CN112942683A - 一种采用螺旋钢筋加强uhpc-nc界面粘结的结构及制作方法 - Google Patents

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端茂军
宋粲
薛锦春
孙旺
徐绍斌
朱文广
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    • E04—BUILDING
    • E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C5/00—Reinforcing elements, e.g. for concrete; Auxiliary elements therefor
    • E04C5/01—Reinforcing elements of metal, e.g. with non-structural coatings
    • E04C5/02—Reinforcing elements of metal, e.g. with non-structural coatings of low bending resistance
    • E04C5/03—Reinforcing elements of metal, e.g. with non-structural coatings of low bending resistance with indentations, projections, ribs, or the like, for augmenting the adherence to the concrete

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Abstract

本发明属于结构工程领域，具体涉及一种采用螺旋钢筋加强UHPC‑NC界面粘结的结构及制作方法。首先选择优质钢筋作为连接件原材料，然后以此制作螺旋钢筋(3)作为连接件。在浇筑UHPC‑NC叠合梁时，浇筑20cm～30cm的UHPC(1)，在下部UHPC(1)尚未完全凝固时，沿梁长度的方向上按相应位置垂直插入螺旋钢筋(3)，梁纵截面的边缘与螺旋钢筋(3)的混凝土保护层厚度为5cm～10cm，螺旋钢筋(3)的横向间距为叠合梁宽度的1/3～1/2，插入深度为螺旋钢筋(3)直径的一半。待下部UHPC(1)完全凝固时，再浇筑上部NC(2)形成叠合梁，最后UHPC‑NC叠合梁进行养护。本发明通过在UHPC‑NC连接界面之间使用螺旋钢筋(3)进行连接。提高了UHPC‑NC界面的粘结强度，使UHPC‑NC叠合梁两种材料的协同工作能力提高。

Description

一种采用螺旋钢筋加强UHPC-NC界面粘结的结构及制作方法
技术领域
本发明属于结构工程领域，具体涉及一种采用螺旋钢筋加强UHPC-NC(Ultra-HighPerformance Concrete与Normal Concrete，Ultra-High Performance Concrete，即超高性能混凝土，简称：UHPC，Normal Concrete，即普通混凝土，简称：NC)界面粘结的结构及制作方法。
背景技术
混凝土是当代最主要的土木工程材料之一。混凝土具有原料丰富、价格低廉、生产工艺简单等特点，因而其使用量越来越大。此外，混凝土还具有抗压强度高，耐久性好，强度等级范围宽等特点，因而其使用范围也十分广泛。因此，按预定性能设计和制作混凝土，研制轻质、高强度、多功能的混凝土新品种已成为今后需要探索的方向。
超高性能混凝土(Ultra-High Performance Concrete)，称作活性粉末混凝土，主要由钢纤维、减水剂、毫米级石英砂、微米级水泥和亚微米级硅灰等材料制成，是目前市场上最先进的水泥基工程材料，是革命性的绿色节能材料。UHPC遵循最紧密堆积的设计理论，实现了工程材料在超高强度、超高韧性、抗爆性、高体积稳定性、低渗透、抗腐蚀性等方面的大跨越。与普通混凝土相比，UHPC抗压强度提升到5倍以上，抗折强度10倍以上、抗拉强度4倍以上，冻融剥落、吸水特性、氯离子渗透特效几个破坏性指标呈级数大大降低。但由于技术、制作方法等因素的限制，其价格居高不下。超高性能混凝土无法大规模的
在目前工程领域中，普遍采用UHPC与NC叠合的方式进行桥梁建设，这样既能充分的发挥UHPC优良的抗拉性能，又能很好的利用NC优良的抗压性能，有效提高经济效益。但两种材料的叠合，其连接界面不可避免存在受剪破坏的风险。
发明内容
本发明涉及一种采用螺旋钢筋加强UHPC-NC界面粘结的结构及制作方法。在浇筑UHPC-NC叠合梁时，浇筑20cm～30cm的UHPC，在下部UHPC尚未完全凝固时，沿梁长度方向插入螺旋钢筋，待下部UHPC完全凝固时，再浇筑上部NC形成叠合梁，最后UHPC-NC叠合梁进行养护。本发明通过在UHPC-NC连接界面之间使用螺旋钢筋进行连接。提高了UHPC-NC界面的粘结强度，使UHPC-NC叠合梁两种材料的协同工作能力提高。解决了目前处理UHPC-NC界面的粘结不够的问题，同时也能更好的研究UHPC-NC叠合梁的力学性能。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种采用螺旋钢筋加强UHPC-NC界面粘结的结构及制作方法。使用螺旋钢筋作为UHPC与NC界面间的连接件，由下层UHPC、上层NC与螺旋钢筋组成。
所述的一种采用螺旋钢筋加强UHPC-NC界面粘结的结构，螺旋钢筋选择优质高强度钢筋来制作。
所述的一种采用螺旋钢筋加强UHPC-NC界面粘结的结构，螺旋钢筋的公称直径为叠合梁高度的1/3～1/5，螺旋钢筋钢筋半径不小于3mm。
所述的一种采用螺旋钢筋加强UHPC-NC界面粘结的结构，螺旋钢筋3插入UHPC1深度为螺旋钢筋3直径的一半。
所述的一种采用螺旋钢筋加强UHPC-NC界面粘结的结构，螺旋钢筋3中每圈间距为30～50mm，两个螺旋钢筋3的纵向间距为5～10cm，与梁纵截面的边缘的混凝土保护层厚度至少为5cm。
所述的一种采用螺旋钢筋加强UHPC-NC界面粘结的结构，螺旋钢筋横向间距为5～10cm，与梁横截面的边缘的混凝土保护层厚度不小于5cm；
一种采用螺旋钢筋加强UHPC-NC界面粘结的结构及制作方法，包括以下步骤：
A.根据制作的UHPC-NC叠合梁的高度确定螺旋钢筋的公称直径，根据制作的UHPC-NC叠合梁的宽度，确定螺旋钢筋的数量；
B.设置模板，浇筑20cm～30cm的UHPC；
C.待下部UHPC尚未凝结，沿梁长度的方向上按相应位置垂直插入螺旋钢筋，螺旋钢筋直径垂直于浇筑的下部UHPC水平面；
D.待下部UHPC凝结硬化后，浇筑上部NC形成叠合梁，养护UHPC-NC叠合梁。
本发明具有以下有益效果：
本发明涉及一种采用螺旋钢筋加强UHPC-NC界面粘结的结构及制作方法，为保证UHPC-NC界面的有效粘结，目前普遍处理方式是凿毛、切槽或者植筋等，这些方式并不能保证UHPC-NC界面有很好的粘结强度。当受到较大荷载时，UHPC-NC界面的粘结易受到破坏。本发明通过螺旋钢筋连接，改变了过往的粘结方式。解决了目前处理UHPC-NC界面的粘结不够的问题。
附图说明
图1是采用螺旋钢筋加强UHPC-NC界面粘结叠合梁纵断面剖面示意图。
图2是采用螺旋钢筋加强UHPC-NC界面粘结叠合梁横断面剖面示意图。
在附图中，1为UHPC；2为NC；3为螺旋钢筋。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更深刻的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。
参阅附图，在本发明实例中，一种采用螺旋钢筋加强UHPC-NC界面粘结的结构及制作方法。使用螺旋钢筋3作为UHPC1与NC2界面间的连接件，由下层UHPC1、上层NC2与螺旋钢筋3组成。
所述的一种采用螺旋钢筋加强UHPC-NC界面粘结的结构，螺旋钢筋3选择优质高强度钢筋来制作。
所述的一种采用螺旋钢筋加强UHPC-NC界面粘结的结构，螺旋钢筋3的公称直径为叠合梁高度的1/3～1/5，螺旋钢筋3钢筋半径不小于3mm。
所述的一种采用螺旋钢筋加强UHPC-NC界面粘结的结构，螺旋钢筋3插入UHPC1深度为螺旋钢筋3直径的一半。
所述的一种采用螺旋钢筋加强UHPC-NC界面粘结的结构，螺螺旋钢筋3中每圈间距为30～50mm，两个螺旋钢筋3的纵向间距为5～10cm，与梁纵截面的边缘的混凝土保护层厚度至少为5cm。
所述的一种采用螺旋钢筋加强UHPC-NC界面粘结的结构，螺旋钢筋3横向间距为5～10cm，与梁横截面的边缘的混凝土保护层厚度不小于5cm。
一种采用螺旋钢筋加强UHPC-NC界面粘结的结构及制作方法，包括以下步骤：
A.根据制作的UHPC-NC叠合梁的高度确定螺旋钢筋3的公称直径，根据制作的UHPC-NC叠合梁的宽度，确定螺旋钢筋3的数量；
B.设置模板，浇筑20cm～30cm的UHPC1；
C.待下部UHPC1尚未凝结，沿梁长度的方向上按相应位置垂直插入螺旋钢筋3，螺旋钢筋3直径垂直于浇筑的下部UHPC1水平面；
D.待下部UHPC1凝结硬化后，浇筑上部NC2形成叠合梁，养护UHPC-NC叠合梁。
凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种采用螺旋钢筋加强UHPC-NC界面粘结的结构，其特征在于，使用螺旋钢筋(3)作为UHPC(1)与NC(2)界面间的连接件，由下层UHPC(1)、上层NC(2)与螺旋钢筋(3)组成。
2.根据权利要求1所述的一种采用螺旋钢筋加强UHPC-NC界面粘结的结构，其特征在于，螺旋钢筋(3)选择优质高强度钢筋来制作。
3.根据权利要求1所述的一种采用螺旋钢筋加强UHPC-NC界面粘结的结构，其特征在于，螺旋钢筋(3)的公称直径为叠合梁高度的1/3～1/5，螺旋钢筋(3)钢筋半径不小于3mm。
4.根据权利要求1所述的一种采用螺旋钢筋加强UHPC-NC界面粘结的结构，其特征在于，螺旋钢筋(3)插入UHPC(1)深度为螺旋钢筋(3)直径的一半。
5.根据权利要求1所述的一种采用螺旋钢筋加强UHPC-NC界面粘结的结构，其特征在于，螺旋钢筋(3)中每圈间距为30～50mm，两个螺旋钢筋(3)的纵向间距为5～10cm，与梁纵截面的边缘的混凝土保护层厚度至少为5cm。
6.根据权利要求1所述的一种采用螺旋钢筋加强UHPC-NC界面粘结的结构，其特征在于，螺旋钢筋(3)横向间距为5～10cm，与梁横截面的边缘的混凝土保护层厚度不小于5cm。
7.一种采用高强螺栓加强UHPC-NC界面粘结的结构，其特征在于，包括以下步骤：
A.根据制作的UHPC-NC叠合梁的高度确定螺旋钢筋(3)的公称直径，根据制作的UHPC-NC叠合梁的宽度，确定螺旋钢筋(3)的数量；
B.设置模板，浇筑20cm～30cm的UHPC(1)；
C.待下部UHPC(1)尚未凝结，沿梁长度的方向上按相应位置垂直插入螺旋钢筋(3)，螺旋钢筋(3)直径垂直于浇筑的下部UHPC(1)水平面；
D.待下部UHPC(1)凝结硬化后，浇筑上部NC(2)形成叠合梁，养护UHPC-NC叠合梁。
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