[发明专利]一种梯度功能混凝土塔柱结构及其施工方法

说明书

本发明公开了一种梯度功能混凝土塔柱结构，包括有横断面由外至内依次设置的功能层和结构层，且功能层与结构层之间设有功能结构过渡区，所述功能层和结构层分别通过浇筑形成，且三者之间形成无宏观界面的组分梯度过渡、仿生皮肤的混凝土塔柱结构，浇筑时将拌制好的功能层及结构层混凝土运输到现场进行浇筑，浇筑时，始终保持功能层混凝土顶面高于结构层混凝土约30厘米，边浇筑，边振捣，浇筑至4.5米高度时，停止浇筑。本发明有效保障的混凝土施工质量，避免出现蜂窝和麻面的问题，提高混凝土塔柱的耐久性和观赏性，减少超高塔混凝土结构的后期养护费用，以适应混凝土塔柱对于力学性能、耐久性和美观性的综合需求。

技术领域：

本发明涉及塔柱结构施工领域，由其设计一种梯度功能混凝土塔柱结构及其施工方法，适用于大跨径桥梁索塔工程及其他梯度混凝土结构工程。

背景技术：

作为桥梁的关键构件，混凝土塔柱受传统混凝土材料、构造性能限制和恶劣施工环境影响，施工开裂问题普遍存在，造成塔柱质量存在先天不足，降低了服役期安全、适用和耐久性。同时，传统灰色混凝土塔柱美观性不足，影响桥梁与自然、社会环境相协调，增加美化成本。

现代混凝土体积稳定性不良，加之混凝土塔柱在高空、日照、风力、温差、临时荷载及立面施工环境等影响下，按照现有施工方法，塔柱开裂问题严重，造成混凝土塔柱耐久性存在先天不足，给服役期桥梁的安全、适用和耐久埋下隐患，加剧桥梁运营养护难度。混凝土结构开裂机理和控制方法研究成果，促进了混凝土结构裂缝防治技术发展。然而，在恶劣施工环境下，混凝土塔柱开裂防治问题尚缺乏系统研究，以致当前材料性能、结构设计和施工水平难以保证裂缝达到无害水平。同时，斜拉桥多作为景观标志建筑，传统灰色混凝土塔柱美观性不足，加之施工裂缝和施工节段接缝差，影响桥梁与自然、社会环境相协调，增加了美化成本。

本申请提出了一种新型的“梯度功能混凝土”塔柱结构，通过在外侧功能层混凝土及内侧结构层混凝土两种结构层，并研发了新的高抗拉强度及高抗渗性能的混凝土配合比，形成了一整套提高混凝土索塔外观质量的方法，取得了较好的经济效益和社会效益。

发明内容：

本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种梯度功能混凝土塔柱结构及其施工方法，以适应混凝土塔柱对于力学性能、耐久性和美观性的综合需求，提升混凝土塔柱裂缝防治、耐久性防护和美化功能。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种梯度功能混凝土塔柱结构，其特征在于：包括有横断面由外至内依次设置的功能层和结构层，且功能层与结构层之间设有功能结构过渡区，所述功能层和结构层分别通过浇筑形成，且三者之间形成无宏观界面的组分梯度过渡、仿生皮肤的混凝土塔柱结构。

所述的功能层是一种厚度为30-50cm的采用一下配比的白色纤维混凝土结构，其成分及用量为PW52.5低碱白水泥，用量为385 kg/m3、级配符合5～25连续筛分级配的普通石子，用量为1096 kg/m3、细度模数2.15的普通石英砂，用量为701 kg/m3、建材S95级矿粉，用量为95 kg/m3、900D型硅灰，用量为19.8kg/m3、17-12-501YF6型玄武岩纤维，用量为3kg/m3、PCAI高效减水剂，用量为6.3kg/m3；

所述的功能结构过渡区为钢丝网；

所述的结构层是C50混凝土。

所述的混凝土塔柱结构也可以是混凝土墩身，所述混凝土塔柱或混凝土墩身的构造横断面形状为矩形、圆形或不等边异形。

所述的梯度功能混凝土塔柱结构的施工方法，其特征在于：具体步骤如下：

（1）浇筑前的准备

（1.1）、劲性骨架加工与安装