專(zhuān)利名稱(chēng)：高強(qiáng)鋼筋增強(qiáng)預(yù)應(yīng)力uhpc薄壁管樁構(gòu)件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是高強(qiáng)鋼筋增強(qiáng)預(yù)應(yīng)力UHPC薄壁管樁構(gòu)件，適用于橋梁、房屋建筑等結(jié)構(gòu)的樁基礎(chǔ)工程。
背景技術(shù)：
超高性能混凝土(UltraHigh Performance Concrete,簡(jiǎn)稱(chēng) UHPC),又稱(chēng)活性粉末混凝土(Reactive Powder Concrete,簡(jiǎn)寫(xiě)為RPC)。由于其制備、施工工藝的不同,其力學(xué)性能和變形能力均明顯優(yōu)于普通混凝土和高強(qiáng)混凝土，包括基于最大密實(shí)度理論，去除粗骨料，提高組分的細(xì)度與活性，以便最大限度減小材料內(nèi)部缺陷；摻入鋼纖維，增加韌性；使用高效減水劑，降低水膠比和孔隙率；高溫養(yǎng)護(hù)，促進(jìn)膠凝材料的水化速度和水化程度等。超聞性能混凝土是具有超聞強(qiáng)度、聞朝性、聞耐久性、聞阻裂性、收縮徐變小和體積穩(wěn)定性良好的新型水泥基復(fù)合材料，特別適用于對(duì)結(jié)構(gòu)有高強(qiáng)、輕質(zhì)、阻裂、良好耐久性要求的工程領(lǐng)域。高強(qiáng)鋼筋在我國(guó)的代表是400MPa、500MPa級(jí)熱軋帶肋鋼筋，具有強(qiáng)度高、延伸性好、可焊性和可塑性好、強(qiáng)度價(jià)格比高、安全儲(chǔ)備大、抗震性好等優(yōu)點(diǎn)，同ECC材料配合使用可充分發(fā)揮其性能，尤其適用于重載、大跨結(jié)構(gòu)的梁柱構(gòu)件。采用高強(qiáng)鋼筋會(huì)帶來(lái)良好的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益，促進(jìn)建筑業(yè)的科技進(jìn)步，并可節(jié)約大量的能源、電力、運(yùn)輸和加工等費(fèi)用，減少煙氣、粉塵和污染物的排放，促進(jìn)鋼筋產(chǎn)品升級(jí)換代、減少資源消耗、推進(jìn)技術(shù)進(jìn)步，符合環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的理念，但由于推廣力度不足、研究成果不成熟等原因在國(guó)內(nèi)應(yīng)用較少。目前橋梁及房屋建筑等工程所用樁從材料上主要分為混凝土樁和鋼樁兩類(lèi)。前者抗拉強(qiáng)度較低，容易出現(xiàn)較大的裂縫，由于樁處在地下潮濕的惡劣環(huán)境中，因此裂縫的出現(xiàn)加速了混凝土內(nèi)部鋼筋的銹蝕，而鋼筋銹蝕進(jìn)一步產(chǎn)生銹脹裂縫，如此惡性循環(huán)最終導(dǎo)致鋼筋有效面積的減小和混凝土的剝落，降低樁的承載能力和耐久性；后者則由于鋼材直接與外界接觸，在不良介質(zhì)的侵蝕下更易發(fā)生腐蝕破壞，導(dǎo)致樁承載力和耐久性的下降。由于樁處于地下，對(duì)其進(jìn)行養(yǎng)護(hù)、維修、加固甚至更換及其困難，且費(fèi)用巨大。具體到管樁，當(dāng)采用錘擊法施工時(shí)，對(duì)混凝土樁而言，錘擊力在樁內(nèi)產(chǎn)生的持續(xù)的較大的拉伸應(yīng)力，造成混凝土樁的開(kāi)裂甚至失效，當(dāng)采用過(guò)大的錘擊力或樁穿越較堅(jiān)硬的地下層時(shí)，樁會(huì)因?yàn)閮?nèi)部壓應(yīng)力超過(guò)自身抗壓強(qiáng)度而發(fā)生破壞；對(duì)鋼樁而言，過(guò)大的錘擊力則會(huì)造成鋼樁的局部屈曲。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服了混凝土樁及鋼樁的上述缺陷，提供了一種高強(qiáng)鋼筋增強(qiáng)預(yù)應(yīng)力UHPC薄壁管樁構(gòu)件。UHPC材料超高的抗壓強(qiáng)度、較高的抗拉強(qiáng)度、極大的極限拉應(yīng)變及良好的阻裂性保證了樁不會(huì)因持續(xù)的拉應(yīng)力而產(chǎn)生有害裂縫，不會(huì)因錘擊力較大或穿越堅(jiān)硬土層時(shí)內(nèi)部壓應(yīng)力過(guò)大而發(fā)生破壞；另外預(yù)應(yīng)力及高強(qiáng)鋼筋的環(huán)向約束進(jìn)一步提高了構(gòu)件的抗拉性能、彎曲性能及抗壓承載力；UHPC材料的良好阻裂性則保證了內(nèi)部鋼、筋免受腐蝕，保證了構(gòu)件的耐久性；薄壁構(gòu)造則在提高抗彎性能的同時(shí)有效節(jié)約了材料，同時(shí)也有利于UHPC材料的高溫養(yǎng)護(hù)；另外該構(gòu)件具有良好的延性、抗疲勞性和抗震性能等優(yōu)點(diǎn)。本實(shí)用新型符合節(jié)能、環(huán)保、新型的設(shè)計(jì)理念。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取了如下技術(shù)方案本實(shí)用新型包括UHPC材料I、 澆筑在UHPC材料內(nèi)的鋼筋骨架、預(yù)應(yīng)カ混凝土用鋼棒4及相應(yīng)的錨具和圓形空腔5 ;所述的鋼筋骨架由縱向鋼筋2和箍筋3組成，箍筋3置于縱向鋼筋2的外側(cè)，形成限制縱向鋼筋2位移的封閉環(huán)形；所述的縱向鋼筋2及箍筋3均采用高強(qiáng)鋼筋。所述的高強(qiáng)鋼筋是指屈服強(qiáng)度500MPa及以上的鋼筋；所述的UHPC材料I為摻入或不摻入鋼纖維的超高性能混凝土 ；；所述的樁截面形狀為圓形；所述的樁沿長(zhǎng)度方向是等截面；所述的空腔5與構(gòu)件截面同軸布置；所述的UHPC材料采用離心エ藝成型。本實(shí)用新型的制作步驟如下I)根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙制作外模板，模板為鋼模板；2)將模板內(nèi)部清理干凈，并均勻涂刷脫模劑；3)制作鋼筋骨架，將鋼筋骨架在，模板內(nèi)安放就位；4)安裝預(yù)應(yīng)カ鋼棒，并張拉至規(guī)定值；5)澆注UHPC材料，通過(guò)離心成型エ藝成型，成型后將管內(nèi)多余的材料倒出；6)常溫養(yǎng)護(hù)至混凝土強(qiáng)度達(dá)規(guī)定值后，進(jìn)行脫模并釋放預(yù)應(yīng)カ；7)在90°C、相対濕度90%的環(huán)境中蒸汽養(yǎng)護(hù)48小時(shí)。高強(qiáng)鋼筋增強(qiáng)預(yù)應(yīng)カUHPC薄壁管樁構(gòu)件充分整合了 UHPC材料、高強(qiáng)鋼筋及預(yù)應(yīng)カ的優(yōu)點(diǎn)，主要優(yōu)點(diǎn)如下預(yù)應(yīng)カ及高強(qiáng)鋼筋的環(huán)向約束提高了構(gòu)件的承載カ和抗裂性能，加之UHPC材料本身的高強(qiáng)度、高阻裂性等優(yōu)越性能，使得構(gòu)件承載カ大，耐久性好；構(gòu)件較高的承載カ和抗裂性能有利于采用較大的錘擊力，加快施工速度；薄壁構(gòu)造有利于節(jié)省材料，降低造價(jià)，更有利于UHPC材料的養(yǎng)護(hù)；采用離心成型エ藝，有利于避免蜂窩缺陷，保證質(zhì)量，有利于エ廠化生產(chǎn)；耐久性好，有利于抵抗惡略環(huán)境，有利于降低后期維護(hù)成本，延長(zhǎng)構(gòu)件生命周期；同時(shí)構(gòu)件還具有良好的延性及抗震性；

附圖為圓形高強(qiáng)鋼筋增強(qiáng)預(yù)應(yīng)カUHPC薄壁管樁構(gòu)件橫截面示意圖；圖中1、UHPC材料，2、縱向鋼筋，3、箍筋，4、預(yù)應(yīng)カ鋼棒，5、空腔。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)ー步說(shuō)明。如圖所示，構(gòu)件包括UHPC材料I、澆筑在UHPC材料內(nèi)的鋼筋骨架、預(yù)應(yīng)カ混凝土用鋼棒4及相應(yīng)的錨具和圓形空腔5 ;制作時(shí)首先根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙制作外模板，模板為鋼模板，將模板內(nèi)部清理干凈，并均勻涂刷脫模劑；其次制作鋼筋骨架，將鋼筋骨架在模板內(nèi)安放就位并安裝預(yù)應(yīng)カ鋼棒，張拉至規(guī)定值；然后澆注UHPC材料，通過(guò)離心成型エ藝成型，成型后將管內(nèi)多余的材料倒出，常溫養(yǎng)護(hù)至混凝土強(qiáng)度達(dá)規(guī)定值后，進(jìn)行脫模并釋放預(yù)應(yīng)カ；最后在90°C、相対濕度90%的環(huán)境中蒸汽養(yǎng)護(hù)48小吋。 最后說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的宗g和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求1.一種高強(qiáng)鋼筋增強(qiáng)預(yù)應(yīng)力UHPC薄壁管樁構(gòu)件，其特征在于包括UHPC材料(I)、澆注其內(nèi)的鋼筋骨架、預(yù)應(yīng)カ混凝土用鋼棒(4)及相應(yīng)錨具、圓形空腔(5);所述的鋼筋骨架由縱向鋼筋⑵和箍筋⑶組成，箍筋⑶置于縱向鋼筋⑵的外側(cè)，形成限制縱向鋼筋(2)位移的封閉環(huán)形；所述的縱向鋼筋⑵及箍筋⑶均采用高強(qiáng)鋼筋。
所述的高強(qiáng)鋼筋是指屈服強(qiáng)度500MPa及以上的鋼筋。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種高強(qiáng)鋼筋增強(qiáng)預(yù)應(yīng)力UHPC薄壁管樁構(gòu)件，其特征在于所述的樁截面形狀為圓形。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種高強(qiáng)鋼筋增強(qiáng)預(yù)應(yīng)力UHPC薄壁管樁構(gòu)件，其特征在于所述的樁構(gòu)件沿長(zhǎng)度方向是等截面。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種高強(qiáng)鋼筋增強(qiáng)預(yù)應(yīng)力UHPC薄壁管樁構(gòu)件，其特征在于所述的空腔(5)采用采用圓形截面，與樁截面同軸布置，空腔直徑可根據(jù)需要調(diào)整。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型是高強(qiáng)鋼筋增強(qiáng)預(yù)應(yīng)力UHPC薄壁管樁構(gòu)件，尤其適用于橋梁、房屋建筑等結(jié)構(gòu)的樁基礎(chǔ)工程。該構(gòu)件包括UHPC材料、澆筑在UHPC材料內(nèi)的鋼筋骨架、預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼棒及相應(yīng)的錨具和圓形空腔；本實(shí)用新型整合了UHPC材料、預(yù)應(yīng)力和高強(qiáng)鋼筋的優(yōu)點(diǎn)，使得各自的優(yōu)點(diǎn)得以充分發(fā)揮，保證了構(gòu)件內(nèi)部鋼筋免受銹蝕，有效提高并確保了構(gòu)件的承載力、延性、抗震性、抗疲勞性及耐久性，延長(zhǎng)了構(gòu)件的生命周期，降低了后期養(yǎng)護(hù)、維修及加固成本；本實(shí)用新型特別適用于用錘擊法進(jìn)行施工，可以采用較大的錘擊力，加快施工速度，而對(duì)構(gòu)件本身無(wú)破壞；本實(shí)用新型施工工藝成熟，有利于工廠化預(yù)制生產(chǎn)，離心成型有利于構(gòu)件質(zhì)量的保證，符合節(jié)能、環(huán)保、新型的設(shè)計(jì)理念。
文檔編號(hào)E02D5/58GK202519664SQ20122010661
公開(kāi)日2012年11月7日 申請(qǐng)日期2012年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月21日
發(fā)明者徐海賓 申請(qǐng)人:河南理工大學(xué)