一种铝合金碳纤维复合型材构件的制作方法

本实用新型涉及一种用于建筑工程、交通工程及地下工程的结构快速加固构件，具体地说，是一种铝合金碳纤维复合型材构件。

背景技术：

地下结构物修复工程中，管片结构局部超过变形范围时，需要对其进行加固。常用的加固方法主要有粘贴碳纤维加固法、粘贴钢板加固法。

传统粘贴碳纤维加固法具有强度高、重量轻、运输便利等优点。然而用于粘贴的固化剂的固化时间为24小时，远大于地铁停运的3-4小时，因此仅能用于临时加固，另外地铁运行的振动会导致碳纤维脱落，其导电性可能会引发地铁运行故障。

传统粘贴钢板加固法是采用专用重型机械举重臂，在隧道管片结构内侧分段安装20-30毫米厚钢板。然而钢板加固的方法给结构带来了很大自重荷载，施工时需拆除管线并在之后恢复，工期较长、造价更高。因此，如何制造一种简捷有效、承载力高的加固型材，成为工程上亟待解决的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的，在于提出一种简捷有效、承载力高的铝合金碳纤维复合型材。

为实现上述目的，本实用新型的技术解决方案是：

一种铝合金碳纤维复合型材构件，包括铝合金型材、碳纤维布、填充料，其特征在于：

所述铝合金型材为挤压成型的中空腔式桶体，所述桶体横截面呈矩形，桶体的长度向两端贯通，桶体的宽度向设置为单腔室桶体或者多腔室桶体；单腔室桶体的两对应侧壁上设有若干向桶体内突起的桶侧壁加强肋条；多腔室桶体设有两个以上的结构相同的子腔室，相邻子腔室由隔板分割成各自独立的子腔室，各子腔室桶体的两对应侧壁上设有若干肋条；

所述碳纤维布为多向编织碳纤维布，碳纤维布通过涂抹在桶体外表面的粘结剂与桶体粘合牢固；

所述填充料为砂浆，砂浆充满整个桶体内部；

其中：铝合金碳纤维复合型材构件为一体化成型固定结构。

本实用新型的铝合金碳纤维复合型材构件还可以采用以下的技术措施来进一步实现。

前述的铝合金碳纤维复合型材构件，其中所述铝合金型材为方管桶体。

前述的铝合金碳纤维复合型材构件，所述粘结剂为黏结金属和碳纤维布的专用浸渍胶和结构胶。

前述的铝合金碳纤维复合型材构件，所述粘结剂为ab胶。

前述的铝合金碳纤维复合型材构件，所述砂浆为高强砂浆。

采用上述技术方案后，本实用新型的铝合金碳纤维复合型材构件具有以下优点：

1、复合型材构件结构简单、制作方便；

2、工程质量安全可靠，复合型材构件采用易于加工的铝合金挤压型材，可以设计复合型材构件本体适用截面；

3、复合型材构件刚度大、强度高、自重轻，极大的提高连接承载力，耐腐蚀性比钢板优越。

附图说明

图1为本实用新型实施例的单腔室桶体的复合型材构件结构示意图；

图2为图1立体图；

图3为本实用新型实施例的双腔室桶体的复合型材构件结构示意图；

图4为图3立体图。

图中：1铝合金型材，2碳纤维布，3砂浆，4肋条，5隔板。

具体实施方式

以下结合实施例及其附图对本实用新型作更进一步说明。

实施例1

本实用新型的铝合金碳纤维复合型材构件是一种新型的铝合金碳纤维复合型材构件，包括铝合金型材、碳纤维布、灌注填充料。

现请参阅图1和图2，图1为本实用新型实施例的单腔室桶体的复合型材构件结构示意图，图2为图1立体图。如图所示，所述铝合金型材1为挤压成型的中空腔式桶体，所述桶体横截面呈矩形，桶体的长度向两端贯通，桶体的宽度向设置为单腔室桶体，单腔室桶体的两对应侧壁上设有四条向桶体内突起的桶侧壁加强肋条4。本实施例采用方管桶体，也可以根据施工需要设计成圆柱状，使用铝合金型材为横截面呈圆形的挤压成型的中空型材。

所述碳纤维布2为多向编织碳纤维布，碳纤维布通过涂抹在方管桶体外表面的粘结剂(图中没有示出)与方管桶体外表面铺设粘合牢固，所述粘结剂为黏结金属和碳纤维布的专用浸渍胶和结构胶。所述粘结剂为ab胶。ab胶使用时先在中空型材腔体外表面涂刷浸渍胶，再在所述浸渍胶上涂刷结构胶。

所述灌注填充料采用砂浆4，砂浆为密实的高强砂浆，高强砂浆设置在整个中空型材腔体内。当中空型材腔体腔体管内灌注填充料时，管腔两端起到排气作用。

实施例2

本实施例除用多腔室桶体代替单腔室桶体外，其余同实施例1。

图3为本实用新型实施例的双腔室桶体的复合型材构件结构示意图，图4为图3立体图。本实施例中多腔室桶体为双腔室桶体。双腔室桶体设有两个结构相同的子腔室，相邻子腔室由隔板5分割成各自独立的子腔室，各子腔室桶体的两对应侧壁上设有两条肋条4。双腔室桶体的作用是可以进一步提高铝合金碳纤维复合型材构件的结构强度。

本实用新型具有实质性特点和显著的技术进步，本实用新型的铝合金碳纤维复合型材构件采用易于加工的铝合金挤压型材，可以合理设计腔体本体截面，以达到一体化成型、避免焊接、减轻自重的目的。铝合金碳纤维复合型材构件刚度大、强度高、自重轻，耐腐蚀性比钢板优越、工期短、可平行施工。

本实用新型的铝合金碳纤维复合型材构件在地下结构物修复工程中运用，效果显著。

以上实施例仅供说明本实用新型之用，而非对本实用新型的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变化。因此，所有等同的技术方案也应该属于本实用新型的范畴，应由各权利要求限定。

技术特征：

1.一种铝合金碳纤维复合型材构件，包括铝合金型材、碳纤维布、填充料，其特征在于：

所述铝合金型材为挤压成型的中空腔式桶体，所述桶体横截面呈矩形，桶体的长度向两端贯通，桶体的宽度向设置为单腔室桶体或者多腔室桶体；单腔室桶体的两对应侧壁上设有若干向桶体内突起的桶侧壁加强肋条；多腔室桶体设有两个以上的结构相同的子腔室，相邻子腔室由隔板分割成各自独立的子腔室，各子腔室桶体的两对应侧壁上设有若干肋条；

所述碳纤维布为多向编织碳纤维布，碳纤维布通过涂抹在桶体外表面的粘结剂与桶体粘合牢固；

所述填充料为砂浆，砂浆充满整个桶体内部；

其中：铝合金碳纤维复合型材构件为一体化成型固定结构。

2.如权利要求1所述的铝合金碳纤维复合型材构件，其特征在于，所述铝合金型材为中空的方管桶体。

3.如权利要求1所述的铝合金碳纤维复合型材构件，其特征在于，所述粘结剂为黏结金属和碳纤维布的专用浸渍胶和结构胶。

4.如权利要求3所述的铝合金碳纤维复合型材构件，其特征在于，所述粘结剂为ab胶。

5.如权利要求1所述的铝合金碳纤维复合型材构件，其特征在于，所述砂浆为高强砂浆。

技术总结
一种铝合金碳纤维复合型材构件，包括铝合金型材、碳纤维布、填充料，其特征在于：所述铝合金型材为挤压成型的中空腔式桶体，桶体的长度向两端贯通，桶体的宽度向设置为单腔室桶体或者多腔室桶体，所述碳纤维布为多向编织碳纤维布，所述填充料为高强砂浆，铝合金碳纤维复合型材构件为一体化成型固定结构。本实用新型的铝合金碳纤维复合型材构件具有复合型材构件结构简单、制作方便，复合型材构件采用易于加工的铝合金挤压型材，达到一体化成型、复合型材构件刚度大、强度高、自重轻，极大的提高连接承载力，耐腐蚀性比钢板优越、缩短工期、可平行施工和降低修复工程成本的优点。

技术研发人员：郭小农;王丽;陈宇;宗绍晗
受保护的技术使用者：同济大学
技术研发日：2020.06.27
技术公布日：2021.03.30