本發(fā)明屬于土木工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種FRP管與半現(xiàn)澆半預制再生混凝土預應(yīng)力疊合橋墩。

背景技術(shù)：

隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展和城市化進程的加快，舊建筑物拆除導致廢棄物的堆積和新建筑物建設(shè)對建筑資源的大量需求，致使在造成環(huán)境污染、土地占用的同時又使得原本資源短缺的現(xiàn)狀愈演愈烈，帶來了一系列能源消耗、環(huán)境污染的問題，人與資源環(huán)境之間的矛盾日益加重，走可持續(xù)發(fā)展道路，對建筑垃圾再利用的行動已迫在眉睫。

據(jù)統(tǒng)計，我國每年產(chǎn)生的混凝土垃圾量每年以8%的速度增長，預計2020年達到6.38億噸，而天然骨料卻以每年約80億噸的量被消耗，將建筑垃圾中的混凝土制成再生骨料混凝土或再生塊體混凝土放置于結(jié)構(gòu)中，循環(huán)利用、變廢為寶，解決了資源與環(huán)境的問題，實現(xiàn)了建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

傳統(tǒng)橋墩以鋼筋混凝土形式為主，雖有剛度大、整體性好，但抗腐蝕性能及受壓屈曲的問題較為薄弱。而本發(fā)明所涉及的FRP管再生混凝土疊合橋墩結(jié)合了傳統(tǒng)鋼筋混凝土、鋼管混凝土、預應(yīng)力、建筑垃圾再利用和FRP新型材料五者的優(yōu)點，施工簡單，造價較低，有效解決了傳統(tǒng)橋墩抗腐蝕差、抗屈曲能力低的缺點。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為提供一種節(jié)能環(huán)保、耐腐蝕、抗屈曲能力好的鋼管混凝土，本發(fā)明提供一種FRP管與半現(xiàn)澆半預制再生混凝土預應(yīng)力疊合橋墩及制作方法。墩身采用FRP復合材料，在FRP管與鋼管之間澆筑預制預應(yīng)力再生骨料混凝土層，鋼管內(nèi)澆筑再生骨料混凝土，承臺則以再生塊體混凝土為基體，澆筑普通混凝土制成。

為了解決上述問題及實現(xiàn)上述要求，本發(fā)明采取如下的技術(shù)解決方案：

一種FRP管與半現(xiàn)澆半預制再生混凝土預應(yīng)力疊合橋墩，其特征在于，外層FRP管與鋼管之間布置多根預應(yīng)力筋及箍筋、縱筋，二者之間澆筑再生骨料混凝土，F(xiàn)RP管、鋼管、預應(yīng)力筋、箍筋、縱筋和再生骨料混凝土形成一個預制空心預應(yīng)力墩身，鋼管內(nèi)部放置由箍筋、縱筋組成的鋼筋籠，并澆筑再生骨料混凝土，承臺為再生塊體混凝土承臺。

所述的預應(yīng)力筋為螺紋鋼筋、刻痕鋼絲或鋼絞線。

墩身截面為圓形、方形、矩形。

一個墩身中可有多個預制空心預應(yīng)力墩身，相鄰預制空心預應(yīng)力墩身之間均澆筑再生骨料混凝土，組成多芯柱疊合橋墩。

預制芯柱內(nèi)、外均澆筑再生骨料混凝土。

墩身最外層為FRP管。

一種FRP管與半現(xiàn)澆半預制再生混凝土預應(yīng)力疊合橋墩的制備方法，其特征在于步驟如下：

（1）在FRP管與鋼管之間沿其長度方向放置多根預應(yīng)力筋、箍筋、縱筋，并在FRP管與鋼管之間澆筑再生骨料混凝土，振搗密實；

（2）待其到達一定強度后，切斷預應(yīng)力筋并進行放張，形成預制空心預應(yīng)力墩身，待再生塊體混凝土承臺澆筑完成并達到一定強度后，將預制空心預應(yīng)力墩身通過預埋錨栓和承臺連接，并在鋼管內(nèi)放置鋼筋籠及澆筑再生骨料混凝土，即形成FRP管與半現(xiàn)澆半預制再生混凝土預應(yīng)力疊合橋墩。

FRP管內(nèi)徑與預制芯柱半徑之差大于10cm。

提前將廢舊混凝土塊體充分澆水潤濕，澆筑再生塊體混凝土承臺時，在成型模板內(nèi)投放提前潤濕的廢舊混凝土塊體，再加入普通混凝土，再生塊體混凝土與普通混凝土的重量比在2:1-4:1之間。

本發(fā)明的創(chuàng)新性：（1）墩身外層復合材料FRP管作為結(jié)構(gòu)的一部分，免去后期拆模的工序，縮短施工工期，節(jié)省人力、物力、財力，且FRP管具有輕質(zhì)高強的特點，使橋墩的抗腐蝕能力、耐久性能顯著提高。（2）現(xiàn)澆鋼管混凝土較鋼筋混凝土而言抗壓、抗剪能力顯著提高，在相同承載力下可縮小墩身截面，擴大使用空間的同時又可大大較少混凝土用量，減小結(jié)構(gòu)自重；抗屈曲能力較好，解決了橋墩局部失穩(wěn)的問題；塑性、韌性較強，工作可靠度得到提高；可防止混凝土脆性破壞，充分發(fā)揮混凝土的作用。（3）預制預應(yīng)力再生骨料混凝土層中預應(yīng)力鋼筋可以有效提高橋墩的彈性剛度和延性，且能減小地震后的橋墩的殘余變形，耗能能力強，具有良好的自復位能力。（4）墩身中澆筑再生混凝土，具有綠色，節(jié)能，降低成本的特點。（5）利用再生塊體混凝土材料做承臺，很大簡化了廢棄混凝土利用時的處理過程，使建筑垃圾得到了高效的循環(huán)利用，實現(xiàn)了建筑業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

附圖說明

圖1為一種圓形截面FRP管與圓形截面預制鋼管混凝土預應(yīng)力芯柱俯視圖。

圖2為一種圓形截面FRP管與方形截面預制鋼管混凝土預應(yīng)力芯柱俯視圖。

圖3為一種方形截面FRP管與圓形截面預制鋼管混凝土預應(yīng)力芯柱俯視圖。

圖4為一種方形截面FRP管與方形截面預制鋼管混凝土預應(yīng)力芯柱俯視圖。

圖5為承臺軸側(cè)圖。

圖6為一種FRP管與半現(xiàn)澆半預制再生混凝土預應(yīng)力疊合橋墩俯視圖。

圖7為一種FRP管與半現(xiàn)澆半預制再生混凝土預應(yīng)力多芯柱疊合橋墩俯視圖。

圖8為一種FRP管與半現(xiàn)澆半預制再生混凝土預應(yīng)力疊合橋墩軸側(cè)圖。

圖中：1—FRP管；2—箍筋；3—縱筋；4—再生混凝土；5—鋼管；6—預應(yīng)力鋼筋， 7—再生塊體混凝土。

具體實施方式

下面結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明做進一步的描述。

實施例1:一種圓形截面FRP管與圓形截面預制鋼管混凝土預應(yīng)力疊合橋墩。

1根據(jù)設(shè)計要求，確定鋼管（5）、再生塊體混凝土（7）的尺寸和預應(yīng)力筋（6）數(shù)量、直徑、布置位置，以及再生骨料混凝土（4）、普通混凝土（8）的強度和配合比。

2.固定FRP管（1）及鋼管（5），按設(shè)計要求在二者之間布置預應(yīng)力筋（6）、箍筋（2）、縱筋（3），對預應(yīng)力鋼筋（6）張拉、錨固并支好承臺模板，將再生塊體混凝土（7）有間隙的布置于其模板中。

3.將再生骨料混凝土（4）及普通混凝土（8）分別泵送至FRP管與鋼管之間夾層及承臺模板內(nèi)，并振搗密實。

4.待再生骨料混凝土（4）達到一定強度后，切斷預應(yīng)力筋（6），進行放張，形成預制空心預應(yīng)力墩身，并將承臺模板拆除，形成再生塊體混凝土承臺。

5.將預制鋼管混凝土預應(yīng)力芯柱及再生塊體混凝土承臺運送至施工現(xiàn)場，將其二者錨固在一起，并安裝固定在橋墩預定位置。

6.在鋼管內(nèi)放置由箍筋（2）、縱筋（3）組成的鋼筋籠，并澆筑再生骨料混凝土（4），即形成帶有8根預應(yīng)力筋的FRP管與半現(xiàn)澆半預制再生混凝土預應(yīng)力疊合橋墩。

實施例2:一種圓形截面FRP管與方形截面預制鋼管混凝土預應(yīng)力疊合橋墩。

該疊合橋墩施工步驟和實施例1一致。

實施例3:一種方形截面FRP管與圓形截面預制鋼管混凝土預應(yīng)力疊合橋墩。

該疊合橋墩施工步驟和實施例1一致。

實施例4:一種方形截面FRP管與方形截面預制鋼管混凝土預應(yīng)力疊合橋墩。

該疊合橋墩施工步驟和實施例1一致。

實施例5:一種FRP管與半現(xiàn)澆半預制再生混凝土預應(yīng)力多芯柱疊合橋墩。

1.根據(jù)設(shè)計要求，確定鋼管（5）、再生塊體混凝土（7）的尺寸和預應(yīng)力筋（6）數(shù)量、直徑、布置位置，以及再生骨料混凝土（4）、普通混凝土（8）的強度和配合比。

2.固定FRP管（1）及鋼管（5），按設(shè)計要求在二者之間布置預應(yīng)力筋（6）、箍筋（2）、縱筋（3），對預應(yīng)力鋼筋（6）張拉、錨固并支好承臺模板，將再生塊體混凝土（7）有間隙的布置于其模板中。

3.將再生骨料混凝土（4）及普通混凝土分別泵送至FRP管與鋼管之間夾層及承臺模板內(nèi)，并振搗密實。

4.待再生骨料混凝土（4）達到一定強度后，切斷預應(yīng)力筋（6），進行放張，形成預制空心預應(yīng)力墩身，并將承臺模板拆除，形成再生塊體混凝土承臺。

5.將預制鋼管混凝土預應(yīng)力芯柱及再生塊體混凝土承臺運送至施工現(xiàn)場，將其二者錨固在一起，并安裝固定在橋墩預定位置。

6.在鋼管內(nèi)放置由箍筋（2）、縱筋（3）組成的鋼筋籠，并澆筑再生骨料混凝土（4），即形成帶有16根預應(yīng)力筋的雙芯柱FRP管與半現(xiàn)澆半預制再生混凝土預應(yīng)力柱疊合橋墩。

具體實施例中，可采用圓形、矩形、方形相結(jié)合的多芯柱疊合橋墩，而FRP材料也可以由碳纖維增強復合材料（CFRP）、玻璃纖維增強復合材料（GFRP）等有機復合材料所代替。

以上，僅為本發(fā)明的較佳實施例，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)該涵蓋在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)該以權(quán)利要求所界定的保護范圍為準。