一種FRP組合模網柱及其制作方法與流程

本發明涉及結構工程技術領域，特別是一種frp組合模網柱及其制作方法。

背景技術：

鋼管混凝土是在鋼管中填充混凝土而形成的一種構件形式，利用鋼管和混凝土兩種材料在受力時的相互作用，使得混凝土具有三向應力作用。近年來國內外學者對其做了大量的研究，其具有抗震性能優越以及施工方便的有點。同時我們也注意到，鋼管混凝土具有以下缺陷與不足之處：鋼材在大氣環境或海洋、潮濕和鹽堿地等惡劣環境下容易腐蝕，必須采用特殊的防腐處理措施，這將極大地增加工程施工難度以及工程造價成本，后期維護也需要較大費用。同時鋼管既要承受彎矩和軸向荷載產生的豎向應力，又要承受剪力和混凝土膨脹產生的橫向應力，雙向應力狀態將降低鋼管的約束相應，提前鋼管的局部屈服。

纖維增強塑料（frp）具有輕質、高強、耐腐蝕等優良性能，在土木工程結構加固與新建領域得到了廣泛的研究與應用，正逐步代替鋼材成為部件承受或輔助承受外力的構件。frp網格(格柵)是將碳纖維、玻璃纖維等高性能連續纖維浸漬于樹脂中，固化后形成的整體網格狀制品。能夠克服普通frp布在水下結構加固時難以粘貼均勻的難題，保證其在潮濕環境及水下結構中使用時界面性能和加固效果。外包frp網格能夠提高混凝土柱的軸壓承載力、延性和抗震性能。但目前未有在水下加固中方便安裝frp網格的方式。如專利號“201220551839”說述的frp網格組合柱，必須要現圍著柱面制作好該專利敘述的外部套管，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橋墩，則無法下沉套管。

技術實現要素：

有鑒于此，本發明的目的是提出一種frp組合模網柱及其制作方法，能夠解決現有鋼管混凝土結構、frp-鋼管混凝土結構存在的缺陷，使得結構具備足夠的延性，可以在水下進行施工，而且具有在海洋、潮濕和鹽堿地等惡劣環境下耐腐蝕的特性。

本發明采用以下方案實現：一種frp組合模網柱，包括frp網格、frp模、連接部件；所述frp模為圓柱形結構，所述frp網格設置于所述frp模的內表面；所述frp網格與所述frp模均為由兩個半圓拼裝的結構，通過連接部件進行拼接。所述frp組合模網柱內部可以在水下澆筑不分散砂漿或者在地面澆筑混凝土。

進一步地，所述連接部件為不銹鋼板以及若干螺栓。

進一步地，所述螺栓長度大于所述frp網格、frp模以及不銹鋼板三者的厚度，用以在澆筑混凝土時可以伸入混凝土中，增加抗剪性能。

進一步地，所述frp網格為由frp束紗與樹脂組成的網格，也可以為其他以碳纖維為主體材料制成的具有承載力的網格。

進一步地，所述frp模為由frp片材和樹脂組成的模，也可以為其他以碳纖維為主體材料制成的具有承載力的模。

本發明還提供了一種基于上文所述的一種frp組合模網柱的制作方法，具體包括以下步驟：

步驟s1：制作兩個半圓形的frp網格；

步驟s2：通過半圓形母模制作兩個frp模，將兩個frp模分別包裹在所述兩個半圓形的frp網格外部，得到兩個外層為frp模、內層為frp網格的frp復合半圓形結構；

步驟s3：采用不銹鋼板做墊層，利用螺栓將兩個frp復合半圓形結構連接為一個圓柱形整體；

步驟s4：在組裝好的圓柱形整體內部澆筑混凝土。

與現有技術相比，本發明具備以下優點;

1、本發明的frp網格與frp模黏貼后的組合結構作為澆筑混凝土的模板，其中碳纖維骨料起到配筋的作用。優選的frp網格與混凝土的摩阻力克服了優選的frp布光滑的不利因素，增強整體的強度的同時也增加了外部材料與混凝土的粘結。這樣外部的frp組合模網柱可以起到約束內部混凝土的作用，提高了組合結構整體的抗震性能以及受力性能。

2、本發明的連接螺栓可適當伸長，這樣澆筑混凝土時螺栓可以伸入混凝土，增加整體性的同時能大大增強抗剪性能。

3、本發明可以在水下進行拼裝施工，適合于不排水的水下墩柱加固。同時由于使用碳纖維材料大大減少了結構的自重，減少了對樁的負荷，使得加固效果更加優秀。

4、本發明使用frp模具、作為澆筑混凝土的模板，使得該組合結構具有在海洋、潮濕和鹽堿地等惡劣環境下耐腐蝕的特性。

附圖說明

圖1為本發明實施例中frp組合模網柱的俯視圖。

圖2為本發明實施例中frp組合模網柱的左視圖。

圖3為本發明實施例中frp組合模網柱的的正視圖。

圖4為本發明實施例中frp組合模網柱的部分構件圖。

圖5為本發明實施例中frp組合模網柱的立體示意圖。

圖6為本發明實施例中frp組合模網柱的加固實例示意圖。

圖7為本發明實施例中半圓形母模示意圖。

圖8為本發明實施例中制作過程示意圖。

[主要組件符號說明]

圖中：1為frp網格，2為frp模，3為澆筑的混凝土，4為螺栓，5為不銹鋼板，6為待加固墩柱,7為半圓形母模。

具體實施方式

下面結合附圖及實施例對本發明做進一步說明。

如圖1至圖7所示，本實施例提供了一種frp組合模網柱，包括frp網格、frp模、連接部件；所述frp模為圓柱形結構，所述frp網格設置于所述frp模的內表面；所述frp網格與所述frp模均為由兩個半圓拼裝的結構，通過連接部件進行拼接。所述frp組合模網柱內部可以在水下澆筑不分散砂漿或者在地面澆筑混凝土。其中，所述frp網格為1，所述的frp模為2，所述材料管內部澆注有混凝土3，所述的連接部件為螺栓4以及不銹鋼板5。

在本實施例中，所述連接部件為不銹鋼板以及若干螺栓。

在本實施例中，所述螺栓長度大于所述frp網格、frp模以及不銹鋼板三者的厚度，用以在澆筑混凝土時可以伸入混凝土中，增加抗剪性能。

在本實施例中，所述frp網格為由frp束紗與樹脂組成的網格，也可以為其他以碳纖維為主體材料制成的具有承載力的網格。

在本實施例中，所述frp模為由frp片材和樹脂組成的模，也可以為其他以碳纖維為主體材料制成的具有承載力的模。

本實施例還提供了一種基于上文所述的一種frp組合模網柱的制作方法，具體包括以下步驟：

步驟s1：制作兩個半圓形的frp網格；

步驟s2：通過半圓形母模7制作兩個frp模，將兩個frp模分別包裹在所述兩個半圓形的frp網格外部，得到兩個外層為frp模、內層為frp網格的frp復合半圓形結構；

步驟s3：采用不銹鋼板做墊層，利用螺栓將兩個frp復合半圓形結構連接為一個圓柱形整體；

步驟s4：在組裝好的圓柱形整體內部澆筑混凝土，如圖6所示，圖6中，6為待加固墩柱。

在本實施例中，模網柱尺寸、螺栓連接數量、不銹鋼板厚度應根據實際需要進行確定。

較佳的，如圖8所示，本實施例還提供了更加具體的制作過程：

a：制作半圓母模;

b：在母模上制作半圓形frp網格;

c:在frp網格外制作frp模殼;

d:拆模，完成半圓形模網;

e:拼裝。

本實施例具備以下優點：

1、利用了frp材料輕質的特點，大大減少了結構自重。

2、可以在水下施工，實現不排水加固橋墩。

3、可以較好地解決鋼管混凝土結構耐久性差的缺點，在沿海、腐蝕、北方寒冷地區的橋梁、建筑以及地下樁等領域具有廣闊的應用前景和發展空間。

4、施工速度快，在需求緊急加固時效益尤為突出。

5、施工方便，在水下施工時可以人工拼裝，無需大型設備。

6、延長的螺桿可以在內部澆筑混凝土后形成剪力鍵，提高結構整理抗剪能力。

以上所述僅為本發明的較佳實施例，凡依本發明申請專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應屬本發明的涵蓋范圍。