专利名称：一种碳纤维布-开孔加劲肋双重加劲型方钢管混凝土柱的制作方法
技术领域：
本实用新型桥梁建造工程技术领域，具体涉及一种双重加劲型方钢管混凝土。
背景技术：
钢管混凝土是指在钢管中填充混凝土而形成的构件。钢和混凝土两种材料相互弥补彼此的弱点，充分发挥彼此的长处，使钢管混凝土具有很高的承载力，有优良的力学性能。在大跨、重载、轻型桥梁结构中有着越来越广泛的应用。主要有圆形、方形、矩形三种截面形式。方钢管混凝土梁柱节点形式简单，易于施工，尤其在框架结构中，这种节点优势可以得到很好的发挥；截面的相对惯性矩较大，整体稳定性及抗压弯性能较好；具有良好的抗震性能和延性性能。但是方钢管对核心混凝土的约束作用较差，易发生局部屈曲，且用钢量较大，使方钢管混凝土的发展应用受到限制。针对方钢管的不足，目前，有几种方法对其改善，如在钢管外粘贴碳纤维复合材料加固，方钢管内设加劲肋，方钢管内设圆钢管、碳纤维圆管、钢筋、钢骨等。碳纤维复合材料(简称CFRP)，因其轻质高强的特点已被广泛运用于桥梁加固、维修中。将其粘贴在方钢管表面形成CFRP-方钢管混凝土构件，国内外已经有学者研究，证实方钢管和CFRP可以共同工作，CFRP可以有效延缓方钢管的局部屈曲，提高承载力和耐久性；同时，动力性能、延性得到优化。但改善效果有限，仍不能完全解决方钢管容易屈曲，套箍作用易失效的弱点。设加劲肋的方钢管是近几年研发的新型结构，已有学者进行了一些试验研究，证明了设置加劲肋不仅提高了核心混凝土的抗压强度，而且明显减小了钢管管壁拉应力区范围，增强管壁的稳定性。但以往研究的加劲肋均为普通单肋或多肋构造，含钢率较高。为此，刘永健等人提出了 PBL加劲型方钢管混凝土结构，这种开孔加劲肋(简称PBL)使钢管与混凝土连成整体，提高了钢与混凝土的组合作用。但钢管屈曲的早晚与PBL的刚度有直接关系，增设PBL也同时增加了用钢量，且方钢管中混凝土易出现脱空问题，不能保证钢与混凝土组合作用，构件易发生局部屈曲。目前的方钢管混凝土柱普遍存在几个问题:1.方钢管对混凝土的套箍作用较弱，易发生局部屈曲，组合结构的整体性不够；2.方钢管混凝土柱的自重偏大，限制了结构尺寸；3.钢材易锈蚀，需要进一步进行防腐处理。
发明内容针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于，提供一种能够增强钢管对混凝土套箍作用的碳纤维布-开孔加劲肋双重加劲型方钢管混凝土柱。为了实现上述任务，本实用新型采用如下技术方案予以实现:一种碳纤维布-开孔加劲肋双重加劲型方钢管混凝土柱，包括碳纤维布、方钢管、开孔加劲肋和混凝土，碳纤维布环向粘贴在方钢管的外表面，方钢管的内表面固定有开孔加劲肋，混凝土浇筑在方钢管与开孔加劲肋形成的空间内。本实用新型还具有如下技术特点:所述的碳纤维布在方钢管的外表面以胶接方式环向粘贴一层、两层或多层。所述的开孔加劲肋有四组，对称焊接在方钢管的内表面。本实用新型充分发挥方钢管混凝土节点形式简单，易于施工，截面的相对惯性矩较大等优点，克服方钢管与混凝土组合作用差、套箍作用小的缺点，延缓屈曲。方钢管外环向粘贴碳纤维布，加强套箍作用，同时起到防腐，防锈的作用，此结构可以用于侵蚀环境条件下的大型桥梁中。开孔加劲肋上开有等间距的孔洞，填充混凝土后，两个侧面的混凝土可以发挥抗剪作用，且与方钢管内混凝土连成整体，提高结构的整体性，克服方钢管与混凝土组合作用差、套箍作用小的缺点，延缓屈曲。
图1是本实用新型的整体结构示意图。图2是本实用新型的横截面结构示意图。图中各个标号的含义为:1-碳纤维布，2-方钢管，3-开孔加劲肋，4-混凝土。
以下结合附图和实施例对本实用新型的具体内容作进一步详细地说明。
具体实施方式
以下给出本实用新型的具体实施例，需要说明的是本实用新型并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本实用新型的保护范围。遵从上述技术方案，如图1所示，一种碳纤维布-开孔加劲肋双重加劲型方钢管混凝土柱，包括碳纤维布1、方钢管2、开孔加劲肋3和混凝土 4，碳纤维布I环向粘贴在方钢管2的外表面，方钢管2的内表面固定有开孔加劲肋3，混凝土 4浇筑在方钢管2与开孔加劲肋3形成的空间内。碳纤维布I在方钢管2的外表面以胶接方式环向粘贴一层、两层或多层，加强套箍作用，同时起到防腐，防锈的作用。开孔加劲肋有四组，每一组的数量由方钢管2的截面尺寸决定，可以是多个，对称焊接在方钢管2的内表面。开孔加劲肋3上开有等间距的孔洞，填充混凝土 4后，两个侧面的混凝土 4可以发挥抗剪作用，且与方钢管2内的混凝土 4连成整体，提高结构的整体性。
权利要求1.一种碳纤维布-开孔加劲肋双重加劲型方钢管混凝土柱，其特征在于，包括碳纤维布(I)、方钢管(2)、开孔加劲肋(3)和混凝土(4)，碳纤维布(I)环向粘贴在方钢管(2)的外表面，方钢管(2)的内表面固定有开孔加劲肋(3)，混凝土(4)浇筑在方钢管(2)与开孔加劲肋(4)形成的空间内。
2.如权利要求1所述的碳纤维布-开孔加劲肋双重加劲型方钢管混凝土柱，其特征在于，所述的碳纤维布(I)在方钢管(2)的外表面以环向胶接方式粘贴一层、两层或多层。
3.如权利要求1所述的碳纤维布-开孔加劲肋双重加劲型方钢管混凝土柱，其特征在于，所述的开孔加劲肋(3)有四组，对称焊接在方钢管(2)的内表面。
专利摘要本实用新型公开了一种碳纤维布-开孔加劲肋双重加劲型方钢管混凝土柱，包括碳纤维布、方钢管、开孔加劲肋和混凝土，碳纤维布环向粘贴在方钢管外表面，方钢管内表面固定有开孔加劲肋，混凝土浇筑在方钢管与开孔加劲肋形成的空间内。本实用新型克服方钢管与混凝土组合作用差、套箍作用小的缺点，延缓屈曲。方钢管外环向粘贴碳纤维布，加强套箍作用，同时起到防腐，防锈的作用，开孔加劲肋上开有等间距的孔洞，填充混凝土后，两个侧面的混凝土可以发挥抗剪作用，且与方钢管内混凝土连成整体，两种措施同时加劲，提高结构的整体性，克服方钢管与混凝土组合作用差、套箍作用小的缺点，延缓屈曲，防腐、防锈，增加方钢管在侵蚀环境下的适用性。
文档编号E01D22/00GK202969251SQ201220611299
公开日2013年6月5日 申请日期2012年11月17日 优先权日2012年11月17日
发明者高小育, 王旭, 刘永健, 杨光辉, 张俊光, 王勇, 樊小林, 刘鹏, 耿东升, 刘亮, 刘玉娟 申请人:长安大学