一种FRP管海水海砂混凝土-钢筋混凝土叠合梁的制作方法

本发明属于土木工程领域，涉及一种钢筋混凝土梁构件，具体是一种frp管海水海砂混凝土-钢筋混凝土叠合梁。

背景技术：

钢筋混凝土梁是房屋建筑、桥梁建筑等工程结构中最基本的承重构件，应用范围极广。随着经济发展和社会进步，人们对钢筋混凝土梁的受力性能要求越来越高，同时，大规模的基础设施建设，对原材料的需求巨大，使得河砂等资源越来越短缺，如何在绿色节约、经济环保的前提下提高钢筋混凝土梁的力学性能，并使得基础设施建设的资源利用可持续成为人们研究的焦点。

目前，钢筋混凝土梁的增强方式主要为使用高强混凝土材料、增加钢筋用量和构建组合结构，如中国专利“201721417476.0”公开了一种组合型钢筋混凝土梁，包括混凝土主体、弯起钢筋、箍筋、架立筋。各种钢筋的存在提高了钢筋混凝土梁的承载力、刚度和延性。然而各种类型钢筋的设置增加了钢筋用量和材料费用，加大了施工的复杂程度；又如中国专利“201821938910.4”公布了一种钢筋混凝土梁加固构件，包括混凝土板、钢筋混凝土梁，混凝土板内部设置有一层或多层铝合金加固件，将混凝土板粘贴在混凝土梁底部，提高结构强度的同时，具有良好的延性、耐火性以及耐腐蚀性，然而此组合结构增加了梁体的截面面积，不利于充分利用空间，在狭小空间内使用影响美观；再如中国专利“201811523132.7”公开了一种高强钢筋混凝土梁，包括混凝土主体以及高强钢筋，混凝土主体包括普通混凝土层以及高韧性纤维增强水泥复合材料层，该结构形式的混凝土梁具有承载能力强、耐久性能好的优点，然而高强钢筋及高韧性纤维增强水泥复合材料层造价较高，且属于环境不友好类型材料。

综上，目前钢筋混凝土梁的增强方法，多大量使用高强材料，成本高昂，不利于环境保护及绿色发展；同时，钢筋混凝土梁中使用的钢筋难以解决氯离子腐蚀难题，其使用的粗骨料、细骨料对氯离子含量有着严格的限制，难以实现对河砂等丰富资源的可持续化利用。因此，一种环境友好、使用绿色材料、能有效提高受力性能的钢筋混凝土梁构件对于基础设施的建设具有显著的现实意义。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种frp管海水海砂混凝土-钢筋混凝土叠合梁，包括普通混凝土、frp管、海水海砂混凝土、受拉纵向钢筋、箍筋、构造钢筋，海水海砂混凝土填充充满于frp管的截面内部形成frp管海水海砂混凝土构件，frp管海水海砂混凝土构件配置于整个的截面的上部受压区承受压应力，受拉纵向钢筋、构造钢筋沿梁的轴线方向布置，箍筋垂直于受拉纵向钢筋，箍筋与受拉纵向钢筋、构造钢筋形成钢筋骨架，置frp管海水海砂混凝土构件于钢筋骨架的空间内，通过普通混凝土浇筑固化形成整体，frp管隔离普通混凝土与海水海砂混凝土，为抵抗氯离子腐蚀提供保护，且为外部普通混凝土内配置钢筋提供可能，frp管以横向纤维与纵向纤维组合、且横向纤维含量占比80％以上，或者纤维方向与截面方向呈0～60°布置，其有效为海水海砂混凝土提供横向约束，增强了海水海混凝土的受力性能，同时frp管对海水海砂混凝土提供浇筑模板，实现了海水海砂混凝土的资源化利用，且整个结构不改变传统钢筋混凝土的特性。

本发明的技术方案：本发明提供一种frp管海水海砂混凝土-钢筋混凝土叠合梁，其特征在于由普通混凝土、frp管、海水海砂混凝土、受拉纵向钢筋、箍筋、构造钢筋组成，海水海砂混凝土填充充满于frp管的截面内部形成frp管海水海砂混凝土构件，一个以上frp管海水海砂混凝土构件布置于整个的截面的上部3/5范围内，受拉纵向钢筋、构造钢筋沿着梁的轴线方向布置，受拉纵向钢筋位于整个的截面的下部2/5范围内，箍筋垂直于受拉纵向钢筋、构造钢筋和frp管海水海砂混凝土构件轴线方向布置，箍筋与受拉纵向钢筋、构造钢筋形成钢筋骨架，置frp管海水海砂混凝土构件于钢筋骨架的空间内，普通混凝土浇筑固化受拉纵向钢筋、箍筋、构造钢筋及frp管海水海砂混凝土构件为一体。

frp管海水海砂混凝土构件的四周沿着轴线方向设有矩形凸起构造、弧形凸起构造、缠绕型构造的连接系统，保障frp管海水海砂混凝土构件部分与普通混凝土部分共同工作，矩形凸起构造、弧形凸起构造为frp管外壁组成部分，其在环向呈线形或离散点状，缠绕型构造为frp管外壁的缠绕附着物，可采用纤维浸胶制作。

frp管海水海砂混凝土构件的四周沿着轴线方向分布设有连接销栓、连接网格、连接板的剪力传递构造，且连接销栓、连接网格、连接板的根部植入海水海砂混凝土的内部，外露端部与普通混凝土浇筑为一体，连接销栓、连接网格、连接板呈离散布置，连接销栓、连接网格、连接板为耐腐蚀金属材料或frp材料制作，设置剪力传递构造，能够防止frp管海水海砂混凝土构件与普通混凝土交界面处发生水平相互滑移和分离，使两者形成一个整体共同工作。

多个frp管海水海砂混凝土构件的截面形状与尺寸任意，相互位置关系不受限制，以方便实际工程中根据需要灵活设计。

frp管为碳纤维、玄武岩纤维、玻璃纤维、芳纶纤维中的一种或多种。

海水海砂混凝土采用海水、海砂及碎石或珊瑚配置，frp管隔离普通混凝土与海水海砂混凝土，能够阻隔海水海砂中有害氯离子的侵蚀，为普通混凝土中配置钢筋提供可能。

frp管海水海砂混凝土构件为现场浇筑或提前预制，如果为提前预制，frp管海水海砂混凝土构件作为预制构件埋入普通混凝土内，减少现场混凝土浇筑工作量。

本发明有以下显著优点：

(1)frp管为抵抗氯离子腐蚀提供保护，且frp管为海水海砂混凝土与普通混凝土之间提供了隔离屏障，为外部普通混凝土内配置钢筋提供可能。

(2)frp管对海水海砂混凝土提供约束，能有效提高其受力性能。

(3)frp管海水海砂混凝土构件为现场浇筑或提前预制，有利于结构的装配化发展。

(4)普通混凝土采用的骨料为原生骨料或再生骨料或二者的混合，采用再生骨料进一步提高节约资源的效果。

(5)frp管海水海砂混凝土构件沿着轴线方向设有矩形凸起构造、弧形凸起构造、缠绕型构造同时设置剪力传递构造，能够防止frp管海水海砂混凝土构件与普通混凝土交接面处发生水平相互滑移和分离，增强结构的整体性。

本发明采用环境友好的海水海砂混凝土，有利于资源节约和可持续发展。目前混凝土重要原材料砂的需求量越来越高，供给将越来越紧张，我国海岸线长，海水海砂储备量大，将海水、海砂制备成混凝土进行使用，符合我国资源节约，绿色环保的发展路线，具有远大的前景。

附图说明

图1：一种frp管海水海砂混凝土-钢筋混凝土叠合梁，圆形的frp管以单根形式布置于普通混凝土内部时结构横截面示意图；

图2：一种frp管海水海砂混凝土-钢筋混凝土叠合梁，圆形的frp管以单根形式布置于普通混凝土内部时结构纵断面示意图；

图3：一种frp管海水海砂混凝土-钢筋混凝土叠合梁，圆形的frp管以多根形式布置于普通混凝土内部时结构横截面示意图；

图4：一种frp管海水海砂混凝土-钢筋混凝土叠合梁，圆形的frp管以多根形式布置于普通混凝土内部时结构纵断面示意图；

图5：一种frp管海水海砂混凝土-钢筋混凝土叠合梁，矩形的frp管以单根形式布置于普通混凝土内部时结构横截面示意图；

图6：一种frp管海水海砂混凝土-钢筋混凝土叠合梁，矩形的frp管以单根形式布置于普通混凝土内部时结构纵断面示意图；

图7：一种frp管海水海砂混凝土-钢筋混凝土叠合梁，矩形的frp管以多根形式布置于普通混凝土内部时结构横截面示意图；

图8：一种frp管海水海砂混凝土-钢筋混凝土叠合梁，矩形的frp管以多根形式布置于普通混凝土内部时结构纵断面示意图；

图9：一种frp管海水海砂混凝土-钢筋混凝土叠合梁，圆形的frp管以单根形式布置于普通混凝土内部且沿轴线方向设有连接销栓时结构纵断面示意图；

图10：一种frp管海水海砂混凝土-钢筋混凝土叠合梁，圆形的frp管以单根形式布置于普通混凝土内部且沿轴线方向设有连接板时结构纵断面示意图；

图11：一种frp管海水海砂混凝土-钢筋混凝土叠合梁，圆形的frp管以单根形式布置于普通混凝土内部且沿轴线方向设有连接网格时结构纵断面示意图；

图12：一种frp管海水海砂混凝土-钢筋混凝土叠合梁，圆形的frp管以单根形式布置于普通混凝土内部且沿轴线方向设有矩形凸起构造时结构纵断面示意图；

图13：一种frp管海水海砂混凝土-钢筋混凝土叠合梁，圆形的frp管以单根形式布置于普通混凝土内部且沿轴线方向设有弧形凸起构造时结构纵断面示意图；

图14：一种frp管海水海砂混凝土-钢筋混凝土叠合梁，圆形的frp管以单根形式布置于普通混凝土内部且沿轴线方向设有缠绕型构造时结构纵断面示意图；

在附图中，1为普通混凝土；2为frp管；20为frp管海水海砂混凝土构件；201为矩形凸起构造；202为弧形凸起构造；203为缠绕型构造；206为连接销栓；207为连接网格；208为连接板；3为海水海砂混凝土；4为受拉纵向钢筋；5为箍筋；6为构造钢筋。

具体实施方式：

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明对本发明的具体实施方式进行详述。

实施例1：

如图1-图2所示，一种frp管海水海砂混凝土-钢筋混凝土叠合梁，包括普通混凝土1、frp管2、海水海砂混凝土3、受拉纵向钢筋4、箍筋5、构造钢筋6。1根圆形的frp管2为中空，在frp管2内部填充充满海水海砂混凝土3，置于由箍筋5与受拉纵向钢筋4、构造钢筋6形成的钢筋骨架空间内部，箍筋5垂直于受拉纵向钢筋4布置，待普通混凝土1浇筑养护完成后形成frp管海水海砂混凝土-钢筋混凝土叠合梁。

实施例2：

如图3-图4所示，一种frp管海水海砂混凝土-钢筋混凝土叠合梁，包括普通混凝土1、frp管2、海水海砂混凝土3、受拉纵向钢筋4、箍筋5、构造钢筋6。4根圆形的frp管2为中空，且为两根大直径及两根小直径，在frp管2内部填充充满海水海砂混凝土3，置于由箍筋5与受拉纵向钢筋4、构造钢筋6形成的钢筋骨架空间内部，箍筋5垂直于受拉纵向钢筋4布置，待普通混凝土1浇筑养护完成后形成frp管海水海砂混凝土-钢筋混凝土叠合梁。

实施例3：

如图5-图6所示，一种frp管海水海砂混凝土-钢筋混凝土叠合梁，包括普通混凝土1、frp管2、海水海砂混凝土3、受拉纵向钢筋4、箍筋5、构造钢筋6。1根矩形的frp管2为中空，在frp管2内部填充充满海水海砂混凝土3，置于由箍筋5与受拉纵向钢筋4、构造钢筋6形成的钢筋骨架空间内部，箍筋5垂直于受拉纵向钢筋4布置，待普通混凝土1浇筑养护完成后形成frp管海水海砂混凝土-钢筋混凝土叠合梁。

实施例4：

如图7-图8所示，一种frp管海水海砂混凝土-钢筋混凝土叠合梁，包括普通混凝土1、frp管2、海水海砂混凝土3、受拉纵向钢筋4、箍筋5、构造钢筋6。4根矩形的frp管2为中空，且直径相同，在frp管2内部填充充满海水海砂混凝土3，置于由箍筋5与受拉纵向钢筋4、构造钢筋6形成的钢筋骨架空间内部，箍筋5垂直于受拉纵向钢筋4布置，待普通混凝土1浇筑养护完成后形成frp管海水海砂混凝土-钢筋混凝土叠合梁。

实施例5：

如图9所示，一种frp管海水海砂混凝土-钢筋混凝土叠合梁，包括普通混凝土1、frp管2、海水海砂混凝土3、受拉纵向钢筋4、箍筋5、构造钢筋6。1根圆形的frp管2为中空，且四周沿轴线方向分布设有连接销栓206，在frp管2内部填充充满海水海砂混凝土3，置于由箍筋5与受拉纵向钢筋4、构造钢筋6形成的钢筋骨架空间内部，箍筋5垂直于受拉纵向钢筋4布置，待普通混凝土1浇筑养护完成后形成frp管海水海砂混凝土-钢筋混凝土叠合梁。

实施例6：

如图10所示，一种frp管海水海砂混凝土-钢筋混凝土叠合梁，包括普通混凝土1、frp管2、海水海砂混凝土3、受拉纵向钢筋4、箍筋5、构造钢筋6。1根圆形的frp管2为中空，且四周沿轴线方向分布设有连接板208，在frp管2内部填充充满海水海砂混凝土3，置于由箍筋5与受拉纵向钢筋4、构造钢筋6形成的钢筋骨架空间内部，箍筋5垂直于受拉纵向钢筋4布置，待普通混凝土1浇筑养护完成后形成frp管海水海砂混凝土-钢筋混凝土叠合梁。

实施例7：

如图11所示，一种frp管海水海砂混凝土-钢筋混凝土叠合梁，包括普通混凝土1、frp管2、海水海砂混凝土3、受拉纵向钢筋4、箍筋5、构造钢筋6。1根圆形的frp管2为中空，且四周沿轴线方向分布设有连接网格207，在frp管2内部填充充满海水海砂混凝土3，置于由箍筋5与受拉纵向钢筋4、构造钢筋6形成的钢筋骨架空间内部，箍筋5垂直于受拉纵向钢筋4布置，待普通混凝土1浇筑养护完成后形成frp管海水海砂混凝土-钢筋混凝土叠合梁。

实施例8：

如图12所示，一种frp管海水海砂混凝土-钢筋混凝土叠合梁，包括普通混凝土1、frp管2、海水海砂混凝土3、受拉纵向钢筋4、箍筋5、构造钢筋6。1根圆形的frp管2为中空，且四周沿轴线方向分布设有矩形凸起构造201，在frp管2内部填充充满海水海砂混凝上3，置于由箍筋5与受拉纵向钢筋4、构造钢筋6形成的钢筋骨架空间内部，箍筋5垂直于受拉纵向钢筋4布置，待普通混凝土1浇筑养护完成后形成frp管海水海砂混凝土-钢筋混凝土叠合梁。

实施例9：

如图13所示，一种frp管海水海砂混凝土-钢筋混凝土叠合梁，包括普通混凝土1、frp管2、海水海砂混凝土3、受拉纵向钢筋4、箍筋5、构造钢筋6。1根圆形的frp管2为中空，且四周沿轴线方向分布设有弧形凸起构造202，在frp管2内部填充充满海水海砂混凝土3，置于由箍筋5与受拉纵向钢筋4、构造钢筋6形成的钢筋骨架空间内部，箍筋5垂直于受拉纵向钢筋4布置，待普通混凝土1浇筑养护完成后形成frp管海水海砂混凝土-钢筋混凝土叠合梁。

实施例10：

如图14所示，一种frp管海水海砂混凝土-钢筋混凝土叠合梁，包括普通混凝土1、frp管2、海水海砂混凝土3、受拉纵向钢筋4、箍筋5、构造钢筋6。1根圆形的frp管2为中空，且四周沿轴线方向分布设有缠绕型构造203，在frp管2内部填充充满海水海砂混凝土3，置于由箍筋5与受拉纵向钢筋4、构造钢筋6形成的钢筋骨架空间内部，箍筋5垂直于受拉纵向钢筋4布置，待普通混凝土1浇筑养护完成后形成frp管海水海砂混凝土-钢筋混凝土叠合梁。

在实施的结构中，frp管为碳纤维、玄武岩纤维、玻璃纤维、芳纶纤维中的一种或多种。

海水海砂混凝土采用海水、海砂及碎石或珊瑚配置，frp管隔离普通混凝土与海水海砂混凝土。

frp管海水海砂混凝土构件为现场浇筑或提前预制。