FUZHOU HIGHWAY BUREAU |
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| CB02 | Change of applicant information | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20170818 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |