CN119434084A - Frp复合筋再生混凝土预制装配墩柱-基础承插节点及工法 - Google Patents
Frp复合筋再生混凝土预制装配墩柱-基础承插节点及工法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种FRP复合筋再生混凝土预制装配墩柱‑基础承插节点及工法,属于结构工程技术领域。包括预制再生混凝土墩柱和再生混凝土基础,通过再生混凝土基础内预埋的水平抗力装置、预埋金属波纹管和UHPC灌浆承插组合连接,保证装配式节点的连接可靠性和抗震安全性。预制再生混凝土墩柱由纵向FRP复合筋、箍筋组成,再生混凝土基础由水平抗力装置、预埋金属波纹管、预留灌浆压力管、预留插槽、基础纵向钢筋和基础箍筋共同组成。墩柱纵向FRP复合筋与金属波纹管通过灌浆连接可抵抗节点区域的拉拔力,而水平力由混凝土和水平抗力装置共同承担,水平抗力装置将承担基础承插槽四周的大部分水平力,降低承台混凝土受压损伤。
Description
技术领域
本发明涉及一种预制装配墩柱-基础结构,特别是一种FRP复合筋再生混凝土预制装配墩柱-基础承插节点及工法,属于结构工程技术领域。
背景技术
建设交通强国战略旨在推动交通基础设施的建设、技术的创新以及管理的优化,来实现交通运输的高效、便捷、安全和绿色的发展。桥梁作为基础设施节点工程,建设需求巨大。传统的桥梁建造采用现场浇筑建造方式,存在施工周期长、环境污染大、施工质量不易控制等问题,预制装配技术的引入可以解决施工周期长、减少环境污染、保障构件质量等问题,预制装配采用FRP复合筋和UHPC具有高强度和高耐久性优点,特别适用近海、湖泊沼泽、高寒地区、城市道路及环境保护苛刻地区的桥梁建造。
然而,我国位于环太平洋地震带和亚欧地震带之间,地震活跃度高,对交通桥梁的影响颇大。结构节点是各构件的枢纽,属于重点设计优化区域,而桥梁预制装配结构节点连接构造是最薄弱的部分,应提出一种适用于强震区的墩柱-基础节点连接构造和施工工艺,以满足于强震区实际桥梁工程的抗震性能。目前所提出的桥梁下部预制装配结构节点构造的抗震性能仍然较为薄弱,已不能很好的服务于未来的交通道路事业,特别是位于在强震区的结构,极大地需求装配式结构节点连接有非常优秀的“安全性”和“抗震性能”服务于强震区,在强震区的桥梁预制装配结构节点连接构造的需求迎面而来。
在装配式墩柱节点连接技术中,承插连接具有连接简便、适应性强和减少现场施工等优势,而传统的墩柱-基础承插节点构造连接为满足抗震需求通常需要较大的承插深度,如CN107869150A公开的一种预制装配柱与钢筋混凝土基础连接结构及施工方法以及CN110284516A公开的一种轻型化预制装配式混凝土板柱基础及其施工方法,导致大范围承台纵筋被打断,引起其抗弯能力降低,同时为满足承台抗冲切能力及高抗震区性能,使承台整体尺寸较大,不利于结构经济性。
因此,亟待提出一种新型的装配式墩柱-基础承插式节点构造以解决上述问题。
发明内容
针对上述现有技术存在的上述缺陷,本发明提出了一种FRP复合筋再生混凝土预制装配墩柱-基础承插节点及工法,其能很好的满足连接节点抗震性能,并具有施工工艺简单、绿色固体废物回收利用、耐腐蚀、低承插深度和高延性等优势特征,并为桥梁工程领域的装配式墩柱-基础节点连接设计提供一种全新的解决方案。
为了实现上述目的,本发明采用的技术方案如下:
FRP复合筋再生混凝土预制装配墩柱-基础承插节点,由预制再生混凝土墩柱和再生混凝土基础组成,所述预制再生混凝土墩柱承插入再生混凝土基础的基础孔槽内,所述预制再生混凝土墩柱包括墩身纵向FPR复合筋以及墩身箍筋;所述再生混凝土基础包括预埋金属波纹管、预埋灌浆高压管以及水平抗力装置;所述墩身纵向FPR复合筋预埋于预制再生混凝土墩柱的内部四周,其底部延伸出预制墩柱的部分插入预埋金属波纹管内部,且在预埋金属波纹管内部灌注有高强混凝土UHPC;所述预埋金属波纹管预埋于再生混凝土基础承插槽的底部,其上端的金属波纹管出浆口顶面与再生混凝土基础承插槽底面平齐;预埋金属波纹管侧壁连接有伸出到再生混凝土基础上表面的预埋灌浆高压管;所述水平抗力装置包括上层的T型纵向钢梁、下层的十字型纵向钢梁、受力钢板和中部加强连接钢板;所述水平抗力装置埋置于再生混凝土基础预留承插槽的四周,位于再生混凝土基础内部基础纵向钢筋和基础箍筋的下方,与基础纵向钢筋和基础箍筋焊接;所述受力钢板焊接在T型纵向钢梁和十字型纵向钢梁的一端,且受力钢板伸出再生混凝土基础承插槽的四周并限于预制再生混凝土墩柱底部四侧面与基础承插槽四周之间;所述受力钢板背部与T型纵向钢梁之间焊接有受力钢板支撑;所述T型纵向钢梁和十字型纵向钢梁的另一端焊接有锚固钢板;多块受力钢板之间以及多块锚固钢板之间均通过水平连接钢板和竖向连接钢板焊接在一起;所述中部加强连接钢板上设置有T型孔和十字型孔,T型纵向钢梁和十字型纵向钢梁分别穿过T型孔和十字型孔并焊接在加强连接钢板中部从而形成整体,中部加强连接钢板之间焊接有水平连接钢板。
进一步地,所述金属波纹管出浆口为在预埋金属波纹管的上端一侧切开的一个口,其高度不小于40mm,宽度不小于40mm,在切口的三个边缘分别焊接有钢板,钢板长度不小于90mm,从而形成金属波纹管出浆口;所述金属波纹管出浆口远端朝向预制再生混凝土墩柱与再生混凝土基础两者间隙的方向。
进一步地,所述插入预埋金属波纹管内的墩身纵向FPR复合筋长度不小于10倍的墩身纵向FPR复合筋直径;所述预埋金属波纹管的直径不小于墩身纵向FPR复合筋直径的2-3倍;所述水平抗力装置水平埋置再生混凝土基础的水平距离不小于承插深度的3-6倍。
进一步地,所述受力钢板与预制再生混凝土墩柱底部四侧面及承插槽四侧面的水平距离均不小于20mm,与预制再生混凝土墩柱底部表面的垂直距离不小于20mm,而位于再生混凝土基础内部的水平抗力装置与基础纵向钢筋和基础箍筋通过焊接连接固定。
进一步地,所述高强混凝土UHPC的抗压强度不低于120MPa,抗拉强度不低于10MPa。
进一步地,伸出预制再生混凝土墩柱的所述墩身纵向FPR复合筋数量为预制再生混凝土墩柱内墩身纵向FPR复合筋总数量的1/2-1/4倍;所述预制再生混凝土墩柱的承插深度不小于0.6倍的预制再生混凝土墩柱边长。
进一步地,所述预埋金属波纹管的内径取值比墩身纵向FPR复合筋大20-40mm,或内径60mm中的较大值,且厚度不小于2mm;所述预埋灌浆高压管的内径取20-40mm,壁厚不小于0.5mm。
进一步地,所述在预制再生混凝土墩柱底面与再生混凝土基础承插槽底面之间设置有10-30mm的坐浆层。
进一步地,所述再生混凝土基础内部的基础箍筋布置于承插槽的四周,贯穿再生混凝土基础中部且与基础纵筋搭接。
上述FRP复合筋再生混凝土预制装配墩柱-基础承插节点的施工方法,包括以下步骤:
S1、在工厂绑扎墩身纵向FPR复合筋、墩身箍筋和预留好要伸出预制再生混凝土墩柱插入基础预埋金属波纹管的墩身纵向FPR复合筋,墩身纵向FPR复合筋和墩身箍筋绑扎完成后形成钢筋网架,支护模板,浇筑再生混凝土,试件养护,拆除模板,完成预制再生混凝土墩柱的制作;
S2、在工厂加工水平抗力装置的T型纵向钢梁、十字型纵向钢梁、受力钢板、水平连接钢板、竖向连接钢板、锚固钢板、受力钢板支撑和中部加强连接钢板构件,将受力钢板、锚固钢板分别焊接在T型纵向钢梁、十字型纵向钢梁的一端,通过用中部加强连接钢板将T型纵向钢梁和十字型纵向钢梁连接在一起并焊接,通过水平连接钢板和竖向连接钢板焊接在受力钢板、锚固钢板和中部加强连接钢板,将受力钢板支撑斜向焊接于T型纵向钢梁上部和受力钢板侧面,形成整体受力钢骨架,完成水平抗力装置的制作;
S3、在现场绑扎再生混凝土基础的基础纵向钢筋、基础箍筋,预留放置预制再生混凝土墩柱的承插槽,在承插槽四个侧面分别水平放置在工厂加工制作的水平抗力装置,位于再生混凝土基础内部的水平抗力装置与基础纵向钢筋和基础箍筋通过焊接连接使其固定,使各个受力钢板平行于承插槽的四个侧表面,并在承插槽底面预埋金属波纹管,在每个预埋金属波纹管底部边缘预埋灌浆高压管延伸至再生混凝土基础顶部表面用作灌浆孔道,预埋金属波纹管上端的金属波纹管出浆口上端与再生混凝土基础承插槽底面平行,预埋金属波纹管下端连接的预埋灌浆高压管和下端焊接的金属波纹管出浆口均垂直限位于承插槽四个侧面,支护模板,浇筑再生混凝土,构件养护,拆除模板,完成再生混凝土基础的制作;
S4、将预制再生混凝土墩柱运至施工现场,在再生混凝土基础承插槽底部表面铺设一层10-30mm的坐浆层,将预制再生混凝土墩柱底部四侧面平行穿过四周水平抗力装置的受力钢板插入承插槽,伸出预制再生混凝土墩柱的墩身纵向FPR复合筋垂直插入预埋金属波纹管内部,调节预制再生混凝土墩柱的水平度和垂直度,完成预制再生混凝土墩柱的放置工作;
S5、现场搅拌高强混凝土UHPC,采用注浆装置将高强混凝土UHPC注满预埋灌浆高压管,采用压浆法通过预埋灌浆高压管顶部灌注高强混凝土UHPC,待高强混凝土UHPC从各个金属波纹管出浆口溢出,保证波纹管灌浆饱满,在预制再生混凝土墩柱底部四侧和再生混凝土基础承插槽四侧之间灌注高强混凝土UHPC,从而使在预制再生混凝土墩柱与再生混凝土基础连接成为一个整体,完成预制再生混凝土墩柱与再生混凝土基础的装配工作。
相比现有技术,本发明具有以下有益效果:
1.本发明采用预制工厂加工预制墩柱的技术手段,预制再生混凝土墩柱和再生混凝土基础连接节点采用承插式和水平抗力装置组合的连接构造,预制墩柱和基础全程采用再生混凝土制作构件,采用环保技术和清洁能源,减少污染排放,保护自然资源,恢复和维持生态平衡。在施工质量和构件质量都得到保证的同时,其施工方法简易、节点构造简单、低承插深度等优势,预制装配式可以节约现场工作量和时间,降低劳动力成本、运输成本及减少对环境的污染,预制墩柱FRP复合筋可以提高耐久性及耐腐蚀性,增大服役年限,降低维护成本,而再生混凝土属于固体废物回收利用可加强对环境的保护,充分发挥绿色建筑材料的环保、节能、可再生等特性,促进绿色建筑材料的发展应用。
2.将水平抗力装置的大部分骨架放置于基础内,位于基础内部的骨架可以增强承插槽周边基础再生混凝土与基础远端再生混凝土的连接性,形成一个整体抵抗因承插槽底部应力作用发生延伸至基础顶部表面的斜裂缝扩展,同时可增强连接节点水平抗力作用,而位于承插槽区域的部分骨架,可提高墩柱与基础间隙间高强混凝土UHPC的锚固能力。连接节点的水平力由混凝土和水平抗力装置共同承担,水平抗力装置将承担基础承插槽四周的大部分水平力,降低承台混凝土受压损伤,塑性铰的区域先在连接节点区域上部的墩柱生成,在新型装置的影响下使得墩柱-基础协调工作的优越机制,进一步有效增强墩柱-基础连接节点的抗震性能。
3.墩柱纵向FRP复合筋与锚固于基础的金属波纹管灌浆连接可抵抗节点区域的拉拔力,墩身FRP复合筋伸出墩柱底部截面的数量为总量的1/3-2/3,同时采用UHPC灌浆连接,在有足够的连接强度及抗震要求的同时,极大的减少基础内金属波纹管和灌浆压力管的数量及FRP复合筋的锚固长度,有效降低预制装配施工期间的难度和精度,进一步优化连接节点的构造,减少基础的预留孔洞,提高基础结构的完整性,降低了工程造价,简化了施工工艺,节约了施工成本。
4.基础预埋波纹管及预埋灌浆压力管,波纹管可防止墩身FRP复合筋在拉拔过程中因UHPC被一并拔出破坏而进行加强连接节点构造,为了使墩柱FRP复合筋与基础的连接可靠,通过预埋灌浆压力管向预埋波纹管内部灌注高强混凝土UHPC,通过波纹管上端的溢浆口来保证波纹管内的UHPC填充密实完整,保障UHPC的填充质量,使得墩柱-基础连接为一个整体,在地震作用下抵抗拉拔力,提高抗震安全可靠性。
附图说明
图1是本发明立面示意图;
图2是本发明图1的A-A截面示意图;
图3是本发明图1的B-B截面示意图;
图4是本发明水平抗力装置及其构件示意图,其中:(a)为水平抗力装置示意图、(b)为十字型纵向钢梁截面图、(c)为T字型纵向钢梁截面图、(d)为中部加强连接板截面图;
图5是本发明预制再生混凝土柱加工示意图,其中:(a)为钢筋骨架绑扎示意图,(b)为预制再生混凝土墩柱整体图;
图6是本发明再生混凝土基础加工示意图,其中:(a)为钢筋骨架绑扎示意图、(b)为水平抗力装置示意图、(c)为预埋金属波纹管和灌浆压力管放置图、(d)为水平抗力装置放置示意图、(e)为再生混凝土基础整体图;
图7是本发明预制装配墩柱-基础立体示意图,其中:(a)为预制再生混凝土墩柱、(b)为再生混凝土基础、(c)为墩身纵向FRP复合钢筋承插装配图、(d)为通过灌浆压力管向预埋金属波纹管灌浆示意图、(e)为承插间隙注浆示意图、(f)为装配墩柱-基础整体图。
具体实施方式
下面结合附图1-7和具体实施对本发明做进一步的详细说明,便于清楚地了解本发明,但它们不对本发明构成限定。
实施例1
如附图1-3所示,本实施例的FRP复合筋再生混凝土预制装配墩柱-基础承插节点,由预制再生混凝土墩柱1和再生混凝土基础4组成,预制再生混凝土墩柱1承插入再生混凝土基础4的基础孔槽内。如图2和图5所示,预制再生混凝土墩柱1包括墩身纵向FPR复合筋2以及墩身箍筋3。再生混凝土基础4包括预埋金属波纹管5、预埋灌浆高压管6以及水平抗力装置10。墩身纵向FPR复合筋2预埋于预制再生混凝土墩柱1的内部四周,其底部延伸出预制墩柱1的部分插入预埋金属波纹管5内部,且在预埋金属波纹管5内部灌注有高强混凝土UHPC7。预埋金属波纹管5预埋于再生混凝土基础4承插槽的底部,其上端的金属波纹管出浆口20顶面与再生混凝土基础4承插槽底面平齐。预埋金属波纹管5侧壁连接有伸出到再生混凝土基础4上表面的预埋灌浆高压管6。
本实施例中,如图3-4以及图6所示,水平抗力装置10包括上层的T型纵向钢梁11、下层的十字型纵向钢梁12、受力钢板13和中部加强连接钢板18。水平抗力装置10埋置于再生混凝土基础4预留承插槽的四周,位于再生混凝土基础4内部基础纵向钢筋8和基础箍筋9的下方,与基础纵向钢筋8和基础箍筋9焊接。本实施例中,再生混凝土基础4内部的基础箍筋9布置于承插槽的四周,贯穿再生混凝土基础4中部且与基础纵筋8搭接。受力钢板13焊接在T型纵向钢梁11和十字型纵向钢梁12的一端,且受力钢板13伸出再生混凝土基础4承插槽的四周并限于预制再生混凝土墩柱1底部四侧面与基础承插槽四周之间。受力钢板13背部与T型纵向钢梁11之间焊接有受力钢板支撑17。T型纵向钢梁11和十字型纵向钢梁12的另一端焊接有锚固钢板16。多块受力钢板13之间以及多块锚固钢板16之间均通过水平连接钢板14和竖向连接钢板15焊接在一起。中部加强连接钢板18上设置有T型孔和十字型孔,T型纵向钢梁11和十字型纵向钢梁12分别穿过T型孔和十字型孔并焊接在加强连接钢板18中部从而形成整体,中部加强连接钢板18之间焊接有水平连接钢板14。
本实施例中,各构件的具体参数为:金属波纹管出浆口20为在预埋金属波纹管5的上端一侧切开的一个口,其高度为40mm,宽度为40mm,在切口的三个边缘分别焊接有钢板,钢板长度为90mm,从而形成金属波纹管出浆口20。金属波纹管出浆口20远端朝向预制再生混凝土墩柱1与再生混凝土基础4两者间隙的方向。此外,插入预埋金属波纹管5内的墩身纵向FPR复合筋2长度为10倍的墩身纵向FPR复合筋2直径。预埋金属波纹管5的直径为墩身纵向FPR复合筋2直径的3倍。水平抗力装置10水平埋置再生混凝土基础4的水平距离不小于承插深度的6倍。本实施例中,伸出预制再生混凝土墩柱1的墩身纵向FPR复合筋2数量为预制再生混凝土墩柱1内墩身纵向FPR复合筋2总数量的1/2倍。预制再生混凝土墩柱1的承插深度为0.6倍的预制再生混凝土墩柱1边长。预埋金属波纹管5的内径取值比墩身纵向FPR复合筋2大20-40mm,或内径60mm中的较大值,且厚度不小于2mm。预埋灌浆高压管6的内径取20-40mm,壁厚不小于0.5mm。此外,如图1所示,受力钢板13与预制再生混凝土墩柱1底部四侧面及承插槽四侧面的水平距离为20mm,与预制再生混凝土墩柱1底部表面的垂直距离为20mm,而位于再生混凝土基础4内部的水平抗力装置10与基础纵向钢筋8和基础箍筋9通过焊接连接固定。
本实施例中,高强混凝土UHPC7的抗压强度不低于120MPa,抗拉强度不低于10MPa。
实施例2
本实施例中,在预制再生混凝土墩柱1底面与再生混凝土基础4承插槽底面之间还设置有30mm的坐浆层19,其它结构及连接方式同实施例1。
实施例3
上述实施例2中的FRP复合筋再生混凝土预制装配墩柱-基础承插节点的具体施工方法,包括以下步骤:
S1、在工厂绑扎墩身纵向FPR复合筋2、墩身箍筋3和预留好要伸出预制再生混凝土墩柱1插入基础5预埋金属波纹管5的墩身纵向FPR复合筋2,墩身纵向FPR复合筋2和墩身箍筋3绑扎完成后形成钢筋网架,支护模板,浇筑再生混凝土,试件养护,拆除模板,完成预制再生混凝土墩柱1的制作。
S2、在工厂加工水平抗力装置10的T型纵向钢梁11、十字型纵向钢梁12、受力钢板13、水平连接钢板14、竖向连接钢板15、锚固钢板16、受力钢板支撑17和中部加强连接钢板18构件,将受力钢板13、锚固钢板16分别焊接在T型纵向钢梁11、十字型纵向钢梁12的一端,通过用中部加强连接钢板18将T型纵向钢梁11和十字型纵向钢梁12连接在一起并焊接,通过水平连接钢板14和竖向连接钢板15焊接在受力钢板13、锚固钢板16和中部加强连接钢板18,将受力钢板支撑17斜向焊接于T型纵向钢梁11上部和受力钢板13侧面,形成整体受力钢骨架,完成水平抗力装置10的制作。
S3、在现场绑扎再生混凝土基础4的基础纵向钢筋8、基础箍筋9,预留放置预制再生混凝土墩柱1的承插槽,在承插槽四个侧面分别水平放置在工厂加工制作的水平抗力装置10,位于再生混凝土基础4内部的水平抗力装置10与基础纵向钢筋8和基础箍筋9通过焊接连接使其固定,使各个受力钢板13平行于承插槽的四个侧表面,并在承插槽底面预埋金属波纹管5,在每个预埋金属波纹管5底部边缘预埋灌浆高压管6延伸至再生混凝土基础4顶部表面用作灌浆孔道,预埋金属波纹管5上端的金属波纹管出浆口20上端与再生混凝土基础4承插槽底面平行,预埋金属波纹管5下端连接的预埋灌浆高压管6和下端焊接的金属波纹管出浆口20均垂直限位于承插槽四个侧面,支护模板,浇筑再生混凝土,构件养护,拆除模板,完成再生混凝土基础4的制作。
S4、将预制再生混凝土墩柱1运至施工现场,在再生混凝土基础4承插槽底部表面铺设一层10-30mm的坐浆层19,将预制再生混凝土墩柱1底部四侧面平行穿过四周水平抗力装置10的受力钢板13插入承插槽,伸出预制再生混凝土墩柱1的墩身纵向FPR复合筋2垂直插入预埋金属波纹管5内部,调节预制再生混凝土墩柱1的水平度和垂直度,完成预制再生混凝土墩柱1的放置工作。
S5、现场搅拌高强混凝土UHPC7,采用注浆装置将高强混凝土UHPC7注满预埋灌浆高压管6,采用压浆法通过预埋灌浆高压管6顶部灌注高强混凝土UHPC7,待高强混凝土UHPC7从各个金属波纹管出浆口20溢出,保证波纹管灌浆饱满,在预制再生混凝土墩柱1底部四侧和再生混凝土基础4承插槽四侧之间灌注高强混凝土UHPC7,从而使在预制再生混凝土墩柱1与再生混凝土基础4连接成为一个整体,完成预制再生混凝土墩柱1与再生混凝土基础4的装配工作。
以上仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明的结构作任何形式上的限制。本发明的布置型式及使用数量也不局限于本例,可以根据工程实际进行优化选择,凡是未脱离本发明技术方案的内容,依据本发明的技术原理对以上实施例进行的任何修改、等同变化与装饰,均仍在本发明的技术方案的范围内。
Claims (10)
1.FRP复合筋再生混凝土预制装配墩柱-基础承插节点,由预制再生混凝土墩柱(1)和再生混凝土基础(4)组成,所述预制再生混凝土墩柱(1)承插入再生混凝土基础(4)的基础孔槽内,其特征在于:
所述预制再生混凝土墩柱(1)包括墩身纵向FPR复合筋(2)以及墩身箍筋(3);所述再生混凝土基础(4)包括预埋金属波纹管(5)、预埋灌浆高压管(6)以及水平抗力装置(10);
所述墩身纵向FPR复合筋(2)预埋于预制再生混凝土墩柱(1)的内部四周,其底部延伸出预制墩柱(1)的部分插入预埋金属波纹管(5)内部,且在预埋金属波纹管(5)内部灌注有高强混凝土UHPC(7);
所述预埋金属波纹管(5)预埋于再生混凝土基础(4)承插槽的底部,其上端的金属波纹管出浆口(20)顶面与再生混凝土基础(4)承插槽底面平齐;预埋金属波纹管(5)侧壁连接有伸出到再生混凝土基础(4)上表面的预埋灌浆高压管(6);
所述水平抗力装置(10)包括上层的T型纵向钢梁(11)、下层的十字型纵向钢梁(12)、受力钢板(13)和中部加强连接钢板(18);所述水平抗力装置(10)埋置于再生混凝土基础(4)预留承插槽的四周,位于再生混凝土基础(4)内部基础纵向钢筋(8)和基础箍筋(9)的下方,与基础纵向钢筋(8)和基础箍筋(9)焊接;所述受力钢板(13)焊接在T型纵向钢梁(11)和十字型纵向钢梁(12)的一端,且受力钢板(13)伸出再生混凝土基础(4)承插槽的四周并限于预制再生混凝土墩柱(1)底部四侧面与基础承插槽四周之间;所述受力钢板(13)背部与T型纵向钢梁(11)之间焊接有受力钢板支撑(17);
所述T型纵向钢梁(11)和十字型纵向钢梁(12)的另一端焊接有锚固钢板(16);多块受力钢板(13)之间以及多块锚固钢板(16)之间均通过水平连接钢板(14)和竖向连接钢板(15)焊接在一起;
所述中部加强连接钢板(18)上设置有T型孔和十字型孔,T型纵向钢梁(11)和十字型纵向钢梁(12)分别穿过T型孔和十字型孔并焊接在加强连接钢板(18)中部从而形成整体,中部加强连接钢板(18)之间焊接有水平连接钢板(14)。
2.根据权利要求1所述的FRP复合筋再生混凝土预制装配墩柱-基础承插节点,其特征在于:所述金属波纹管出浆口(20)为在预埋金属波纹管(5)的上端一侧切开的一个口,其高度不小于40mm,宽度不小于40mm,在切口的三个边缘分别焊接有钢板,钢板长度不小于90mm,从而形成金属波纹管出浆口(20);所述金属波纹管出浆口(20)远端朝向预制再生混凝土墩柱(1)与再生混凝土基础(4)两者间隙的方向。
3.根据权利要求1所述的FRP复合筋再生混凝土预制装配墩柱-基础承插节点,其特征在于:所述插入预埋金属波纹管(5)内的墩身纵向FPR复合筋(2)长度不小于10倍的墩身纵向FPR复合筋(2)直径;所述预埋金属波纹管(5)的直径不小于墩身纵向FPR复合筋(2)直径的2-3倍;所述水平抗力装置(10)水平埋置再生混凝土基础(4)的水平距离不小于承插深度的3-6倍。
4.根据权利要求1所述的FRP复合筋再生混凝土预制装配墩柱-基础承插节点,其特征在于:所述受力钢板(13)与预制再生混凝土墩柱(1)底部四侧面及承插槽四侧面的水平距离均不小于20mm,与预制再生混凝土墩柱(1)底部表面的垂直距离不小于20mm,而位于再生混凝土基础(4)内部的水平抗力装置(10)与基础纵向钢筋(8)和基础箍筋(9)通过焊接连接固定。
5.根据权利要求1所述的FRP复合筋再生混凝土预制装配墩柱-基础承插节点,其特征在于:所述高强混凝土UHPC(7)的抗压强度不低于120MPa,抗拉强度不低于10MPa。
6.根据权利要求1所述的FRP复合筋再生混凝土预制装配墩柱-基础承插节点,其特征在于:伸出预制再生混凝土墩柱(1)的所述墩身纵向FPR复合筋(2)数量为预制再生混凝土墩柱(1)内墩身纵向FPR复合筋(2)总数量的1/2-1/4倍;所述预制再生混凝土墩柱(1)的承插深度不小于0.6倍的预制再生混凝土墩柱(1)边长。
7.根据权利要求1所述的FRP复合筋再生混凝土预制装配墩柱-基础承插节点,其特征在于:所述预埋金属波纹管(5)的内径取值比墩身纵向FPR复合筋(2)大20-40mm,或内径60mm中的较大值,且厚度不小于2mm;所述预埋灌浆高压管(6)的内径取20-40mm,壁厚不小于0.5mm。
8.根据权利要求1所述的FRP复合筋再生混凝土预制装配墩柱-基础承插节点,其特征在于:在预制再生混凝土墩柱(1)底面与再生混凝土基础(4)承插槽底面之间设置有10-30mm的坐浆层(19)。
9.根据权利要求1所述的FRP复合筋再生混凝土预制装配墩柱-基础承插节点,其特征在于:所述再生混凝土基础(4)内部的基础箍筋(9)布置于承插槽的四周,贯穿再生混凝土基础(4)中部且与基础纵筋(8)搭接。
10.一种根据权利要求1-9任意一项所述的FRP复合筋再生混凝土预制装配墩柱-基础承插节点的施工方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、在工厂绑扎墩身纵向FPR复合筋(2)、墩身箍筋(3)和预留好要伸出预制再生混凝土墩柱(1)插入基础(5)预埋金属波纹管(5)的墩身纵向FPR复合筋(2),墩身纵向FPR复合筋(2)和墩身箍筋(3)绑扎完成后形成钢筋网架,支护模板,浇筑再生混凝土,试件养护,拆除模板,完成预制再生混凝土墩柱(1)的制作;
S2、在工厂加工水平抗力装置(10)的T型纵向钢梁(11)、十字型纵向钢梁(12)、受力钢板(13)、水平连接钢板(14)、竖向连接钢板(15)、锚固钢板(16)、受力钢板支撑(17)和中部加强连接钢板(18)构件,将受力钢板(13)、锚固钢板(16)分别焊接在T型纵向钢梁(11)、十字型纵向钢梁(12)的一端,通过用中部加强连接钢板(18)将T型纵向钢梁(11)和十字型纵向钢梁(12)连接在一起并焊接,通过水平连接钢板(14)和竖向连接钢板(15)焊接在受力钢板(13)、锚固钢板(16)和中部加强连接钢板(18),将受力钢板支撑(17)斜向焊接于T型纵向钢梁(11)上部和受力钢板(13)侧面,形成整体受力钢骨架,完成水平抗力装置(10)的制作;
S3、在现场绑扎再生混凝土基础(4)的基础纵向钢筋(8)、基础箍筋(9),预留放置预制再生混凝土墩柱(1)的承插槽,在承插槽四个侧面分别水平放置在工厂加工制作的水平抗力装置(10),位于再生混凝土基础(4)内部的水平抗力装置(10)与基础纵向钢筋(8)和基础箍筋(9)通过焊接连接使其固定,使各个受力钢板(13)平行于承插槽的四个侧表面,并在承插槽底面预埋金属波纹管(5),在每个预埋金属波纹管(5)底部边缘预埋灌浆高压管(6)延伸至再生混凝土基础(4)顶部表面用作灌浆孔道,预埋金属波纹管(5)上端的金属波纹管出浆口(20)上端与再生混凝土基础(4)承插槽底面平行,预埋金属波纹管(5)下端连接的预埋灌浆高压管(6)和下端焊接的金属波纹管出浆口(20)均垂直限位于承插槽四个侧面,支护模板,浇筑再生混凝土,构件养护,拆除模板,完成再生混凝土基础(4)的制作;
S4、将预制再生混凝土墩柱(1)运至施工现场,在再生混凝土基础(4)承插槽底部表面铺设一层10-30mm的坐浆层(19),将预制再生混凝土墩柱(1)底部四侧面平行穿过四周水平抗力装置(10)的受力钢板(13)插入承插槽,伸出预制再生混凝土墩柱(1)的墩身纵向FPR复合筋(2)垂直插入预埋金属波纹管(5)内部,调节预制再生混凝土墩柱(1)的水平度和垂直度,完成预制再生混凝土墩柱(1)的放置工作;
S5、现场搅拌高强混凝土UHPC(7),采用注浆装置将高强混凝土UHPC(7)注满预埋灌浆高压管(6),采用压浆法通过预埋灌浆高压管(6)顶部灌注高强混凝土UHPC(7),待高强混凝土UHPC(7)从各个金属波纹管出浆口(20)溢出,保证波纹管灌浆饱满,在预制再生混凝土墩柱(1)底部四侧和再生混凝土基础(4)承插槽四侧之间灌注高强混凝土UHPC(7),从而使在预制再生混凝土墩柱(1)与再生混凝土基础(4)连接成为一个整体,完成预制再生混凝土墩柱(1)与再生混凝土基础(4)的装配工作。
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