一种局部加强型纤维增强复合材料板桩的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种局部加强型纤维增强复合材料板桩，该板桩由多节FRP桩体通过每个FRP桩体侧边的锁扣，两两相扣连接而成；所述FRP桩体由翼缘和腹板组成，所述翼缘和腹板的内外表面设置有对称的凸起，凸起内部为实心、中空或夹芯，分别形成实心加强、中空加强或夹芯加强结构。本发明解决了现有复合材料板桩刚度小，而钢板桩易腐蚀等问题，通过板桩的局部加强，使得FRP板桩的刚度大大提高。本发明适用海岸和码头的加固和修复工程、水域改造及临江靠海地区的基础建设工程中有较广阔的应用前景。
【专利说明】一种局部加强型纤维增强复合材料板粧
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种建筑工程中的板桩结构，具体涉及一种局部加强型纤维增强复合材料(FRP)板桩。
【背景技术】
[0002]一直以来，我国围堰采用的多为木板桩、钢板桩、钢筋混凝土板桩、预应力混凝土板桩、以及圬工结构等，其中钢板桩以其具有施工方便、强度高、弹性模量大等优点，被广泛使用，但在自然使用环境中，尤其是海洋腐蚀环境中很容易锈蚀，钢板桩在不做防腐保护的情况下，其使用年限很短。木板桩由于其材料性质，很容易被虫蛀很腐蚀，已经很少用于板桩围堰结构，混凝土板桩由于自重大，不利于运输和施工，操作性差。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是针对现有的复合材料板桩刚度不足的问题，提供一种重量更轻、刚度更大、承载力更大、成本更低、寿命长、施工方便的局部加强型FRP板桩。
[0004]本发明采用的技术方案为:一种局部加强型纤维增强复合材料板桩，该板桩由多节FRP桩体通过每个FRP桩体侧边的锁扣，两两相扣连接而成；
[0005]所述FRP桩体由翼缘和腹板组成，所述翼缘和腹板的内外表面设置有对称的凸起，凸起内部为实心、中空或夹芯，分别形成实心加强、中空加强或夹芯加强结构。
[0006]作为优选，所述夹芯的芯材最好选用碳纤维片材，也可以是木材或钢扁条。
[0007]作为优选，所述FRP桩体为Z形截面FRP桩体或U形截面FRP桩体。
[0008]作为优选，所述翼缘和腹板的内外表面设置有对称的凸起，单边凸起为2-3_，凸起长度不小于5mm。
[0009]作为优选,所述腹板的内外表面设置有圆形凸起，圆形半径为2-3_。
[0010]作为优选，所述夹芯的尺寸和凸起相匹配。
[0011]本发明将纤维装在纱架上，开卷的纱束和纤维布，(或者全是双向纤维布，不需要纱束)同时通过一系列导向辊和集束栅板、集纱辊后，进入树脂浸溃胶槽浸透树脂。然后纱束通过预成型模，该模具是根据制品所要求的断面形状而配置的导向装置。
[0012]本发明在预成模型中排出多余的树脂和气泡之后进入冷模。冷模中用冷却水冷却，使树脂粘度增大，减少流失，最后进入成型模，使纤维增强材料和树脂在模中成型固化，再由牵引装置拉出，通过切割装置切成所需长度的制品。
[0013]本发明适用海岸和码头的加固和修复工程、水域改造及临江靠海地区的基础建设工程中有较广阔的应用前景。
[0014]有益效果:本发明解决了现有玻璃纤维复合材料刚度小，而钢板桩易腐蚀的问题，通过板桩的局部加强，使得FRP板桩的刚度大大提高。板桩局部加强设计灵活，根据实际使用要求可以设计为实心FRP，也可以设计为空心，也可以设计为夹芯。FRP代替钢等材质，大大提高了板桩的耐腐蚀性，同时板桩的接口形式简单多样，现场拼接快速简捷，大大减少了施工时间。板桩局部加强部分设计中，设计为实心FRP可以提高FRP板桩的刚度，设计为空心在提高刚度的同时可以很大程度上减轻其重量，同时降低造价，设计为夹芯，优先选用高强度高模量的碳纤维片材，可大大提高了 FRP板桩刚度，而且不增加自重。如果由于经济条件的限制也可采用木材或钢扁条作为芯材。芯材可在拉挤成型工艺中随纤维丝或纤维布同步通过模具，一体成型，生产便捷，界面粘结可靠。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是Z型截面局部加强型(实心)FRP板桩示意图。
[0016]图2是Z型截面局部加强型(中空)FRP板桩示意图。
[0017]图3是Z型截面局部加强型(夹芯)FRP板桩示意图。
[0018]图4是Z型截面局部加强型FRP板桩连接示意图。
[0019]图5是Z型截面局部加强型FRP板桩连接立体图。
[0020]图6是U型截面局部加强型(实心)FRP板桩示意图。
[0021]图7是U型截面局部加强型(中空)FRP板桩示意图。
[0022]图8是U型截面局部加强型(夹芯)FRP板桩示意图。
[0023]图9是U型截面局部加强型FRP板桩连接示意图。
[0024]图10是U型截面局部加强型FRP板桩连接立体图。
【具体实施方式】
[0025]下面结合【具体实施方式】和附图对本发明做进一步说明:
[0026]实施例1
[0027]如图1所示，一种局部加强型纤维增强复合材料板桩，该板桩由多节FRP桩体I通过每个FRP桩体侧边的锁扣2，两两相扣连接而成；所述FRP桩体I为Z形截面FRP桩体；
[0028]所述FRP桩体I由两个翼缘和翼缘之间的腹板组成，所述翼缘的内外表面设置有对称的凸起，单边凸起为2mm，凸起长度为5mm，凸起内部为实心，形成翼缘实心加强4。所述腹板的内外表面设置有圆形凸起，圆形半径为2_，凸起内部为实心，形成腹板实心加强3。
[0029]实施例2
[0030]如图2所示，一种局部加强型纤维增强复合材料板桩，该板桩由多节FRP桩体I通过每个FRP桩体侧边的锁扣2，两两相扣连接而成；所述FRP桩体I为Z形截面FRP桩体；
[0031]所述FRP桩体I由两个翼缘和翼缘之间的腹板组成，所述翼缘的内外表面设置有对称的凸起，单边凸起为2.2mm,凸起长度为5.2mm,凸起内部为空心，形成翼缘空心加强5。所述腹板的内外表面设置有圆形凸起，圆形半径为2.2_，凸起内部为实心，形成腹板实心加强3。
[0032]实施例3
[0033]如图3所示，一种局部加强型纤维增强复合材料板桩，该板桩由多节FRP桩体I通过每个FRP桩体侧边的锁扣2，两两相扣连接而成；所述FRP桩体I为Z形截面FRP桩体；
[0034]所述FRP桩体I由两个翼缘和翼缘之间的腹板组成，所述翼缘的内外表面设置有对称的凸起，单边凸起为2.4mm,凸起长度为5.4mm,凸起内部为芯材，形成翼缘夹芯加强7，芯材选用碳纤维片材，芯材的尺寸和凸起相匹配。所述腹板的内外表面设置有圆形凸起，圆形半径为2.4mm,凸起内部为芯材，形成腹板夹芯加强6，芯材选用碳纤维片材，芯材的尺寸和凸起相匹配。
[0035]如图4和图5所示，分别是Z型截面局部加强型FRP板桩连接示意图和立体图。
[0036]实施例4
[0037]如图6所示，一种局部加强型纤维增强复合材料板桩，该板桩由多节FRP桩体8通过每个FRP桩体侧边的锁扣9，两两相扣连接而成；所述FRP桩体8为U形截面FRP桩体；
[0038]所述FRP桩体8由翼缘和腹板组成，所述翼缘的内外表面设置有对称的凸起，单边凸起为2.6mm，凸起长度为5.6mm，凸起内部为实心，形成翼缘实心加强11，腹板的内外表面设置有对称的凸起，单边凸起为2.6mm,凸起长度为5.6mm,凸起内部为实心，形成腹板实心加强10。
[0039]实施例5
[0040]如图7所示，一种局部加强型纤维增强复合材料板桩，该板桩由多节FRP桩体8通过每个FRP桩体侧边的锁扣9，两两相扣连接而成；所述FRP桩体8为U形截面FRP桩体；[0041 ] 所述FRP桩体8由翼缘和腹板组成，所述翼缘的内外表面设置有对称的凸起，单边凸起为2.8mm，凸起长度为5.8mm，凸起内部为空心，形成翼缘空心加强13，腹板的内外表面设置有对称的凸起，单边凸起为2.8mm,凸起长度为5.8mm,凸起内部为空心，形成腹板空心加强12。
[0042]实施例6
[0043]如图8所示，一种局部加强型纤维增强复合材料板桩，该板桩由多节FRP桩体8通过每个FRP桩体侧边的锁扣9，两两相扣连接而成；所述FRP桩体8为U形截面FRP桩体；
[0044]所述FRP桩体8由翼缘和腹板组成，所述翼缘的内外表面设置有对称的凸起，单边凸起为3mm，凸起长度为6mm，凸起内部为芯材，形成翼缘夹芯加强15，芯材选用木材，芯材的尺寸和凸起相匹配。腹板的内外表面设置有对称的凸起，单边凸起为3_，凸起长度为6mm,凸起内部为钢质夹芯，形成腹板夹芯加强14，芯材选用木材，芯材的尺寸和凸起相匹配。
[0045]如图9和10所示，分别是U型截面局部加强型FRP板桩连接示意图和立体图。
[0046]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出:对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种局部加强型纤维增强复合材料板桩，其特征在于:该板桩由多节FRP桩体通过每个FRP桩体侧边的锁扣，两两相扣连接而成； 所述FRP桩体由翼缘和腹板组成，所述翼缘和腹板的内外表面设置有对称的凸起，凸起内部为实心、中空或夹芯，分别形成实心加强、中空加强或夹芯加强结构。
2.根据权利要求1所述的一种局部加强型纤维增强复合材料板桩，其特征在于:所述夹芯的芯材选用碳纤维片材、木材或钢扁条。
3.根据权利要求1所述的一种局部加强型纤维增强复合材料板桩，其特征在于:所述FRP桩体为Z形截面FRP桩体或U形截面FRP桩体。
4.根据权利要求1所述的一种局部加强型纤维增强复合材料板桩，其特征在于:所述翼缘和腹板的内外表面设置有对称的凸起，单边凸起为2-3_，凸起长度不小于5mm。
5.根据权利要求4所述的一种局部加强型纤维增强复合材料板桩，其特征在于:所述腹板的内外表面设置有圆形凸起，圆形半径为2-3_。
6.根据权利要求4所述的一种局部加强型纤维增强复合材料板桩，其特征在于:所述夹芯的尺寸和凸起相匹配。
【文档编号】E02D5/03GK103758114SQ201410010155
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2014年1月9日 优先权日:2014年1月9日
【发明者】刘伟庆, 王俊, 方海, 潘金龙, 张界杰 申请人:南京工业大学