[实用新型]一种复合材料套筒

说明书

技术领域

本实用新型涉及复合材料组合管材，更具体的说，是一种应用在土木工程结构领域中，可用于已有结构加固改造、新建结构和桩基护筒，特别适用于作为跨海桥梁、港口工程、海洋和近海地下工程结构中的墩柱及钻孔灌注桩和人工挖孔桩成孔护筒。

背景技术

在跨海（河）桥梁工程、港口码头工程中，钢管桩基础已被广泛使用，其特点是单桩承载力高，抗弯能力强，施工速度快。但是，海洋环境比陆地环境恶劣得多，对钢结构的腐蚀也尤为严重。海洋大气中的盐雾、海水中的溶解氧、海洋生物、海底土壤中的细菌等，在钢管桩未进行有效保护状态下都可不同程度造成钢管桩的腐蚀，平均腐蚀速度可达0.3mm/年～0.4mm/年,局部腐蚀速度甚至可达1mm/年，在腐蚀最严重的部位易造成钢管桩局部穿孔，甚至呈截断状态，因此影响到码头的使用年限和安全。据资料报道，20世纪60年代日本曾发生过多次钢管桩码头由于未采取有效保护，以致造成局部严重腐蚀导致码头塌陷的事故。可见，对钢管桩采取及时有效的防腐保护措施是非常必要的。

除钢管桩外，钻孔灌注桩也是土木工程领域应用广泛的另一种桩型。其成孔方法有机械钻孔和人工挖孔两种，由于土质不稳定，需要采用护筒护壁对孔桩进行保护，防止塌孔影响施工进度及安全，同时可以起到隔离地表水，导向钻头，固定桩位，保护操作原地面的作用。现有护筒中，钢护筒是现有最常用的护筒之一，但是钢护筒自重大，运输吊装成本高，在使用过程中容易腐蚀，维修成本高，使用寿命短。

目前钢管桩和钢护筒防腐保护方法主要分为两类:防腐涂层保护和阴极保护。根据工程应用效果来看，这两种保护方法有效期大约是20～30年，远小于土木工程结构100年的设计寿命，超过期限之后需要重新进行防腐设计。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种复合材料套筒，可部分替代现有钢管桩和钢护筒，解决了钢管桩的腐蚀问题，而且能提高钢管的承载力，以及解决现有护筒施工复杂，易腐蚀，运输、维修成本高，使用寿命短的问题。

本实用新型采用的技术方案为：一种复合材料套筒，包括树脂基纤维增强层和树脂基石英砂夹砂层；

所述树脂基纤维增强层通过设置芯模形成内壁层，树脂基纤维增强层外设置有所述树脂基石英砂夹砂层，树脂基石英砂夹砂层外再设置树脂基纤维增强层，依上述模式所述树脂基纤维增强层和树脂基石英砂夹砂层不断交替设置，最外层为树脂基纤维增强层；

所述树脂基石英砂夹砂层为一层或多层。

作为优选，所述复合材料套筒内设有夹芯钢管或PVC管形成带芯材的复合材料套筒。

作为优选，所述复合材料套筒的两端设有加厚层，加厚层包括钢环和树脂基纤维增强层，复合材料套筒端部套上钢环，钢环外壁设有树脂基纤维增强层。加厚层的高度最好为20～30cm。

作为优选，所述树脂基纤维增强层中纤维采用碳纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维或芳纶纤维丝；或者不同纤维丝混杂，以85°～45°缠绕角缠绕；所用树脂为不饱和聚苯树脂、乙烯基或环氧树脂。

本实用新型先将浸透树脂纤维增强材料缠绕在芯模上制作内壁层，内壁层上铺设树脂基石英砂夹砂层，夹砂层外缠绕树脂基纤维增强材料，纤维层与夹砂层如此间隔铺设到一定厚度，最外层为耐腐蚀的树脂基纤维增强材料外壁；为提高套筒强度，树脂基石英砂夹砂层可以铺设一层，也可以与树脂基纤维增强材料交替铺设多层。

本实用新型在套筒的两端20～30cm长度可进行加厚加强处理，缠绕一定厚度的夹砂层和纤维层后，在套筒端部套上钢环，钢环外壁继续缠绕树脂基纤维增强材料。

本实用新型将夹芯钢管、PVC管作为缠绕芯模，在其外表面以一定角度单向或双向缠绕浸润树脂后的纤维丝，缠绕纤维丝与铺设树脂基石英砂夹砂层后，无需脱模，便形成了带芯材的复合材料套筒。

本实用新型如果用于加固有损伤的墩柱，加固时在墩柱表面现场缠绕树脂基纤维层和树脂基石英砂夹砂层。

本实用新型提出的复合材料组合套筒可部分替代现有钢管桩和钢护筒。对于钢管桩，本实用新型不仅可以解决钢管桩的腐蚀问题，而且能提高钢管的承载力，可用于已锈蚀的钢管桩加固改造和新建工程，特别适用于作为跨海桥梁、港口工程、海洋和近海地下工程结构中的墩柱和桩基础，以期获得良好的结构受力性能、提高钢管桩的耐久性。对于护筒，本实用新型能解决现有护筒施工复杂，易腐蚀，运输、维修成本高，使用寿命短的问题，提供一种可通过连续化生产工艺实现的轻质高强、耐腐蚀钢管复合材料组合护筒。这种护筒不仅便于运输与施工，还无需维修，缩短建设周期，节省建设资金。

有益效果：：