本发明涉及结构抗震研究领域，具体的涉及一种恶劣环境下配置纤维筋桁架围箍抗震防腐桥墩柱及其制作方法。
背景技术：
钢筋混凝土结构中桥墩柱是典型的抗震构件，传统的桥墩柱主要是利用箍筋加密的措施来实现抗震的，而桥墩柱抗震的典型特点是通过加密箍筋来抵抗地震力带来的剪切破坏，这样做不仅不易操作，而且施工成本也比较高。另外当建筑结构或构件长期处于具有腐蚀性环境下的，随着时间的推移，建筑结构或构件不断地受到侵蚀，其耐久性和承载力会逐渐的被劣化，从而导致建筑结构的使用寿命急剧下降。如果再发生地震，对建筑结构无疑是雪上加霜，很可能造成人员伤亡、经济损失、交通瘫痪一系列不可避免的损失，不仅会给当地居民带来巨大灾难，还会给政府带来巨大的经济压力。这也是迫切解决桥墩柱防腐抗震的重要原因。
本发明可用于恶劣环境下抗震防腐桥墩柱的结构设计，以及其他有适用的建筑结构或构件设计。本发明使用桁架纤维筋全部或部分代替建筑结构或构件的箍筋制，具有很强的防腐、抗震的作用，可以有效地提高恶劣环境下建筑结构或构件的耐久性、承载力以及使用寿命。
技术实现要素：
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种配置以纤维筋桁架围箍的、可以提高抗震防腐性能的桥墩柱结构及其制作方法。本发明提到的方法简单易行，有很高防腐抗震性能。
本发明采用的技术方案为：一种配置纤维筋桁架围箍的抗震防腐桥墩柱，包括纵向纤维筋、纤维筋桁架围箍和混凝土；所述纵向纤维筋设置在桥墩柱内，纤维筋桁架围箍围绕在纵向纤维筋四周，桥墩柱为混凝土浇筑制成；
所述纤维筋桁架围箍由纤维筋桁架弯折成环形制成；所述纤维筋桁架包括上弦杆、下弦杆和腹杆，两根下弦杆分别与一根上弦杆形成两个夹角为40°平面，腹杆分别分布于这两个平面；上、下弦杆、腹杆筋的长度、直径根据实际情况来定，腹杆的弯折角度也根据实际情况来定。上、下弦杆、腹杆的弯折通过对纤维筋加热后，按照设计的角度、位置进行弯折。
所述腹杆与上弦杆、下弦杆之间使用纤维粘接剂粘接后通过热熔纤维套筒固定，并通过束紧带束紧；所述热熔纤维套筒由筒体弯曲后通过粘结面粘结制成，所述筒体上设有预留腹杆孔；
所述纤维筋桁架围箍上设有腹杆转角、上弦杆转角、下弦杆转角。为了使纵向纤维筋和纤维筋桁架围箍连接时，更加精确、方便的定位纵向纤维筋。纤维筋桁架围箍与纵向纤维筋的连接处设有纵向纤维筋定位装置，纵向纤维筋定位装置包括桁架纤维筋套筒和纵向纤维筋套筒，桁架纤维筋套筒内设有桁架纤维筋，纵向纤维筋套筒内设有纵向纤维筋。
本发明的核心构件为纤维筋桁架，核心技术是将纤维筋桁架代替桥墩柱的箍筋。通过一系列的构造、连接将纤维筋制造成围箍桁架，并使其与纵向纤维筋绑扎，完成桥墩柱的结构配筋。
作为优选，所述纵向纤维筋及纤维筋桁架围箍均可选用碳纤维筋、玄武岩纤维筋等，选择纤维筋的目的在于防止恶劣环境对钢筋的腐蚀，从而导致建筑结构或构件的承载力下降。选择纤维筋桁架围箍代替箍筋的目的在于地震力主要对建筑结构或构件造成剪切破坏，纤维筋桁架围箍运用三角形具有稳定性的原理，可以有效的抵抗地震剪力。
作为优选，所述混凝土材料在满足设计要求的前提下要尽可能的保证其和易性，尽可能使其可以自流平、自密实。其具体配比、性能如下：
1)混凝土配合比：水胶比应该控制在0.45以下，砂率控制在0.45左右，胶凝材料用量宜控制在400～550kg/m3。粗骨料的最大公称粒径不宜大于16mm。粗骨料的针片状颗粒含量<5％(泵送)和<8％(非泵送)、含泥量不应大于1％及泥块含量不应大于0.5％，自密实混凝土应采用通过添加外加剂的方法来改善浆体的粘聚性和流动性,掺用增稠剂等其他外加剂，应通过充分的试验进行验证，其性能应符合《自密实混凝土应用技术规程》(jgj/t283)的规定。
2)混凝土和易性：塌落度≥220mm；550mm≤塌落扩展度≤750mm；5s≤倒塌落度筒流出时间≤15s；0mm≤u型仪δh≤30mm。。
混凝土的粗骨料粒径在满足设计要求的前提下要尽可能降低，要尽可能保证纤维筋桁架围箍区域浇筑的混凝土饱满，不因粗骨料影响混凝土与纤维筋的粘接。
上述一种配置纤维筋桁架围箍的抗震防腐桥墩柱的制作方法，包括以下步骤：
1)根据设计要求确定纤维筋桁架围箍的具体参数指标，通过具体的参数指标选取相应型号的纤维筋，并做简单的技术处理；
2)根据设计要求将上弦杆、下弦杆、腹杆弯折成设计要求的形状；
3)根据设计要求将弯折成型的上弦杆、下弦杆、腹杆加以连接，制备纤维筋桁架围箍，并在纤维筋桁架围箍需要绑扎纵向纤维筋的位置安装纵向纤维筋定位装置；
4)根据设计要求将纵向纤维筋与纤维筋桁架围箍通过纵向纤维筋定位装置定位、绑扎起来，纵向纤维筋在穿入纵向纤维筋套筒后，必须通过加热收缩，将纵向纤维筋套筒收缩到和纵向纤维筋完全粘接贴合在一起为止；
5)根据设计要求支好模板，并浇筑符合设计标号的混凝土，并在设计要求的时间内拆模后养护。
作为优选，所述步骤5)中混凝土浇筑过程中振捣的注意事项：
1)釆用插入式振捣器振捣混凝土时，插入式振捣器的移动间距不宜大于振捣器作用半径的1.5倍，且插入下层混凝土内的深度宜为50mm-100mm，与侧模应保持50mm-100mm的距离。
2)在纤维筋桁架围箍处应采用垂直振捣、斜向振捣两种振捣方式，避免碰触纤维筋桁架围箍。
3)每一振点的振捣延续时间以混凝土不再沉落，表面呈现浮浆为度，防止过振、漏振。
4)应做到振捣纤维筋桁架围箍位置的混凝土，后振捣中间位置的混凝土。
5)振捣试件不宜太久，每次插入振捣的时间为20—30秒左右，并以混凝土不再显著下沉，不出现气泡，开始泛浆时为准。
有益效果：本发明桁架代箍设计可以有效的防止地震力对桥墩柱及一切适用建筑结构或构件的剪切破坏；桁架代箍设计还可以将低保护层厚度，增加混凝土与配筋的粘聚力；纤维筋制作桁架有效的预防了恶劣环境对桥墩柱及建筑结构或构件的腐蚀，从而提高桥墩柱及一切适用建筑结构或构件的耐久性。
附图说明
图1为本发明的总体结构配筋细节图
图2为本发明的纤维筋桁架细节图
图3为本发明的热熔连接套筒细节图
图4为本发明的纤维筋桁架围箍细节图
图5为本发明的纵向纤维筋定位装置细节图
其中：1-纵向纤维筋；2-纤维筋桁架围箍；3-上弦杆；4-下弦杆；5-腹杆；6-热熔连接套筒；7-粘结面；8-筒体；9-预留腹杆孔；10-腹杆转角；11-上弦杆转角；12-下弦杆转角；13-桁架纤维筋套筒；14-桁架纤维筋；15-纵向纤维筋套筒；16-纵向纤维筋。
具体实施方法
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
如图1-5所示，一种配置纤维筋桁架围箍的抗震防腐桥墩柱，包括纵向纤维筋1、纤维筋桁架围箍2和混凝土；所述纵向纤维筋1设置在桥墩柱内，纤维筋桁架围箍2围绕在纵向纤维筋1四周，桥墩柱为混凝土浇筑制成；
所述纤维筋桁架围箍2由纤维筋桁架弯折成环形制成；所述纤维筋桁架包括上弦杆3、下弦杆4和腹杆5，两根下弦杆4分别与一根上弦杆3形成两个夹角为40°平面，腹杆5分别分布于这两个平面；
所述腹杆5与上弦杆3、下弦杆4之间使用纤维粘接剂粘接后通过热熔纤维套筒6固定，并通过束紧带束紧；所述热熔纤维套筒6由筒体8弯曲后通过粘结面7粘结制成，所述筒体8上设有预留腹杆孔9；
所述纤维筋桁架围箍2上设有腹杆转角10、上弦杆转角11、下弦杆转角12。纤维筋桁架围箍2与纵向纤维筋1的连接处设有纵向纤维筋定位装置，纵向纤维筋定位装置包括桁架纤维筋套筒13和纵向纤维筋套筒15，桁架纤维筋套筒13内设有桁架纤维筋14，纵向纤维筋套筒15内设有纵向纤维筋16。
所述纵向纤维筋1及纤维筋桁架围箍均可选用碳纤维筋、玄武岩纤维筋等。
所述混凝土材料在满足设计要求的前提下要尽可能的保证其和易性，尽可能使其可以自流平、自密实。其具体配比、性能如下：
1)混凝土配合比：水胶比应该控制在0.45以下，砂率控制在0.45左右，胶凝材料用量宜控制在400～550kg/m3。粗骨料的最大公称粒径不宜大于16mm。粗骨料的针片状颗粒含量<5％(泵送)和<8％(非泵送)、含泥量不应大于1％及泥块含量不应大于0.5％，自密实混凝土应采用通过添加外加剂的方法来改善浆体的粘聚性和流动性,掺用增稠剂等其他外加剂，应通过充分的试验进行验证，其性能应符合《自密实混凝土应用技术规程》(jgj/t283)的规定。
2)混凝土和易性：塌落度≥220mm；550mm≤塌落扩展度≤750mm；5s≤倒塌落度筒流出时间≤15s；0mm≤u型仪δh≤30mm。
上述一种配置纤维筋桁架围箍的抗震防腐桥墩柱的制作方法，包括以下步骤：
1)根据设计要求确定纤维筋桁架围箍的具体参数指标，通过具体的参数指标选取相应型号的纤维筋，并做简单的技术处理；
2)根据设计要求将上弦杆、下弦杆、腹杆弯折成设计要求的形状；
3)根据设计要求将弯折成型的上弦杆、下弦杆、腹杆加以连接，制备纤维筋桁架围箍，并在纤维筋桁架围箍需要绑扎纵向纤维筋的位置安装纵向纤维筋定位装置；
4)根据设计要求将纵向纤维筋与纤维筋桁架围箍通过纵向纤维筋定位装置定位、绑扎起来，纵向纤维筋在穿入纵向纤维筋套筒后，必须通过加热收缩，将纵向纤维筋套筒收缩到和纵向纤维筋完全粘接贴合在一起为止；
5)根据设计要求支好模板，并浇筑符合设计标号的混凝土，并在设计要求的时间内拆模后养护。
混凝土浇筑过程中振捣的注意事项：
1)釆用插入式振捣器振捣混凝土时，插入式振捣器的移动间距不宜大于振捣器作用半径的1.5倍，且插入下层混凝土内的深度宜为50mm-100mm，与侧模应保持50mm-100mm的距离。
2)在纤维筋桁架围箍处应采用垂直振捣、斜向振捣两种振捣方式，避免碰触纤维筋桁架围箍。
3)每一振点的振捣延续时间以混凝土不再沉落，表面呈现浮浆为度，防止过振、漏振。
4)应做到振捣纤维筋桁架围箍位置的混凝土，后振捣中间位置的混凝土。
5)振捣试件不易太久，每次插入振捣的时间为20—30秒左右，并以混凝土不再显著下沉，不出现气泡，开始泛浆时为准。
综上所述，配置纤维筋桁架围箍的桥墩柱及一切适用的建筑结构或构件不仅有很高的抗震性能，而且，即使在带裂缝工作状态下也不会因为腐蚀导致其承载力、耐久性下降。
应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下的这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
1.一种配置纤维筋桁架围箍的抗震防腐桥墩柱，其特征在于：包括纵向纤维筋、纤维筋桁架围箍和混凝土；所述纵向纤维筋设置在桥墩柱内，纤维筋桁架围箍围绕在纵向纤维筋四周，桥墩柱为混凝土浇筑制成；
所述纤维筋桁架围箍由纤维筋桁架弯折成环形制成；所述纤维筋桁架包括上弦杆、下弦杆和腹杆，两根下弦杆分别与一根上弦杆形成两个夹角为40°平面，腹杆分别分布于这两个平面；
所述腹杆与上弦杆、下弦杆之间使用纤维粘接剂粘接后通过热熔纤维套筒固定，并通过束紧带束紧；所述热熔纤维套筒由筒体弯曲后通过粘结面粘结制成，所述筒体上设有预留腹杆孔；
所述纤维筋桁架围箍上设有腹杆转角、上弦杆转角、下弦杆转角，纤维筋桁架围箍与纵向纤维筋的连接处设有纵向纤维筋定位装置，纵向纤维筋定位装置包括桁架纤维筋套筒和纵向纤维筋套筒，桁架纤维筋套筒内设有桁架纤维筋，纵向纤维筋套筒内设有纵向纤维筋。
2.根据权利要求1所述的一种配置纤维筋桁架围箍的抗震防腐桥墩柱，其特征在于：所述纵向纤维筋及纤维筋桁架围箍均选用碳纤维筋或玄武岩纤维筋。
3.根据权利要求1所述的一种配置纤维筋桁架围箍的抗震防腐桥墩柱，其特征在于：所述混凝土的混凝土配合比：水胶比控制在0.45以下，砂率控制在0.45，胶凝材料用量控制在400～550kg/m3，粗骨料的最大公称粒径不大于16mm，泵送粗骨料的针片状颗粒含量<5％、非泵送粗骨料的针片状颗粒含量<8％、含泥量不大于1％及泥块含量不大于0.5％；混凝土和易性：塌落度≥220mm；550mm≤塌落扩展度≤750mm；5s≤倒塌落度筒流出时间≤15s；0mm≤u型仪δh≤30mm。
4.根据权利要求1、2或3所述一种配置纤维筋桁架围箍的抗震防腐桥墩柱的制作方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)根据设计要求确定纤维筋桁架围箍的具体参数指标，通过具体的参数指标选取相应型号的纤维筋；
2)根据设计要求将上弦杆、下弦杆、腹杆弯折成设计要求的形状；
3)根据设计要求将弯折成型的上弦杆、下弦杆、腹杆加以连接，制备纤维筋桁架围箍，并在纤维筋桁架围箍需要绑扎纵向纤维筋的位置安装纵向纤维筋定位装置；
4)根据设计要求将纵向纤维筋与纤维筋桁架围箍通过纵向纤维筋定位装置定位、绑扎起来，纵向纤维筋在穿入纵向纤维筋套筒后，必须通过加热收缩，将纵向纤维筋套筒收缩到和纵向纤维筋完全粘接贴合在一起为止；
5)根据设计要求支好模板，并浇筑符合设计标号的混凝土，并在设计要求的时间内拆模后养护。
5.根据权利要求4所述一种配置纤维筋桁架围箍的抗震防腐桥墩柱的制作方法，其特征在于：所述步骤5)中混凝土浇筑过程中：
1)釆用插入式振捣器振捣混凝土时，插入式振捣器的移动间距不大于振捣器作用半径的1.5倍，且插入下层混凝土内的深度为50mm-100mm，与侧模保持50mm-100mm的距离；
2)在纤维筋桁架围箍处采用垂直振捣、斜向振捣两种振捣方式，避免碰触纤维筋桁架围箍；
3)每一振点的振捣延续时间以混凝土不再沉落，表面呈现浮浆为度，防止过振、漏振；
4)应做到振捣纤维筋桁架围箍位置的混凝土，后振捣中间位置的混凝土；
5)振捣试件每次插入振捣的时间为20—30秒，并以混凝土不再显著下沉，不出现气泡，开始泛浆时为准。
技术总结