一种PBL板-FRP筋连接的混凝土组合桥墩及建造方法技术

本发明专利技术提供了一种PBL板

【技术实现步骤摘要】
一种PBL板
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FRP筋连接的混凝土组合桥墩及建造方法


[0001]本专利技术涉及一种PBL板
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FRP筋连接的混凝土组合桥墩及其建造方法，属于土木工程领域。

技术介绍

[0002]研究发现，跨海大桥所处的海洋环境具有较强的腐蚀性，因此，目前桥墩的建造通常全断面采用造价高昂的海工混凝土。然而，由于桥墩内部具有较好的密闭性，因此采用海工混凝土较为浪费，而海工混凝土的防侵蚀能力又不足以使得外层混凝土抵抗海水的腐蚀，导致一些跨海桥梁仍然出现了严重的腐蚀问题，影响桥梁的结构安全和使用寿命。
[0003]目前，跨海大桥的桥墩施工方法主要为采用钢模板的整体现浇施工方法和全截面预制拼装的施工方法。由于跨海大桥桥墩数量一般较多，采用现浇施工时，钢模板数量巨大，且处于海洋极端环境中，钢模板锈蚀速度较快，重复利用次数少，提高建造成本的同时造成了大量的浪费。
[0004]目前，桥墩结构主要采用普通钢筋作为结构的框架体系，然而，普通钢筋极易受到海水的腐蚀而发生锈蚀，从而降低钢筋的强度。
[0005]UHPC作为一种新技术水泥基材料，具有良好的耐腐蚀性、耐磨性和抗渗性，可以有效防止海水的侵蚀，满足海洋等恶劣极端环境条件下的耐久性要求，而普通混凝土完全能够满足桥墩内部结构的材性要求。
[0006]然而，UHPC与普通混凝土结合会存在其连接界面为零剪力连接，容易由结合力不够导致相对滑动等问题。

技术实现思路

[0007]专利技术目的：本专利技术的目的是提供一种PBL板
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FRP筋连接的混凝土组合桥墩及其建造方法以至少解决现有技术中UHPC与普通混凝土结合力不够的问题。
[0008]技术方案：本专利技术提供一种PBL板
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FRP筋连接的混凝土组合桥墩，包括：UHPC模壳；内核混凝土，位于所述UHPC模壳内；连接机构，包括：多个钢板，间隔埋设于所述UHPC模壳内；多个PBL板，沿桥墩高度方向间隔设置，每个PBL板部分固定于所述UHPC模壳内，其他部分固定于所述内核混凝土内，每一所述钢板与多个所述PBL板焊接固定；多个FRP筋，分别穿设于所述多个PBL板。
[0009]进一步的，所述PBL板为环形，所述PBL板内侧设有多个凸起，每一凸起设有孔洞以插入FRP筋。
[0010]进一步的，所述UHPC模壳掺有细微钢纤维。
[0011]进一步的，所述FRP筋的两头通过环形锚具锚固收紧，环形锚具和环形PBL板的接
触面采用焊接的形式固定。
[0012]进一步的，所述钢板沿桥墩中心对称布置。
[0013]本专利技术还提供一种PBL板
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FRP筋连接的混凝土组合桥墩建造方法，包括：将多个PBL板分别沿桥墩高度方向间隔焊接在钢板上；浇筑UHPC模壳，在UHPC模壳的浇筑过程中， PBL板的部分结构和钢板埋置在UHPC模壳内部；将FRP筋穿入PBL板预留的孔洞中并进行固定；在UHPC模壳内浇筑混凝土。
[0014]进一步的，在步骤将FRP筋穿入PBL板预留的孔洞中并进行固定中，采用环形锚具将FRP筋的两头锚固收紧，将环形锚具和PBL板的接触面焊接。
[0015]进一步的，所述PBL板预留的孔洞的直径略大于FRP筋的直径，环形锚具的直径略大于孔洞的直径。
[0016]进一步的，UHPC模壳采用预制装配的方法进行浇筑。
[0017]进一步的，根据桥墩所受实际荷载作用大小计算界面连接处的总剪力，除以单片PBL板可提供的承载力，计算出单个桥墩所需的PBL板的总个数，将PBL板沿着桥墩的高度从上到下等间距分布在整个桥墩的高度上。
[0018]有益效果：本专利技术对比已有技术具有以下优点：1）UHPC作为一种新技术水泥基材料，具有良好的耐腐蚀性、耐磨性和抗渗性，可以有效防止海水的侵蚀，满足海洋等恶劣极端环境条件下的耐久性要求，而内核混凝土完全能够满足桥墩内部结构的材性要求。本申请将具有良好的耐腐蚀性、耐磨性和抗渗性的UHPC材料置于结构的外层，内部则采用现浇的内核混凝土，在提高防侵蚀能力的同时节约了造价。使得该种组合桥墩能够适用于海洋或者咸水湖等氯离子浓度高的恶劣极端环境条件下的大跨径桥梁。同时，UHPC强度高，截面厚度较小，吊装质量小，不需要大型的吊装和运输设备，连接相对简单，无需预应力措施。
[0019]2）本申请的连接机构具有如下优点：a、连接机构将零剪力连接的界面干接缝变为完全剪力连接，显著提升结构的界面连接性能与整体性；b、使用连接机构可以省去了预制构件和现浇构件的连接施工工序，方便了施工，提高施工的效率；c、连接机构的各组件为轻质装置，没有增加UHPC永久模壳的重量，便于施工和吊装；d、显著提升了桥墩的承载能力；e、在相同要求下，有连接体系的桥墩可以减小尺寸，降低造价，节约成本；f、通过在UHPC模壳内预埋连接体系，能够对UHPC模壳进行支撑，进一步提高UHPC模壳的强度，并且能够将现浇内核混凝土内核与UHPC模壳连成整体。
[0020]3）UHPC制成的永久模壳在施工过程中可作为现浇混凝土的模板，从而节省了大量的钢模板且免除了拆模的工序，减少资源浪费的同时节省了工程的附加支出。而采用全截面预制拼装的施工方法，需要大型吊装设备、运输设备和预制场地，及构件之间的连接需要预应力等措施，施工难度大、且用工效率低。同时，UHPC制作的永久模壳强度高，截面厚度较小，吊装质量小，不需要大型的吊装和运输设备，连接相对简单，无需预应力措施。同时采用预制的UHPC永久模壳可以节省大量的钢模板，在减小施工难度的同时，有效的降低工程的造价。
[0021]4）FRP筋作为一种纤维复合型材料，具有质量轻、抗拉强度高、耐腐蚀性强、材料结
合力强等特点。相较于普通钢筋，其优异的物理力学性能使其更适用于海洋等氯离子浓度高的恶劣极端环境条件。本申请采用抗拉强度高和耐腐蚀性强的FRP筋，相较于普通钢筋，FRP筋优异的物理力学性能使其更适用于海洋等氯离子浓度高的恶劣极端环境条件。FRP筋的自身重量轻，可以减轻整体的吊装重量，便于施工。同时FRP筋在施工工程中更加便于固定，只需要采用两头固定的方式便可以使其有效定位。
[0022]5）在UHPC模壳和内核混凝土之间设置由PBL板和FRP筋组成的连接体系有效地保证了UHPC外筒和内核混凝土之间形成有效的整体性连接，同时提高桥墩的整体刚度。
[0023]6）PBL板上的孔洞的直径略大于FRP筋的直径，使得FRP筋更容易绑扎和固定，而锚具则使得FRP筋的位置固定，不会出现上下滑动。环形锚具的直径略大于孔洞的直径有效保证了锚固的牢靠性。
[0024]7）采用的环形PBL板的前端为波浪形，有效增大环形PBL板和现浇内核混凝土的有效接触面积，提高了连接的可靠度。
[0025]8）连接体系中采用FRP垂直穿过环形PBL板上的孔洞，将环形PBL板纵向连接，有效提高了整个连接体系的纵向刚度。
[0026]9）UHPC浇筑的永久模壳强本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种PBL板
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FRP筋连接的混凝土组合桥墩，包括：UHPC模壳；内核混凝土，位于所述UHPC模壳内；其特征在于，还包括连接机构，包括：多个钢板，间隔埋设于所述UHPC模壳内；多个PBL板，沿桥墩高度方向间隔设置，每个PBL板部分固定于所述UHPC模壳内，其他部分固定于所述内核混凝土内，每一所述钢板与多个所述PBL板焊接固定；多个FRP筋，分别穿设于所述多个PBL板。2.根据权利要求1所述的一种PBL板
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FRP筋连接的混凝土组合桥墩，其特征在于，所述PBL板为环形，所述PBL板内侧设有多个凸起，每一凸起设有孔洞以插入FRP筋。3.根据权利要求1所述的一种PBL板
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FRP筋连接的混凝土组合桥墩，其特征在于，所述UHPC模壳掺有细微钢纤维。4.根据权利要求1所述的一种PBL板
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FRP筋连接的混凝土组合桥墩，其特征在于，所述FRP筋的两头通过环形锚具锚固收紧，环形锚具和环形PBL板的接触面采用焊接的形式固定。5.根据权利要求1所述的一种PBL板
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FRP筋连接的混凝土组合桥墩，其特征在于，所述钢板沿桥墩中心对称布置。6.一种PBL板
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FRP筋连接的混凝土组合桥墩建造方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：戚家南，焦阳，高传松，王景全，程杭，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：