[发明专利]一种具有减压槽的纤维-钢复合管混凝土结构制作方法

说明书

一种具有减压槽的纤维‑钢复合管混凝土结构制作方法，预先制作冲压模具系统，包括下凹模和上凸模，以下凹模作为冲压时底板支撑，上凸模作为冲压模具，将钢板水平放置于下凹模与上凸模之间，冲压机械施力于上凸模，在钢板表面冲压出一条或一条以上间隔布置的深度小于钢板厚度的减压槽；将钢板沿侧边方向卷制并焊接成钢管，减压槽朝向钢管的内部凹陷；在减压槽内嵌入填充条，在钢管外表面粘结纤维增强复合材料，形成纤维‑钢复合管，将纤维‑钢复合管立于基础中，在钢管内表面涂抹界面层并浇筑核心混凝土。本发明通过预制的冲压模具系统，一次性在钢板上冲压出一条或一条以上间隔布置的减压槽，并进一步在钢管外表面粘结纤维增强复合材料，进一步加强对核心混凝土的约束并提供耐腐蚀保护。本发明适用于新建结构中的桩、柱、桥墩等以受竖向荷载为主的结构构件。

技术领域

本发明涉及一种具有减压槽的纤维-钢复合管混凝土结构制作方法，应用于各类桥梁、建筑的柱型结构，属于土木工程领域。

背景技术

纤维增强复合材料(FRP)是由纤维材料与树脂基体组成，具有很强的耐腐蚀能力，同时还有轻质、高强、成型方便等优点，它可与传统材料(混凝土、钢材、木材等)通过合理的组合形式共同受力。

钢管混凝土结构具有很高的强度和良好的塑性，这主要得益于外部的钢管对核心混凝土变形的约束作用。但是钢管混凝土柱的钢管不但要约束混凝土，而且还要承受竖向压力，竖向压力的存在降低了钢管能够对混凝土结构提供的约束能力。

传统的钢管混凝土结构倾向于加强钢管与混凝土的整体性，例如通过剪力钉增强钢管与核心混凝土的粘结或在钢管内部焊接螺纹钢筋条提高钢管和混凝土的粘结力，这些技术都使得钢管更加侧重于发挥竖向承载的作用，而不是环向约束作用。

钢套混凝土结构是将钢管的端部截断或者开孔，形成薄弱截面，以减小钢管承受的竖向压力，但由于钢套管截断或者开孔以后，浇筑混凝土时会出现漏浆，增加了施工难度，直接影响工程的应用效果，而且简单地在钢管表面开孔，钢管由于其与核心混凝土的粘结与摩擦作用，其仍然承受很大的竖向应力，且开槽处的钢管无疑会提前屈曲，形成薄弱面。为此，如中国专利第“201220153717.6”号，公开了一种“切槽式钢套管混凝土柱”，它是在钢管混凝土柱的钢管外壁上加工出多条圆形或螺旋形的凹槽后形成的一种承压为主的结构构件，但该结构是通过在钢管外壁切槽来增强对核心混凝土的约束作用，被切槽处的钢管局部约束也会变小，且钢管切槽加工难度大，不能一次性成型，导致成本费用高，加工效率低，不适宜工程实践。

为克服上述不足，本发明提出一种具有减压槽的纤维-钢复合管混凝土结构制作方法，充分利用了钢管良好的延展性，通过预制的冲压模具系统，一次性在钢板上冲压出一条或一条以上间隔布置的减压槽，并进一步在钢管外表面粘结纤维增强复合材料，进一步加强对核心混凝土的约束并提供耐腐蚀保护。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有减压槽的纤维-钢复合管混凝土结构制作方法，通过施工工艺的创新，一次性在钢板上冲压出一条或一条以上间隔布置的深度小于钢板厚度的减压槽，提高了工作效率，降低了建造成本，可作为浇筑混凝土的模板；通过构造的创新，提高了纤维-钢复合管对核心混凝土的横向膨胀约束作用，提高了构件的整体承载性。

本发明的技术方案为：一种具有减压槽的纤维-钢复合管混凝土结构制作方法，预先制作冲压模具系统，包括下凹模和上凸模，以下凹模作为冲压时底板支撑，上凸模作为冲压模具，将钢板水平放置于下凹模与上凸模之间，冲压机械施力于上凸模，在钢板表面冲压出一条或一条以上间隔布置的深度小于钢板厚度的减压槽；将钢板沿侧边方向卷制并焊接成钢管，减压槽朝向钢管的内部凹陷；在减压槽内嵌入填充条，在钢管外表面粘结纤维增强复合材料，形成纤维-钢复合管，将纤维-钢复合管立于基础中，在钢管内表面涂抹界面层并浇筑核心混凝土；其特征在于其施工步骤如下：