[实用新型]一种混合配置FRP筋与普通钢筋的拼装混凝土墩体系

说明书

本实用新型提供一种混合配置FRP筋与普通钢筋的拼装混凝土墩体系，包括混凝土承台（1）、拼装墩身（2）、贯通纵筋（6）和无粘结预应力筋（7）；其特征在于：所述拼装墩身（2）由一个或者一个以上预制节段（4）组成，所述贯通纵筋（6）由FRP筋和普通钢筋两种钢筋混合而成，并与无粘结预应力筋（7）一同将混凝土承台（1）、拼装墩身（2）连接成为完整墩体系。

技术领域

本实用新型涉及一种预制节段拼装混凝土墩，特别是涉及一种混合配置FRP筋与普通钢筋的预制节段拼装混凝土墩体系。

背景技术

近几年，研究者对预制节段拼装桥墩进行了一些研究，以期实现钢筋混凝土墩的快速建造。该类型桥墩采用预制装配技术，先将墩身沿竖向划分为若干节段进行预制，再运输至桥址处进行拼装，拼装时一般采用无粘结预应力筋将各节段挤压连接成为整体桥墩构件，因为建造效率较高。然而，节段拼装桥墩由于存在较多拼接缝，其墩身严密程度与现浇钢筋混凝土墩相比有较大程度降低，雨水、河水尤其是海水等携带氯离子的侵蚀介质更易通过拼接缝渗入墩身内部。氯离子侵蚀将显著加速桥墩纵向钢筋的锈蚀，从而导致桥墩承载力的严重退化，继而引发整个桥梁结构的安全性问题。因此，有必要进行深入研发以延缓或避免节段拼装桥墩接缝处纵向钢筋的锈蚀问题。然而，目前尚缺乏提高节段拼装桥墩耐久性的有效方案。

另一方面，当前设计预制节段拼装桥墩的研发及应用大都致力于提高桥墩的建造效率或减小桥墩震后自身损伤程度，而十分缺乏可同时减小桥墩震时最大位移反应及震后残余位移的研究。既有研究表明，提高桥墩屈服后刚度可有效减小桥墩震时最大位移响应及其离散性，并可显著提高构件自复位能力，确保桥墩遭受地震灾害后的功能性，保证震后救灾及重建工作的顺利开展。但是，能够有效提高节段拼装桥墩屈服后刚度的成熟方案尚未见报道。

近年来，纤维增强复合材料（Fiber Reinforced Polymer, FRP）因具有轻质、高强、耐腐蚀等优良特性，在桥梁工程及建筑领域的应用日益普遍。应用FRP织物、板材及FRP筋提高结构或构件抗震性能的研究已取得较多成果。因此，应用FRP筋提高节段拼装桥墩屈服后刚度及耐久性，为解决前述预制节段拼装桥墩研究中存在的两大问题提供了新的思路。但是，应用FRP筋解决上面所述两大问题的具体研发与应用尚未见诸报道。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种混合配置FRP筋与普通钢筋的预制节段拼装混凝土墩体系。普通钢筋遭受到氯离子侵蚀后易发生锈蚀并导致钢筋直径不断减小，其抗拉强度标准值在400MPa~500MPa之间，相应的抗拉屈服应变在0.2%~0.3%之间，且普通钢筋因屈服后的硬化系数很小，近似符合理想弹塑性本构。FRP筋具有优秀的抗氯离子侵蚀性能，其抗拉强度范围在600MPa~2200MPa之间，其极限拉应变在1.0%~4.4%之间，且FRP筋在拉应力小于极限拉应变时基本保持线弹性应力应变关系。因此，在桥墩中同时配置FRP筋与普通钢筋两种纵向受力筋，令普通钢筋在平面内位于FRP筋的内侧，提高了普通钢筋的保护层厚度，有效推迟了钢筋初始锈蚀时间，从而可有效延缓桥梁结构服役期内因纵向钢筋锈蚀导致的性能退化；同时，利用FRP筋的线弹性特征提高桥墩的屈服后刚度、承载力、耗能能力和位移延性，从而有效减小桥墩在地震激励下的最大位移反应及其离散性，提高桥墩自复位能力、减小震后残余位移，提高桥墩震后使用性及易修复性。

本实用新型提供一种混合配置FRP筋与普通钢筋的预制节段拼装混凝土墩体系，包括混凝土承台（1）、拼装墩身（2）、贯通纵筋（6）和无粘结预应力筋（7）；其特征在于：所述拼装墩身（2）由一个或者一个以上预制节段（4）组成，所述贯通纵筋（6）由FRP筋和普通钢筋两种钢筋混合而成，并与无粘结预应力筋（7）一同将混凝土承台（1）、拼装墩身（2）连接成为完整墩体系。