[发明专利]一种采用SMA-预应力筋系统的节段拼装FRP增强钢管混凝土桥墩

摘要

本发明涉及一种采用SMA‑预应力筋体系的FRP增强钢管混凝土节段拼装式桥墩。由SMA‑预应力筋体系以及FRP增强钢管混凝土墩身两部分组成。所述SMA‑预应力筋体系由SMA丝材或棒材与普通预应力钢绞线或FRP筋通过连接板串联而成。所述FRP增强钢管混凝土墩身由节段连接而成。FRP增强钢管混凝土节段通过错位布置FRP‑钢复合管与核心混凝土实现承插式连接构造，各节段视桥墩采用焊接钢管、灌注核心混凝土后浇带实现湿连接，也可以采用内置橡胶垫或结构胶并依靠预应力筋实现干连接。本发明解决墩柱大变形下节段接缝处剪切变形和节段分离的问题，同时提高墩柱底部节段容许损伤能力，提高桥墩的耐久性。利于桥梁结构装配化的发展，满足恶劣环境下全装配式桥梁的功能要求。

主权项

1.一种采用SMA‑预应力筋体系的FRP增强钢管混凝土节段拼装式桥墩，其特征在于：利用核心混凝土与钢管的相对位置设定实现节段间的承插式连接，利用复合约束混凝土提高节段的容许损伤能力，利用外部FRP实现节段连接后的增强与防腐保护；桥墩由SMA‑预应力筋系统与FRP增强钢管混凝土节段拼装桥墩组成；SMA‑预应力筋系统包括锚板、SMA棒材、无粘结预应力筋、连接板；锚板通过螺母与SMA棒材连接；SMA棒材通过螺母与连接板连接；连接板通过螺母与无粘结预应力筋连接；连接板置于锚板内；SMA棒材为多根，一端与固定在桥面内锚板连接，另一端通过连接板与无粘结预应力筋连接构成SMA‑预应力筋系统；无粘结预应力筋底端固定在基座上；用SMA棒材和无粘结预应力筋将多个FRP增强钢管混凝土节段贯穿连接一体；单个FRP增强钢管混凝土节段包括FRP层、钢管、核心混凝土、预留灌浆孔、预应力筋孔道、节段缩进端l₁、节段伸出端l₂；所述钢管内装有核心混凝土，核心混凝土中心为预应力筋孔道；所述钢管上端设有预留灌浆；在钢管外侧缠绕有FRP层；FRP增强钢管混凝土节段拼装成桥墩，桥墩包括墩身、FRP层、钢管、钢管接缝、混凝土接缝填充物；墩身中心贯穿设有无粘结预应力筋；两个钢管的钢管接缝通过焊接为一体结构，钢管内有核心混凝土，钢管的节段缩进端l₁通过混凝土接缝填充物与钢管的节段伸出端l₂连接；在拼装完的墩身外侧设有FRP层；FRP增强钢管混凝土节段采用FRP‑钢复合管体与核心混凝土错位布置，形成承插式连接构造；FRP增强钢管混凝土节段的相邻节段通过焊接钢管、灌注核心混凝土砂浆实现节段间湿连接，或者通过核心混凝土接缝处内置橡胶垫、结构胶，利用预应力筋实现节段间干连接；FRP增强钢管混凝土节段的节段连接域包裹FRP与节段已有FRP满足搭接要求。