[发明专利]利用FRP复合材料制备的FRP复合材料桩及制备与成桩方法

说明书

本发明公开了一种利用FRP复合材料制备的FRP复合材料桩，FRP复合材料桩包括：FRP缠绕管材、FRP拉挤中空型材和连接装置；FRP拉挤中空型材包括外圈管、内圈管和连接外圈管与内圈管的若干加强筋材，外圈管的横截面形状为圆形或带倒角的方形；FRP拉挤中空型材通过挤拉设备一次挤拉成型，其纤维材料沿管材纵向设置；FRP缠绕管材以FRP拉挤中空型材为胎膜，设置环向的纤维材料，并与FRP拉挤中空型材形成复合管材段，FRP缠绕管材横截面内圈形状与FRP拉挤中空型材匹配；FRP连接装置包括连接板、连接筋材和连接销，连接销用于将两块连接板连接起来。本发明FRP复合材料桩的制备方法与成桩方法。本发明FRP复合材料桩轻质高强，密封性好，成桩后抗腐蚀能力强。

技术领域

本发明涉及土木水利、海洋工程结构桩技术领域，特别是一种利用FRP复合材料制备的FRP复合材料桩，本发明还步及利用FRP复合材料制备的FRP复合材料桩的制备及成桩方法，可用于土木水利、海洋工程结构中的桩基础。

背景技术

桩基础在工程中有着广泛的应用，桩基础类型较多，按照桩身材料可分为混凝土桩、钢桩和组合材料桩。钢筋混凝土桩混凝土桩是目前应用最广泛的桩基，其具有制作方便，桩身强度高，价格较低等优点，可分为预制混凝土方桩、预应力混凝土空心管桩和灌注混凝土桩等。钢桩由钢管桩和型钢桩组成，桩身材料强度高，桩身表面积大而截面积小，在沉桩时贯透能力强而挤土影响小，在饱和软粘土地区可减少对邻近建筑物的影响，钢桩价格较高，耐腐蚀性能差，应用受到一定的限制。

在沿海及其他高盐渍地区，地基土中有较多的氯离子和其他盐分，钢桩和钢筋混凝土桩极易腐蚀，受到腐蚀的钢桩和钢筋混凝土桩其承载能力显著降低，工程安全隐患极大。

随着新材料的不断涌现，利用高性能材料与传统材料结合的方式在基础工程中得到创造性的应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术存在的缺陷，提供一种利用FRP复合材料制备的FRP复合材料桩，该FRP复合材料桩可以直接利用工厂化制作的FRP型材，可以通过施工现场的插件拼接形成装配式的组合桩，装配方便快捷。

本发明所要解决的另一个技术问题是提供了一种FRP复合材料桩的制备方法。

本发明所要解决的再一个技术问题是提供了一种FRP复合材料桩的成桩方法。

本发明所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的。本发明公开了一种利用FRP复合材料制备的FRP复合材料桩：所述的FRP复合材料桩包括：FRP缠绕管材、FRP拉挤中空型材和连接装置；

所述的FRP拉挤中空型材包括外圈管、内圈管和连接外圈管与内圈管的若干加强筋材，外圈管的横截面形状为圆形或带倒角的方形；FRP拉挤中空型材通过挤拉设备一次挤拉成型，其纤维材料沿管材纵向设置；

所述的FRP缠绕管材以FRP拉挤中空型材为胎膜，设置环向的纤维材料，并与FRP拉挤中空型材形成复合管材段，FRP缠绕管材横截面内圈形状与FRP拉挤中空型材匹配；

所述的FRP连接装置包括连接板、连接筋材和连接销，连接板的横截面外圈形状与复合管材段匹配，连接筋材插接在连接板上，在连接板上还设置有与连接销配合的连接用键槽；连接销用于通过键槽将两块连接板连接起来，实现2段复合管材段的连接，若干段复合管材段连接构成FRP复合材料桩。

本发明所述的一种利用FRP复合材料制备的FRP复合材料桩，其进一步优选的技术方案是：外圈管与内圈管之间的加强筋材呈周向对称设置，加强筋材将内外管材之间分隔成若干空腔，内管材中也设有空腔，所述空腔在成桩时用于填充水泥基材料。

本发明所述的一种利用FRP复合材料制备的FRP复合材料桩，其进一步优选的技术方案是：连接板上设置的连接筋材呈周向对称设置，所述键槽也呈周向对称设置。