[发明专利]一种GFRP管-混凝土-型钢组合柱脚节点及其施工方法

权利要求书

1.一种GFRP管-混凝土-型钢组合柱脚节点，其特征在于，包括GFRP管（1）、圆钢管十字T形组合型钢（2）、自密实混凝土（3）和箱梁（8）；

所述圆钢管十字T形组合型钢（2）嵌套在GFRP管（1）中部，其下端相对于GFRP管（1）具有伸出段；所述圆钢管十字T形组合型钢（2）的中间为圆钢管，圆钢管外表面对称焊接有四个T形钢；所述GFRP管（1）开有注浆孔和出浆孔，并在内部分别设置与注浆孔连通的注浆管（5），及与出浆孔连通的出浆管（6）；所述圆钢管十字T形组合型钢（2）和GFRP管（1）之间浇筑自密实混凝土（3）形成预制GFRP管-混凝土-型钢组合柱，插于基础承台（11）；所述注浆管（5）和出浆管（6）均伸出GFRP管（1）和圆钢管十字T形组合型钢（2）之间的自密实混凝土（3）底部；

所述圆钢管十字T形组合型钢（2）的下端焊接在箱梁（8）上，并在伸出段焊接剪力钉（7）；

在箱梁（8）以上、基础承台（11）表面以下这一区段，GFRP管-混凝土-型钢组合柱外表面包裹钢管，该钢管由两外套半圆钢管（4）组成，两外套半圆钢管（4）通过侧耳板（15）固定连接，并在连接部位加置与侧耳板（15）尺寸相同的橡胶垫（17）；两外套半圆钢管（4）通过底部环形耳板（12）与箱梁（8）连接，并在连接部位加置环形橡胶垫（9）；所述底部环形耳板（12）上焊接若干加劲竖向肋板（14）；

所述箱梁（8）由顶板（18）、底板（19）、腹板（20）、横向加劲肋（21）、纵向加劲肋（22）和预埋钢筋（10）组成，所述顶板（18）和底板（19）分别与腹板（20）焊接，在腹板（20）上焊接纵向加劲肋（22）和横向加劲肋（21），在底板（19）下部焊接预埋钢筋（10）。

2.根据权利要求1所述的一种GFRP管-混凝土-型钢组合柱脚节点，其特征在于，所述GFRP管-混凝土-型钢组合柱在工厂预制加工，所述GFRP管（1）为空心管，采用GFRP材料，采用拉挤成型，形状为圆形、矩形或椭圆形。

3.根据权利要求1所述的一种GFRP管-混凝土-型钢组合柱脚节点，其特征在于，所述外套半圆钢管（4）的高度为GFRP管（1）外径的1~2倍，厚度为20~30mm，材料为Q235B或Q345B，外套半圆钢管（4）的内壁下侧焊接有剪力钉（7）。

4.根据权利要求1所述的一种GFRP管-混凝土-型钢组合柱脚节点，其特征在于，所述GFRP管（1）的注浆孔和出浆孔的位置位于外套半圆钢管（4）上部，所述注浆管（5）和出浆管（6）均由水平PVC管和竖直PVC管组成，形成的预埋流浆通道为倒L形。

5.根据权利要求1所述的一种GFRP管-混凝土-型钢组合柱脚节点，其特征在于，所述箱梁（8）为钢箱梁，其顶板（18）上开有长椭圆形螺栓孔，能够方便地与外套半圆钢管（4）的底部环形耳板（12）连接，留有螺栓施工空间。

6.根据权利要求1所述的一种GFRP管-混凝土-型钢组合柱脚节点的施工方法，其特征在于，该施工方法包括以下步骤：

步骤一：在工厂内将开有注浆孔和出浆孔的GFRP管（1）、圆钢管十字T形组合型钢（2）固定，并固定注浆管（5）和出浆管（6），制作临时底模板，并对GFRP管（1）进行防侧倒固定，浇筑自密实混凝土（3）形成GFRP管-混凝土-型钢组合柱；

步骤二：在工厂加工制作箱梁（8），并将箱梁（8）的底板（19）预埋于基础承台（11）；

步骤三：在工厂对硬化后的GFRP管-混凝土-型钢组合柱中圆钢管十字T形组合型钢（2）伸出段焊接剪力钉（7），同时制作外表面包裹的两外套半圆钢管（4）；

步骤四：将步骤三加工后的预制GFRP管-混凝土-型钢组合柱运到现场，圆钢管十字T形组合型钢（2）的下端焊接于箱梁（8）的顶板（18），利用橡胶垫（17）调节外套半圆钢管（4）的尺寸，使其与GFRP管（1）的外壁贴合；

步骤五：将两个外套半圆钢管（4）紧固连接，将外套半圆钢管（4）与箱梁（8）紧固连接；

步骤六：在外套半圆钢管（4）与GFRP管（1）外壁上部连接端喷涂密封胶；

步骤七：利用注浆孔浇筑自密实混凝土于外套半圆钢管（4）内，浆体灌注直到另一侧的出浆孔有混凝土浆溢出为止，养护硬化，并封堵注浆孔和出浆孔；

步骤八：在杯口内浇筑基础混凝土，并养护。