一种抗冲击耐蚀钢筋混凝土桥墩及其制作方法与流程

本发明涉及桥墩技术领域，尤其是一种抗冲击耐蚀钢筋混凝土桥墩及其制作方法。

背景技术：

船桥碰撞事故表明，桥梁结构破坏主要是由于桥梁下部结构的破坏，因此需要提高桥墩的抗冲击性能。同时海洋环境比较复杂，海水腐蚀环境下桥墩结构的耐久性大大降低，从而影响桥梁结构的使用寿命。目前，桥墩结构主要采用普通钢筋混凝土，混凝土在海洋环境下特别容易腐蚀剥落甚至保护层完全脱落，进而加速了裸露在外面的钢筋的锈蚀，从而大大降低了结构的安全性。

技术实现要素：

本发明克服了现有技术中的缺点，提供一种抗冲击耐蚀钢筋混凝土桥墩及其制作方法，结构稳固，在桥墩浸泡在水中的部位采用掺加pva纤维的pva纤维混凝土制作而成，提高结构的安全性和耐久性。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种抗冲击耐蚀钢筋混凝土桥墩，包括桥墩本体和纵筋，所述桥墩本体包括第一段体和第二段体，所述第一段体的上端面与所述第二段体的下端面相接，所述纵筋呈环状分布垂直贯穿所述第一段体和第二段体；

所述第一段体的制作原料包括：pva纤维50～80份、消泡剂10～15份、水泥100～120份、粉煤灰13～18份、石灰15～22份、石膏5～10份、沥青11～16份、合成树脂6～10份、水玻璃3～8份、卵石22～28份、河砂25～29份、湖砂16～23份、山砂19～27份、蜡石3～6份、芙蓉石12～20份、萤石2～5份、木化石7～10份、菊花石11～14份、龟纹石9～13份、铁屑6～10份、石英13～24份、金刚石21～30份、玻璃布13～19份、圆珠17～26份；

所述第二段体的制作原料包括：水泥100～120份、粉煤灰13～18份、石灰15～22份、石膏5～10份、沥青11～16份、合成树脂6～10份、水玻璃3～8份、卵石22～28份、河砂25～29份、湖砂16～23份、山砂19～27份、蜡石3～6份、芙蓉石12～20份、萤石2～5份、木化石7～10份、菊花石11～14份、龟纹石9～13份、铁屑6～10份、石英13～24份、金刚石21～30份、玻璃布13～19份、圆珠17～26份。

进一步地，所述圆珠是钢珠和玻璃珠按1：3的质量比混合而成。

进一步地，所述铁屑是20～25g的不规则铁片。

进一步地，所述第一段体和第二段体外还喷涂有pva-ecc层，所述pva-ecc层的厚度是2～3cm。

进一步地，所述纵筋外包裹有防水层，所述防水层是止水胶圈。

进一步地，所述纵筋上间隔设置有箍筋，所述箍筋的直径是12～15mm，间隔是200～250mm。

进一步地，所述第二段体上圆周设置有回光片。

进一步地，所述的一种抗冲击耐蚀钢筋混凝土桥墩，制作方法如下：

(1)将各组分按配方比进行称量，分开放置；

(2)将pva纤维、消泡剂、水泥、粉煤灰、合成树脂、水玻璃、卵石、河砂、湖砂、山砂、木化石、菊花石、龟纹石、铁屑、石英、金刚石、玻璃布、圆珠放入到拌和筒中，以55～65r/min的速度搅拌15～20min，加入水，料与水的质量比是1：1，接着再将石灰、石膏、沥青、蜡石、芙蓉石、萤石、金刚石、玻璃布一并倒入，再以80～95r/min的速度搅拌20～25min，得第一段体的制作料a，备用；

(3)将水泥、粉煤灰、合成树脂、水玻璃、卵石、河砂、湖砂、山砂、木化石、菊花石、龟纹石、铁屑、石英、金刚石、玻璃布、圆珠、石灰、石膏、沥青、蜡石、芙蓉石、萤石、金刚石、玻璃布倒入拌和筒中，以30～45r/min的速度搅拌25～30min，加入水，料与水的质量比是1：0.5，再以75～90r/min的速度搅拌30～35min，得第二段体的制作料b，备用；

(4)将箍筋按间隔捆扎到纵筋上，使纵筋形成呈垂直环状分布的骨架；

(5)选取一个中空筒模具，中空筒模具是采用大小等同的两片半弧形板相接而成，两片半弧形板通过螺栓固定，中空筒模具的口径要大于步骤(3)中骨架的截面直径，先在中空筒模具内壁涂抹机油，接着将中空筒模具垂直放置在地面上，将骨架插放到中空筒模具的中部；

(6)将步骤(2)中的制作料a倒入中空筒模具中，接着在中空筒模具外壁敲打，使制作料a平稳、致密；然后再将步骤(3)中的制作料b倒入中空筒模具中，接着在中空筒模具外壁敲打，使制作料b平稳、致密，制作料a与制作料b在中空筒模具中的高度比例是1～2：3～5；

(7)静置18～22h后，将中空筒模具打开，取走，即可得到桥墩坯体；

(8)在桥墩坯体的表面喷涂pva-ecc层；

(9)在第二段体上圆周安装回光片，回光片用爆炸螺栓固定，即可得到所述抗冲击耐蚀钢筋混凝土桥墩。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

通过桥墩碰撞试验表明，掺加pva纤维后，结构的初裂和破坏次数增加、延性提高，抗冲击性能明显改善；同时pva纤维在混凝土内均匀乱向分布可以有效阻止裂缝的发展，从而提高了结构抵抗cl-离子等有害介质向内部的渗透，延长了工程结构的使用寿命。pva纤维混凝土本身也有很强的耐腐蚀性，可节省大量的后期加固修复成本。使得本发明的整体结构具有良好的力学性能和耐久性，适用于长期处于腐蚀环境中的桥墩结构。此外，本发明结构简单、施工容易，工程投入增加少，具有很好的经济效益。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制，在附图中：

图1是本发明的外观图；

图2是本发明的剖面图；

图3是本发明所述第二段体的截面示意图；

图4是本发明所述第一段体的截面示意图；

图5是所述中空筒模具的俯视图。

图中：1-第一段体，2-第二段体，3-纵筋，4-箍筋，5-pva-ecc层，6-回光片，7-中空筒模具，8-半弧形板，9-螺栓孔。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1至4所示，一种抗冲击耐蚀钢筋混凝土桥墩，包括桥墩本体和纵筋3，桥墩本体包括第一段体1和第二段体2，第一段体1的上端面与第二段体2的下端面相接，纵筋3呈环状分布垂直贯穿第一段体1和第二段体2；在第二段体2上圆周设置有回光片6，夜间有灯光照射到回光片6时，回光片6有反光作用，对过往船只有警示、提醒作用，避免船只碰撞到桥墩上；纵筋3是呈环状分布垂直贯穿第一段体1和第二段体2上，纵筋3起支撑作用，而纵筋3呈环状分布设置，有助于将所承受的压力均匀分散，不发生偏斜，安全性高，延长使用寿命；优选地，纵筋外包裹有防水层，防水层是止水胶圈，使纵筋3具有防水性能，避免腐蚀，延长使用寿命。

在纵筋3上间隔设置有箍筋4，箍筋4的直径是13mm，间隔是220mm，箍筋4对纵筋3有固定、限位作用，增强稳定性；在第一段体1和第二段体2外还喷涂有pva-ecc层5，pva-ecc层5的厚度是2.5cm，pva-ecc层5的设置有提高桥墩本体表面的抗腐蚀、抗渗透、抗冲击及变形等多种性能；如图5所示，是中空筒模具7的俯视图，中空筒模具7是采用大小等同的两片半弧形板8相接而成，两片半弧形板8的两侧均设置有螺栓孔9，通过在螺栓孔9安装螺栓即可将两片半弧形板8固定，此设计有利于桥墩成型后拆离。

该一种抗冲击耐蚀钢筋混凝土桥墩的制作方法如下：

(1)将各组分按配方比进行称量，分开放置；

(2)将pva纤维、消泡剂、水泥、粉煤灰、合成树脂、水玻璃、卵石、河砂、湖砂、山砂、木化石、菊花石、龟纹石、铁屑、石英、金刚石、玻璃布、圆珠放入到拌和筒中，以60r/min的速度搅拌18min，加入水，料与水的质量比是1：1，接着再将石灰、石膏、沥青、蜡石、芙蓉石、萤石、金刚石、玻璃布一并倒入，再以85r/min的速度搅拌23min，得第一段体的制作料a，备用；

(3)将水泥、粉煤灰、合成树脂、水玻璃、卵石、河砂、湖砂、山砂、木化石、菊花石、龟纹石、铁屑、石英、金刚石、玻璃布、圆珠、石灰、石膏、沥青、蜡石、芙蓉石、萤石、金刚石、玻璃布倒入拌和筒中，以35r/min的速度搅拌28min，加入水，料与水的质量比是1：0.5，再以80r/min的速度搅拌33min，得第二段体的制作料b，备用；

(4)将箍筋按间隔捆扎到纵筋上，使纵筋形成呈垂直环状分布的骨架；

(5)选取一个中空筒模具，中空筒模具是采用大小等同的两片半弧形板相接而成，两片半弧形板通过螺栓固定，中空筒模具的口径要大于步骤(3)中骨架的截面直径，先在中空筒模具内壁涂抹机油，机油有助于桥墩成型后，中空筒模具与桥墩分离，接着将中空筒模具垂直放置在地面上，将骨架插放到中空筒模具的中部；

(6)将步骤(2)中的制作料a倒入中空筒模具中，接着在中空筒模具外壁敲打，使制作料a平稳、致密；然后再将步骤(3)中的制作料b倒入中空筒模具中，接着在中空筒模具外壁敲打，使制作料b平稳、致密，制作料a与制作料b在中空筒模具中的高度比例是1：3；

(7)静置20h后，将中空筒模具打开，取走，即可得到桥墩坯体；

(8)在桥墩坯体的表面喷涂pva-ecc层；

(9)在第二段体上圆周安装回光片，回光片用爆炸螺栓固定，即可得到抗冲击耐蚀钢筋混凝土桥墩。

各组分配方如下：

实施例1

第一段体的制作原料包括：pva纤维65份、消泡剂13份、水泥110份、粉煤灰15份、石灰18份、石膏8份、沥青15份、合成树脂8份、水玻璃5份、卵石26份、河砂27份、湖砂18份、山砂22份、蜡石5份、芙蓉石18份、萤石3份、木化石9份、菊花石12份、龟纹石11份、铁屑8份、石英18份、金刚石25份、玻璃布17份、圆珠22份；

第二段体的制作原料包括：水泥110份、粉煤灰16份、石灰19份、石膏6份、沥青15份、合成树脂7份、水玻璃5份、卵石27份、河砂26份、湖砂18份、山砂23份、蜡石5份、芙蓉石18份、萤石4份、木化石8份、菊花石14份、龟纹石11份、铁屑7份、石英15份、金刚石26份、玻璃布17份、圆珠22份。

进一步地，圆珠是钢珠和玻璃珠按1：3的质量比混合而成。

进一步地，铁屑是22g的不规则铁片。

实施例2

第一段体的制作原料包括：pva纤维50份、消泡剂10份、水泥100份、粉煤灰13份、石灰15份、石膏5份、沥青11份、合成树脂6份、水玻璃3份、卵石22份、河砂25份、湖砂16份、山砂19份、蜡石3份、芙蓉石12份、萤石2份、木化石7份、菊花石11份、龟纹石9份、铁屑6份、石英13份、金刚石21份、玻璃布13份、圆珠17份；

第二段体的制作原料包括：水泥100份、粉煤灰13份、石灰15份、石膏5份、沥青11份、合成树脂6份、水玻璃3份、卵石22份、河砂25份、湖砂16份、山砂19份、蜡石3份、芙蓉石12份、萤石2份、木化石7份、菊花石11份、龟纹石9份、铁屑6份、石英13份、金刚石21份、玻璃布13份、圆珠17份。

进一步地，圆珠是钢珠和玻璃珠按1：3的质量比混合而成。

进一步地，铁屑是20g的不规则铁片。

实施例3

第一段体的制作原料包括：pva纤维80份、消泡剂15份、水泥120份、粉煤灰18份、石灰22份、石膏10份、沥青16份、合成树脂10份、水玻璃8份、卵石28份、河砂29份、湖砂23份、山砂27份、蜡石6份、芙蓉石20份、萤石5份、木化石10份、菊花石14份、龟纹石13份、铁屑10份、石英24份、金刚石30份、玻璃布19份、圆珠26份；

第二段体的制作原料包括：水泥120份、粉煤灰18份、石灰22份、石膏10份、沥青16份、合成树脂10份、水玻璃8份、卵石28份、河砂29份、湖砂23份、山砂27份、蜡石6份、芙蓉石20份、萤石5份、木化石10份、菊花石14份、龟纹石13份、铁屑10份、石英24份、金刚石30份、玻璃布19份、圆珠26份。

进一步地，圆珠是钢珠和玻璃珠按1：3的质量比混合而成。

进一步地，铁屑是25g的不规则铁片。

pva纤维是聚乙烯醇纤维，pva-ecc层是聚乙烯醇纤维增强水泥基复合材料。

组分的作用如下：

pva纤维：pva纤维在混凝土内均匀乱向分布可以有效阻止裂缝的发展，从而提高了结构抵抗cl-离子等有害介质向内部的渗透，延长了工程结构的使用寿命；

卵石、蜡石、芙蓉石、萤石、木化石、菊花石、龟纹石、金刚石：均具备较高的硬度，有利于增强桥墩的结实性，尤其是金刚石，是自然界中天然存在的最坚硬的物质，化学性质稳定，还具有较好的耐酸性和耐碱性；

铁屑：硬度较高，填充在桥墩的内部，有助于增强桥墩的抗冲击性；

玻璃布：具备绝缘、绝热、耐腐蚀、不燃烧、耐高温、高强度等性能，加入到桥墩的组成原料中，有利于将其他各组分材料包裹、聚拢在一起，增强桥墩的抗冲击性，也不容易发生分裂；

圆珠：承压性高，不容易变形，有助于增强桥墩的强度，使之结实，不容易发生变形。

最后应说明的是：以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但是凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。