[发明专利]一种CFRP-UHPC双肢薄壁高墩柱

说明书

本发明涉及桥梁桥墩技术领域，尤其涉及一种CFRP‑UHPC双肢薄壁高墩柱。其包括薄壁柱，所述薄壁柱包括本体以及包覆于所述本体外表面的CFRP层；所述本体内部空心，所述本体包括UHPC层。本申请中，将UHPC的超高抗压强度、韧性和耐久性应用于双肢薄壁高墩柱，有效提高墩柱的承载能力与延性性能，使墩柱的抗震性能更佳。同时采用空心结构，由于UHPC材料成本高，采用空心结构不仅不会明显降低墩柱的承载能力，还可以有效节省材料降低成本。此外，在外表面设置CFRP，增强了结构的整体性，提高了柱的承载能力，并且使双肢薄壁高墩柱纵向抗推刚度小的优点更加突出。

技术领域

本发明涉及桥梁桥墩技术领域，尤其涉及一种CFRP-UHPC双肢薄壁高墩柱。

背景技术

随着我国西南地区交通网络的迅猛发展，许多跨越山谷，河流的大桥拔地而起，其中高墩连续刚构桥是最常见的一种桥梁结构形式，连续刚构桥具有造价成本低、桥下净空大、行车平稳、跨越能力大等特点，与连续梁桥相比，刚构桥因墩梁固结的特点可以省去昂贵的支座费用，还能把水平方向的地震作用力分给每个桥墩来承担。双肢薄壁墩是高墩刚构桥常用的桥墩形式，其构造特点是在墩位上有两个相互平行的墩壁与主梁铰接或刚接的桥墩。双肢薄壁墩既能支承上部结构、保持桥墩稳定，又有一定柔性，适应上部结构位移的需要，其抗推力刚度是单肢薄壁墩抗推力刚度的1/4，抗推力小，纵向柔性功能好，对跨中内力约束条件较小，受力条件好。双肢薄壁墩具有纵桥向抗弯刚度大和横桥向抗扭刚度大的特点，以及抗推刚度小，会造成纵桥向的允许位移增大，从而减小因为温度作用和混凝土收缩形变带来的不利影响。

目前普遍使用的双肢薄壁高墩柱，所用的材料为钢筋混凝土，比如公开号为CN209468679U的专利文件公开的这样一种大跨径斜拉桥的主墩，包括桩基、承台和墩身；所述桩基由24根钻孔桩构成，顺桥向布设4排钻孔桩，每排由6根钻孔桩构成；所述承台由下承台和上承台构成，上、下承台的横截面均呈矩形；上承台和下承台均为钢筋混凝土结构并在现场通过承台钢套箱浇筑而成；墩身设在上承台的顶面上且为双肢薄壁墩柱，每肢薄壁墩柱的横截面呈矩形，每肢薄壁墩柱的底部设置横截面呈矩形的锥台；双肢薄壁墩柱也为钢筋混凝土结构，并且双肢薄壁墩柱主筋伸入承台3m并设置斜向架立筋。这种钢筋混凝土结构的双肢薄壁墩柱，当墩柱顶部不断产生较大位移时混凝土容易产生裂缝以及疲劳破坏。

发明内容

本发明要解决上述问题，提供一种受力合理、能够有效提高双肢薄壁高墩柱承载能力、增强柱的整体性、增强墩柱延性性能的CFRP-UHPC双肢薄壁高墩柱。。

本发明解决问题的技术方案是，提供一种CFRP-UHPC双肢薄壁高墩柱，包括薄壁柱，其特征在于：所述薄壁柱包括本体以及包覆于所述本体外表面的CFRP层；所述本体内部空心，所述本体包括UHPC层。

其中，UHPC是超高性能混凝土（Ultra-High Performance Concrete）的简称，也称作活性粉末混凝土，UHPC 是一种新型的水泥基材料，具有高强度、高韧性、高耐久性、优良的耐磨、抗爆性能的特点，其与普通混凝土相比胶凝材料用量多，水胶比较低，减水剂掺量高。UHPC 制备工艺就是建立在颗粒紧密理论的基础上，主要通过剔除粗骨料优化颗粒级配，掺入硅灰、粉煤灰等颗粒较小、具有超高活性的矿物掺和料，填充较粗的胶凝材料之间的空隙，提高堆积密实度来优化孔结构，降低气泡含量。本申请中，将UHPC应用于双肢薄壁高墩柱，能够有效提高柱的承载能力以及延性性能。

CFRP是碳纤维增强树脂基复合材料（Carbon fiber rein—forced polymer）的简称，其具有高比强度、高比模量、耐腐蚀、热力学性能优良、低密度等特点。本申请中，在双肢薄壁高墩柱的外表面缠设置CFRP层，增强了结构的整体性，提高了柱的承载能力，并且使双肢薄壁高墩柱纵向抗推刚度小的优点更加突出。