[实用新型]基于形状记忆合金及碳纤维布的震损桥墩混合加固结构

说明书

本实用新型公开了一种基于形状记忆合金及碳纤维布的震损桥墩混合加固结构，包括用于连接震损桥墩内断裂钢筋的套筒挤压接头以及用于替换填补震损桥墩周围松散的混凝土以及修复震损桥墩表面裂缝的速凝水泥基砂浆，震损桥墩的墩身表面由内到外依次设置有环氧树脂层及碳纤维布，震损桥墩的底部固定有用于压紧碳纤维布的钢板压条，碳纤维布的外表面缠绕有NiTiNb形状记忆合金丝，在施工时，NiTiNb形状记忆合金丝连接有用于激活NiTiNb形状记忆合金丝的形状记忆效应的外部热激励电源设备，该加固结构能够通过主动约束力与被动约束力相结合实现震损桥墩的加固，且成本较低，耐久性较好。

技术领域

本实用新型属于工程结构加固技术领域，涉及一种基于形状记忆合金及碳纤维布的震损桥墩混合加固结构。

背景技术

自20世纪50年代以来，钢筋混凝土结构以其坚固耐久、防火性能好等特点在我国桥梁工程中得到了广泛的应用。但随着服役时间的推移、环境的影响，即使是选材较好、设计合理、施工质量保证的桥梁也会不断老化，产生各种各样的病害如露筋、麻面、表层成块脱落等等，使结构的安全性能存在隐患。特别是在地震作用下，桥墩一旦发生破坏会造成大量的经济损失甚至是产生严重的生命安全威胁。钢筋混凝土桥墩作为一种延性构件，在承受较大的地震荷载时可以通过其塑性铰区的弯曲变形来耗能，因此如何对震损桥墩进行加固变得尤其重要。

侧向约束可改善混凝土脆性，提高钢筋混凝土构件的强度和变形能力。混凝土约束方法分为主动和被动两种。对于混凝土主动约束，在轴向压力作用之前侧向约束就以预压力的形式施加于结构构件之上。而对于被动约束，约束力作为混凝土受压横向膨胀的结果而间接施加于构件之上。但现有的主动约束以及被动约束手段均存在缺陷：对于被动约束，为使被动约束作用完全被“激活”，混凝土将不可避免产生一定程度的损坏。对于主动约束，目前，用于混凝土主动约束加固最常见的材料为钢材(预应力钢丝、预应力钢绞线和预应力钢板箍)和纤维增强复合材料(FRP)。但钢材容易发生锈蚀，耐久性差。FRP需用环氧树脂层作为粘合剂粘贴在构件表面，有发生脱落的危险。此外，这两类材料预应力的施加都需借助专用张拉设备，会耗费过多的人力、物力和财力。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种基于形状记忆合金及碳纤维布的震损桥墩混合加固结构，该加固结构能够通过主动约束力与被动约束力相结合实现震损桥墩的加固，且成本较低，耐久性较好。

为达到上述目的，本实用新型所述的基于形状记忆合金及碳纤维布的震损桥墩混合加固结构包括用于连接震损桥墩内断裂钢筋的套筒挤压接头以及用于替换填补震损桥墩周围松散的混凝土以及修复震损桥墩表面裂缝的速凝水泥基砂浆，震损桥墩的墩身表面由内到外依次设置有环氧树脂层及碳纤维布，震损桥墩的底部固定有用于压紧碳纤维布的钢板压条，碳纤维布的外表面缠绕有NiTiNb形状记忆合金丝，在施工时，NiTiNb形状记忆合金丝连接有用于激活NiTiNb形状记忆合金丝的形状记忆效应的外部热激励电源设备。

碳纤维布自震损桥墩的底端沿轴向向上缠绕于震损桥墩的外壁上，且碳纤维布的缠绕高度为震损桥墩高度的1/3。

钢板压条通过螺栓固定于震损桥墩的底部。

NiTiNb形状记忆合金丝以40毫米的间距螺旋缠绕于碳纤维布的外侧。

本实用新型具有以下有益效果：