CN210134332U - Uhpc钢管混凝土叠合式格构柱结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种UHPC钢管混凝土叠合式格构柱结构，包括柱肢，在相邻两柱肢之间设置有连接板，所述柱肢包括柱外包UHPC层，在柱外包UHPC层内设置有组合柱，所述连接板包括UHPC板层，在UHPC板层内设置有缀管，在缀管与组合柱之间设置有节点连接块。本实用新型结构合理、操作简便，能提高结构强度、刚度、耐久性能、耐腐蚀性能，同时还能减轻自重和提升抗风沙性能，延长结构使用寿命。

Description

UHPC钢管混凝土叠合式格构柱结构

技术领域

本实用新型涉及一种UHPC钢管混凝土叠合式格构柱结构。

背景技术

超高性能混凝土（Ultra-high Performance Concrete，以下简称UHPC）堪称耐久性最好的工程材料，经过适当配筋的UHPC的力学性能接近钢结构，同时，UHPC具有优良的耐磨、抗爆性能，在掺加一定量的微细钢纤维后，其延性能得到显著的提高，甚至可以达到普通混凝土延性的250倍，极限拉应变可达极限压应变的1%；UHPC在各种工程设施中有着广泛的应用前景，尤其是大跨径桥梁、抗爆结构（军事工程、银行金库等）和薄壁结构等；UHPC一般由水泥、硅灰、细砂、高效减水剂和钢纤维等材料组成，组分细度小、流动性好、自密性好；UHPC在制备和使用时，各原材料使用效率高，有利于减少材料用量和降低CO2的排放，具有节材、节能和减排的效果，符合现在社会可持续发展的主题，是新一代高价值、高潜力的结构和功能材料。

钢管混凝土叠合式格构柱是另一种在高墩桥梁中使用的钢管混凝土叠合柱，由4根柱肢和柱肢间连接的缀管混凝土板组成，具有较好的承载力和刚度；钢管混凝土叠合式格构柱的外包钢筋混凝土层克服了柱肢的抗火和防腐性能差的缺点，防止钢管的局部向外屈曲。近年来，钢管混凝土叠合式格构柱因其优越性能在工程得到应用。

然而钢管混凝土叠合式格构柱在实际工程的应用中仍然出现一些不足之处，具体如下说明：随着现在科学和技术的快速发展，越来越多大跨径桥梁拔地而起，其对钢管混凝土叠合式格构柱的承载力、刚度和耐久性要求也越来越高。

钢管混凝土叠合式格构柱是由4根柱肢和柱肢间连接的缀管混凝土板组成的，其中，柱肢间连接的缀管混凝土板包括节点块、缀管和填充的缀管混凝土，其内部骨架由多根缀管分别与节点块焊接而成，缀管混凝土板能精准固定柱肢位置，钢管混凝土叠合式格构柱的整体性较好；但是，由于缀管分布较稀疏，其外部填充的缀管混凝土在受力作用较大的地方容易产生剥落现象，对缀管的保护作用大大减弱，从而降低结构的承载力和刚度。

如果不改变钢管混凝土叠合式格构柱中的钢管混凝土截面面积而通过增大其外包钢筋混凝土层截面面积来提升钢管混凝土叠合式格构柱的承载力、刚度和耐久性，就会增大墩柱的占用空间，不利于桥下通行，也增加了施工难度。但是为了满足钢管混凝土叠合式格构柱的优越性能，外包钢筋混凝土层往往设计成较厚形式，从而产生结构体量过大的问题。

目前钢管混凝土叠合式格构柱中所填的混凝土大部分自重大、强度低、刚度弱、易碎、耐腐蚀一般的普通混凝土，这些缺点影响和限制了钢管混凝土叠合式格构柱在大型桥梁中的应用；在风沙环境影响较严重的西部地区，外包钢筋混凝土层受损程度也较为严重，不利于钢管混凝土叠合式格构柱的正常使用。

因而，有必要改进一种新型的钢管混凝土叠合式格构柱结构，既能够提升结构的承载力、刚度和耐久性，又不增加结构横截面的面积，减轻结构自重。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供了一种UHPC钢管混凝土叠合式格构柱结构，结构合理、操作简便，能提高结构强度、刚度、耐久性能、耐腐蚀性能，同时还能减轻自重和提升抗风沙性能，延长结构使用寿命。

本实用新型的技术方案是：一种UHPC钢管混凝土叠合式格构柱结构，包括柱肢，在相邻两柱肢之间设置有连接板，所述柱肢包括柱外包UHPC层，在柱外包UHPC层内设置有组合柱，所述连接板包括UHPC板层，在UHPC板层内设置有缀管，在缀管与组合柱之间设置有节点连接块。

进一步的，所述组合柱包括钢管，在钢管内设置有混凝土柱。

进一步的，所述连接块与钢管之间采用焊接的方式进行连接。

进一步的，所述连接块与缀管之间采用焊接的方式进行连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型结构合理、操作简便，能提高结构强度、刚度、耐久性能、耐腐蚀性能，同时还能减轻自重和提升抗风沙性能，延长结构使用寿命。

为使得本实用新型的上述目的、特征和优点能够更明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细说明。

附图说明

图1为本实用新型实施例的结构示意图；

图中：100-柱肢；110-柱外包UHPC层；120-组合柱；121-钢管；122-混凝土柱；200-连接板；210-UHPC板层；220-缀管；230-连接块。

具体实施方式

如图1所示，一种UHPC钢管混凝土叠合式格构柱结构，包括柱肢100，在相邻两柱肢100之间设置有连接板200，所述柱肢100包括柱外包UHPC层110，在柱外包UHPC层110内设置有组合柱120，所述连接板200包括UHPC板层210，在UHPC板层210内设置有缀管220，在缀管220与组合柱120之间设置有节点连接块230。

本实施例中，所述组合柱120包括钢管121，在钢管121内设置有混凝土柱122。

本实施例中，所述连接块230与钢管121之间采用焊接的方式进行连接。

本实施例中，所述连接块230与缀管220之间采用焊接的方式进行连接。

具体实施过程：（1）将商品混凝土灌注到钢管121内，待钢管121内的混凝土初凝后形成组合柱120；（2）将连接块230焊接到钢管121上，接着再将缀管220焊接到连接块230上；（3）接着在钢管121外进行定位支模作业，支模过程中，保持柱外包UHPC层110与UHPC板层210连通；（4）制作UHPC浆液，按掺入钢纤维的配合比进行制作，将UHPC浆液灌入模板与钢管121、缀管220之间的缝隙中；（5）带UHPC浆液初凝后形成柱外包UHPC层110和UHPC板层210，接着将钢管121外的模板进行拆除，对结构进行养护。

上述操作流程及软硬件配置，仅作为本实用新型的较佳实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (4)

1.一种UHPC钢管混凝土叠合式格构柱结构，其特征在于：包括柱肢，在相邻两柱肢之间设置有连接板，所述柱肢包括柱外包UHPC层，在柱外包UHPC层内设置有组合柱，所述连接板包括UHPC板层，在UHPC板层内设置有缀管，在缀管与组合柱之间设置有节点连接块。

2.根据权利要求1所述的UHPC钢管混凝土叠合式格构柱结构，其特征在于：所述组合柱包括钢管，在钢管内设置有混凝土柱。

3.根据权利要求2所述的UHPC钢管混凝土叠合式格构柱结构，其特征在于：所述连接块与钢管之间采用焊接的方式进行连接。

4.根据权利要求3所述的UHPC钢管混凝土叠合式格构柱结构，其特征在于：所述连接块与缀管之间采用焊接的方式进行连接。

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