[发明专利]基于定向ECC的桥梁复合墩柱结构及施工工艺

权利要求书

1.基于定向ECC的桥梁复合墩柱结构，其特征是，包括连接混凝土墩柱底座和混凝土墩柱的墩柱塑性铰区，所述墩柱塑性铰区为钢筋混凝土柱状结构；

所述墩柱塑性铰区采用的混凝土为定向纤维增强水泥基复合材料，定向纤维增强水泥基复合材料为水泥基体内的纤维趋于一个方向排列的水泥基复合材料，定向纤维增强水泥基复合材料内的纤维的趋向方向与墩柱塑性铰区的轴向相同；

所述墩柱塑性铰区采用的钢筋骨架由若干低屈服点钢筋和若干高强钢筋通过箍筋绑扎而成，所有低屈服点钢筋和所有高强钢筋均两两平行，且所有低屈服点钢筋和所有高强钢筋均不在一个平面内，所述低屈服点钢筋为Ⅰ级钢筋或Ⅱ级钢筋，所述高强钢筋为Ⅲ级钢筋或Ⅳ级钢筋；

实现上述定向纤维方向趋向墩柱塑性铰区的轴向的工艺为：将若干低屈服点钢筋和若干高强钢筋通过箍筋绑扎形成铰区钢筋骨架，在钢筋骨架周围支设墩柱塑性铰区模板，采用ECC定向机将纤维增强水泥基复合材料进行纤维定向化，并将纤维定向化的纤维增强水泥基复合材料一层一层地浇筑至墩柱塑性铰区模板内，养护成型后装配即可；

所述ECC定向机将纤维增强水泥基复合材料进行纤维定向化的方法为：

采用ECC定向机将纤维增强水泥基复合材料通过ECC定向机的第一出料筒进行初次定向，然后真空去除气泡，再通过ECC定向机的第二出料筒进行二次定向即可获得定向纤维增强水泥基复合材料。

2.如权利要求1所述的桥梁复合墩柱结构，其特征是，包括混凝土墩柱底座，混凝土墩柱底座埋设钢筋连接组件，钢筋连接组件与墩柱塑性铰区内的铰区钢筋骨架连接。

3.如权利要求2所述的桥梁复合墩柱结构，其特征是，钢筋连接组件与墩柱塑性铰区内的钢筋骨架通过灌浆套管连接。

4.如权利要求1所述的桥梁复合墩柱结构，其特征是，混凝土墩柱底座内设有底座钢筋骨架。

5.如权利要求1所述的桥梁复合墩柱结构，其特征是，墩柱塑性铰区内的高强钢筋围成的钢筋骨架的截面与墩柱塑性铰区的截面相似，墩柱塑性铰区内的低屈服点钢筋位于钢筋骨架的截面的边上。

6.如权利要求1所述的桥梁复合墩柱结构，其特征是，高强钢筋为4根Φ12的3级钢筋，低屈服点钢筋为4根Φ8的1级钢筋。

7.如权利要求1所示的桥梁复合墩柱结构，其特征是，所述定向纤维增强水泥基复合材料中的原料以质量份数计，水330～340份，水泥590～600份，粉煤灰710～720份，石英砂470～480份，减水剂6.5～6.6份，增稠剂0.2～0.3份，纤维20～30份。

8.一种如权利要求1所述的基于定向ECC的桥梁复合墩柱结构的施工工艺，其特征是，绑扎底座钢筋骨架和钢筋连接组件，向底座钢筋骨架浇筑混凝土形成混凝土墩柱底座，并使钢筋连接组件预留出接头钢筋；

将水、水泥、粉煤灰、石英砂、减水剂、增稠剂混合均匀形成水泥基体，向水泥基体中添加纤维搅拌均匀后获得纤维增强水泥基复合材料；

预制墩柱塑性铰区：绑扎墩柱塑性铰区的铰区钢筋骨架，并在铰区钢筋骨架周围支设墩柱塑性铰区模板，将纤维定向化的纤维增强水泥基复合材料一层一层地浇筑至墩柱塑性铰区模板内，预留出部分钢筋骨架作为铰区接头钢筋，在铰区接头钢筋安装灌浆套筒，养护后即可获得预制墩柱塑性铰区；

将混凝土墩柱底座与预制墩柱塑性铰区进行装配，使混凝土墩柱底座的接头钢筋套入预制墩柱塑性铰区的灌浆套筒，然后向灌浆套筒内进行灌浆。

9.如权利要求8所述的施工工艺，其特征是，养护时间为3±0.1天。