[实用新型]全复合材料格构桩柱

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种全复合材料组合桩柱，尤其是一种全部利用复合材料制造的耐腐蚀性能好、重量轻、强度高的基础桩柱，它可用于海洋环境中土木工程结构领域的墩柱、管桩基础、码头自浮式靠船墩体系以及可用作抢修抢建工程的墩柱以及电线杆、风力发电、高压输电支撑件，具体地说是一种全复合材料格构桩柱。

背景技术

我国传统结构材料大多采用水泥、钢材等，为我国城市化进程和大规模基础设施建设提供了坚实的物资保证。但是，无论是钢材还是混凝土，都是一种能源消耗性的材料，并在相当程度上污染了环境，对环境生态造成一定影响。此外，早期采用钢材和混凝土建造的许多工程项目，尤其是大型基础设施工程项目，由于各种原因出现了影响其耐久性和使用寿命的问题，大量的养护和加固费用支出使得人们认识到工程结构耐久性的重要性。在这样的背景下，从上世纪 90 年代开始，出于对有限资源的节约和对环境保护意识的不断增强，可持续发展成为政府的重要战略目标，并逐渐形成“可持续性工程”和“绿色工程”的概念。基于这一目标，开发新型节能、生态环保、高性能结构材料势在必行。由纤维材料与基体材料按一定比例混合并经过一定工艺复合形成的高性能新型材料复合材料自从20世纪40年代问世以来,在航空、航天、船舶、汽车、化工、医学和机械等领域得到广泛的应用。

近年来，复合材料以其高强、轻质、耐腐蚀等优点,开始在土木与建筑工程结构中得到应用,并受到工程界的广泛关注。纤维增强复合材料虽然抗拉强度较高，但同时存在刚度较低的弱点，且受经济条件的制约。因此若要实现在土木工程中大规模应用，还需将纤维增强复合材料与其他材料相结合，通过创新构造与成型工艺提高构件的强度与刚度、降低成本。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有的复合材料桩柱存在的刚度低，制造复杂的问题，提高一种刚度高、制备简单，无需大型设备即可快速成形的全复合材料格构桩柱。

本实用新型的技术方案是：

一种全复合材料格构桩柱，其特征是它由若干柱形体拼接而成，每个柱形体由轻质芯材2和包裹在轻质芯材表面的最终经真空浸渍导入形成格构的内纤维布层3组成，各柱形体2拼接后的外层表面包裏有最终经真空浸渍导入形成外壳的外纤维布层1。

相拼接的桩柱的端面之间形成有以包裹的纤维布组成的横隔板4。

所述的纤维布层为碳纤维布层、玻璃纤维布层、玄武岩纤维布层或芳纶纤维布层。

所述的轻质芯材2为泡沫或木材。

所述的柱形体的横截面形状为三角形、梯形、长方形、正方形、扇形或拱形与多边形的组合体。

本实用新型的有益效果：

1.本实用新型提出的全复合材料格构桩柱，充分利用了复合材料轻质、高强、耐腐蚀的特点，以聚氨酯泡沫为芯材的格构桩柱其自重只有混凝土的1/10,钢的1/36，以泡桐木为芯材的格构桩柱自重只有混凝土的1/5,钢的1/17。因此它可用作运输起重机械难以到达的山区道路桥梁承重桩柱、电线杆、风力发电支撑杆以及战时桥梁抢修抢建。

2.纤维层可以采用混杂或者单一纤维多角度铺设，格构层厚度可根据具体的受力要求进行设计。各块包裹纤维层的芯材通过真空导入的树脂浸渍成整体，提高了截面的强度与刚度。

3.本实用新型提出的制备工艺实施方便，无需大型拉挤设备即可成型各种复杂的截面。

附图说明

图1是利用本实用新型方法制备的截面呈实心八角形的全复合格构桩柱的示意图。

图2是图1的桩柱的纵向剖视图。

图3是全部利用三角形拼接体拼接形成的本实用新型的桩柱的截面示意图。

图4是本实用新型的圆形桩柱的断面示意图。

图5是本实用新型的矩形的桩柱的断面示意图。

图6是本实用新型的中空的八角形桩柱的断面示意图。

图7是本实用新型的部分拼装体的结构示意图。

图8是与图1相配的待真空导入的桩柱的方体示意图。

图9是图8所示的桩柱成形后的立体结构示意图。

图10是带有一度锥度的桩柱结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。

实施例一。

如图1、7、8、9所示。

一种八角形全复合材料格构桩柱，它由若干柱形体拼接而成，每个柱形体由轻质芯材2和包裹在轻质芯材表面的最终经真空浸渍导入形成格构的内纤维布层3组成，各柱形体2拼接后的外层表面包裏有最终经真空浸渍导入形成外壳的外纤维布层1。其制造方法为：