CN202809480U - 一种具有纤维增强复合材料的桥墩 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供一种具有纤维增强复合材料的桥墩，其包括：沿垂直于水平面的方向从下往上依次固定设置的桩基、承台、墩身和盖梁，所述墩身包括纤维增强复合材料套筒，和根据所述套筒的形状填充在其内部的混凝土。解决的第一个技术问题是现有技术中由于钢模板非常笨重，造成运输、安装后需要拆卸，使用非常不方便，影响施工进度的问题，进而提供一种轻质的便于运输、安装且不需要拆卸的具有纤维增强复合材料的桥墩。

Description

一种具有纤维增强复合材料的桥墩
技术领域
    本实用新型涉及一种桥墩，特别是一种具有纤维增强复合材料的桥墩，属于桥梁技术领域。
背景技术
梁桥重力式桥墩即实体式桥墩，在中、小跨度桥梁，特别是铁路桥梁建设中具有广泛的应用。常用的梁桥重力式桥墩有矩形墩、圆端墩、圆形墩等，目前的主要模板施工工艺是采用组合式钢制模板。如中国专利文献200810050340.X公开了一种桥墩可调直径钢模板，各节弧形钢面板可相互固定构成一个圆筒形，钢面板上、下通过法兰盘固定，钢面板圆筒外壁通过可调桁架固定，在弧形钢面板间还设有可选用连接的增加钢面板，在带有增加钢面板圆筒外壁也对应设有增加可调桁架。该实用新型实现了钢模板的直径可调节，满足施工过程中对模板拼缝和错台的要求，提高了钢模板的周转率和利用率，降低了施工成本。
但是，在上述公开的专利文献中，用于浇灌桥墩的钢模板为钢材料，因此钢模板非常笨重，运输很不方便，尤其是山区或交通非常不便的地区，钢模板的运输就更不方便，即使运输到了目的地，也会因为安装和拆卸钢模板而耗时耗工，尤其在山区或跨河作业时施工难度更大，严重影响施工进度。 
此外，考虑到钢模板的成本很高，组合式模板在施工完成后需要拆卸钢模板，以便下次再循环使用。但是，拆卸钢模板后的桥墩其混凝土处于自然裸露状态，很容易受到周围温度、温度和环境因素的影响，混凝土容易出现裂纹，进而出现开裂剥落，甚至出现钢筋露出、锈蚀的问题，影响桥墩的服役寿命。
实用新型内容
本实用新型所要解决的第一个技术问题是现有技术中桥墩生产时所使用的钢模板非常笨重，运输、安装过程不方便，且使用后需要再拆卸下来，进而提供一种轻质的便于运输、安装且不需要拆卸的具有纤维增强复合材料的桥墩。
本实用新型所要解决的第二个技术问题是现有技术中钢模板成本高，桥墩在施工完成后，钢模板将被拆卸下来用于下次使用，因此，拆卸钢模板后的混凝土处于自然裸露状态，很容易受到周围温度、温度和环境因素的影响，混泥土容易出现裂纹、剥落、露筋和锈蚀的问题，进而提供一种混凝土不与空气直接接触的具有纤维增强复合材料的桥墩。
为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种具有纤维增强复合材料的桥墩，其包括：沿垂直于水平面的方向从下往上依次固定设置的桩基、承台、墩身和盖梁，所述墩身包括纤维增强复合材料套筒，和填充在其内部的混凝土。
所述承台上设置有一沉孔，所述沉孔的形状与所述墩身外廓相适配，所述墩身下端放置在所述沉孔内。
所述套筒内还设置有多根钢筋，所述钢筋的轴线与所述套筒轴线平行并与所述混凝土一体成型。
所述钢筋沿所述套筒周向且靠近所述套筒内侧壁均匀分布。
在所述套筒内侧壁和所述钢筋之间设置有与所述套筒同轴的轴向螺旋绕制的箍筋。
所述箍筋螺旋绕制的螺距为100-150mm。
所述沉孔的深度不小于1000mm。
所述套筒的厚度不小于10mm。
所述套筒中的纤维为轴向和周向交叉分布。
所述墩身的横截面为圆形或椭圆形或正方形或矩形或倒圆角方形或倒圆角矩形。
本实用新型的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
（1）在本实用新型的一种具有纤维增强复合材料的桥墩中，其包括：沿垂直于水平面的方向从下往上依次固定设置的桩基、承台、墩身和盖梁，所述墩身包括管状纤维增强复合材料套筒，和填充在其内部的混凝土；即实施的时候采用轻质的纤维增强复合材料套筒代替笨重的钢模板作为墩身的外模板，然后将混凝土浇筑在套筒内，待凝固后所述套筒包裹在混凝土外围，成为墩身的一部分而不需要拆卸，因此，便于运输和安装且不需要拆卸，大大加快了施工速度，缩小工程工期；而且，由于所述纤维增强复合材料套筒包裹设置于所述混凝土的外围，将所述混凝土和空气进行了隔绝，减小了湿度、温度及环境对混凝土的影响，大大提高了桥墩的抗侵蚀、抗冻融循环等方面的能力，有效延长桥墩的服役寿命。
（2）在本实用新型的一种具有纤维增强复合材料的桥墩中，所述承台上设置有一沉孔，所述沉孔的形状与所述墩身外廓相适配，所述墩身下端放置在所述沉孔内，即所述承台上设置有沉孔，所述墩身与所述沉孔相配合并延伸至所述沉孔底部，通过这种设置，纤维增强复合材料套筒不仅可以代替钢模板作为桥墩的外模板，减少施工的难度，缩短工期；而且施工完成后纤维增强复合材料套筒包裹墩身外围，可以提高桥墩的抗侵蚀、抗冻融循环等方面的能力，有效延长桥墩的服役寿命；由于纤维增强复合材料套筒的高强及线弹性力学特性，约束量充足的纤维增强复合材料套筒表现为双线性强化型的应力-应变关系，能够为内部的混凝土提供强劲的约束力，能够增强桥墩横向或纵向的承载力，并获得高延性的力学性能，因此使用无钢筋的混凝土作为核心部分，桥墩仍然具有非常好的结构整体延性能力和承载力。
（3）在本实用新型的一种具有纤维增强复合材料的桥墩中，所述套筒内还设置有钢筋与所述混凝土一体成型，即在所述套筒内加设钢筋，用混凝土浇注成一体，进一步加强所述墩身的承载能力和强度，优选所述钢筋沿所述套筒周向且靠近所述套筒内侧壁均匀分布，使墩身的受力更加均匀，在所述套筒内侧壁和所述钢筋之间设置有与所述套筒同轴的轴向螺旋绕制的箍筋，进一步增强所述墩身的承载能力和强度。
（4）在本实用新型的一种具有纤维增强复合材料的桥墩中，所述纤维增强复合材料套筒中的纤维取向包括纵向和横向，可以改善纤维增强复合材料套筒的受力状况，使其具有更高的强度，不容易受外力变形。
附图说明
图1a 为本实用新型纤维增强复合材料桥墩的主视图；
图1b 为图1a的侧视图；
图2 为本实用新型墩身的横截面示意图；
图3a为本实用新型另一实施例的所述纤维增强复合材料桥墩的主视图；
图3b为图3a的侧视图；
图4为本实用新型具有钢筋和箍筋的墩身横载面示意图。
附图标记：1-桩基、2-承台，3-墩身，4-盖梁，5-套筒，6-混凝土，7-钢筋，8-箍筋。
具体实施方式
实施例1
图1a为本实用新型所述一种具有纤维增强复合材料（其英文名为Fiber Reinforced Polymer composites，简称FRP）的桥墩，其包括：沿垂直于水平面的方向从下往上依次固定设置的桩基1、承台2、墩身3和盖梁4，所述墩身3包括管状纤维增强复合材料套筒5，和填充在其内部的混凝土6，如图2所示，所述套筒5的厚度为不小于10mm，本实施例中设置所述厚度为10mm，本实施例中设置所述墩身3的横截面为椭圆形。
进一步，本实施例在上述实施例的基础上，所述承台2上设置有一沉孔，所述沉孔的形状与所述墩身3外廓相适配，所述墩身3下端放置在所述沉孔内，所述沉孔的深度不小于1000mm，本实施例中设置所述墩身3的横截面为圆形，所述沉孔的深度为1100mm，如图1b所示。
实施例2
图3a为本实用新型所述一种具有纤维增强复合材料的桥墩，其包括：沿垂直于水平面的方向从下往上依次固定设置的桩基1、承台2、墩身3和盖梁4，所述墩身3包括管状纤维增强复合材料套筒5，如图3b所示，和填充在其内部的混凝土6；所述套筒5内还设置有多根钢筋7，所述钢筋的轴线与所述套筒5轴线平行并与所述混凝土6一体成型，本实施例中设置所述钢筋7沿所述套筒5周向且靠近所述套筒5内侧壁均匀分布，如图4所示，所述纤维增强复合材料套筒5中的纤维为周向和轴向交叉分布，本实施例中设置所述厚度为12mm。
进一步，本实施例在上述实施例的基础上，在所述套筒5内侧壁和所述钢筋7之间设置有与所述套筒5同轴的轴向螺旋绕制的箍筋8，如图4所示，所述箍筋8螺旋绕制的螺距为100-150mm，本实施例中设置所述螺距为120mm。 
当然，本实施例中设置所述墩身3的横截面也可根据实施需要设计成矩形或倒圆角方形或倒圆角矩形，即调整纤维增强复合材料套筒5至所需的形状并将混凝土浇注其中，即可成形所需要的所述墩身3形状。
进一步，本实施例在上述实施例的基础上，所述承台2上设置有一沉孔，所述沉孔的形状与所述墩身3外廓相适配，所述墩身3下端放置在所述沉孔内，本实施例中设置所述墩身3的横截面为圆形，所述沉孔的深度为1200mm。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种具有纤维增强复合材料的桥墩，其包括：沿垂直于水平面的方向从下往上依次固定设置的桩基（1）、承台（2）、墩身（3）和盖梁（4），其特征在于：所述墩身（3）包括纤维增强复合材料套筒（5），和填充在其内部的混凝土（6）。
2.根据权利要求1所述的桥墩，其特征在于：所述承台（2）上设置有一沉孔，所述沉孔的形状与所述墩身（3）外廓相适配，所述墩身（3）下端放置在所述沉孔内。
3.根据权利要求1所述的桥墩，其特征在于：所述套筒（5）内还设置有多根钢筋（7），所述钢筋的轴线与所述套筒（5）轴线平行并与所述混凝土（6）一体成型。
4.根据权利要求3所述的桥墩，其特征在于：所述钢筋（7）沿所述套筒（5）周向且靠近所述套筒内侧壁均匀分布。
5.根据权利要求4所述的桥墩，其特征在于：在所述套筒（5）内侧壁和所述钢筋（7）之间设置有与所述套筒（5）同轴的轴向螺旋绕制的箍筋（8）。
6.根据权利要求5所述的桥墩，其特征在于：所述箍筋（8）螺旋绕制的螺距为100-150mm。
7.根据权利要求1～6任一所述的桥墩，其特征在于：所述沉孔的深度不小于1000mm。
8.根据权利要求1～6任一所述的桥墩，其特征在于：所述套筒（5）的厚度不小于10mm。
9.根据权利要求1～6任一所述的桥墩，其特征在于：所述套筒（5）中的纤维为轴向和周向交叉分布。
10.根据权利要求1～6任一所述的桥墩，其特征在于：所述墩身（3）的横截面为圆形或椭圆形或正方形或矩形或倒圆角方形或倒圆角矩形。
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