本技術(shù)屬橋梁建筑，特別涉及一種混搭高強(qiáng)螺旋箍筋增強(qiáng)uhpc離心管-nc組合墩柱結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

1、目前普通混凝土（normal?concrete，簡(jiǎn)稱(chēng)nc）以其良好的性能、簡(jiǎn)單的施工工藝以及相對(duì)低廉的造價(jià)成為當(dāng)今土木工程用量最大的水泥基材料，但受材料耐久性、損傷容限和耗能能力等的制約，在結(jié)構(gòu)抗震領(lǐng)域并不具備優(yōu)勢(shì)。在地震作用下鋼筋混凝土墩柱的破壞時(shí)有發(fā)生。為此，探尋一種具有良好耐久性能和抗震耗能能力的墩柱結(jié)構(gòu)形式具有重要的現(xiàn)實(shí)需求。

2、近年來(lái)，已有學(xué)者嘗試采用超高性能混凝土（ultra-high?performanceconcrete，簡(jiǎn)稱(chēng)uhpc）替代nc用于橋梁墩柱并對(duì)其抗震性能開(kāi)展了研究。值得注意的是，盡管?chē)?guó)內(nèi)外對(duì)uhpc用于結(jié)構(gòu)抗震的研究已取得一系列成果，但目前研究大多將uhpc應(yīng)用于整體結(jié)構(gòu)，考慮到現(xiàn)階段uhpc造價(jià)相對(duì)昂貴，采用全uhpc結(jié)構(gòu)并不利于其工程推廣應(yīng)用。為此，不少基于uhpc材料的組合墩柱結(jié)構(gòu)如外筒uhpc模柱-內(nèi)核鋼筋混凝土組合橋墩、活性粉末混凝土預(yù)制管組合柱以及uhpc外包加固混凝土橋墩等相繼被提出，研究人員通過(guò)對(duì)其抗震性能的研究表明，基于合理的性能設(shè)計(jì)，uhpc與nc組合墩柱不僅具有良好的經(jīng)濟(jì)性，而且能發(fā)揮各自材料的優(yōu)勢(shì)，取得良好的抗震預(yù)期，但已有研究也存在以下問(wèn)題：

3、（1）組合橋墩中外置的uhpc薄層一般不配置鋼筋或配置的鋼筋強(qiáng)度不足，導(dǎo)致uhpc材料優(yōu)越的力學(xué)性能并未得到充分發(fā)揮。

4、（2）考慮uhpc與普通混凝土的組合存在明顯的界面效應(yīng)，如何確保兩者在復(fù)雜受力狀態(tài)下（如地震作用）具有良好的界面變形協(xié)調(diào)性能鮮有針對(duì)性的研究。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是，為了解決上述現(xiàn)有組合橋墩的耐久性能和抗震耗能能力存在的問(wèn)題，提出一種混搭高強(qiáng)螺旋箍筋增強(qiáng)uhpc離心管-nc組合墩柱結(jié)構(gòu)。

2、實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下，一種混搭高強(qiáng)螺旋箍筋增強(qiáng)uhpc離心管-nc組合墩柱結(jié)構(gòu)，由uhpc離心管和nc組合墩柱組成。

3、所述uhpc離心管由第一層鋼筋骨架與超高性能混凝土離心澆注而成；所述nc組合墩柱由第二層鋼筋骨架用普通混凝土澆注而成；所述第二層鋼筋骨架置于所述uhpc離心管內(nèi)，所述uhpc離心管與nc組合墩柱構(gòu)成混搭高強(qiáng)螺旋箍筋增強(qiáng)uhpc離心管-nc組合墩柱結(jié)構(gòu)。

4、所述第一層鋼筋骨架由圓形高強(qiáng)螺旋箍筋與方形高強(qiáng)螺旋箍筋交錯(cuò)布置，與第一縱向鋼筋綁扎形成。

5、所述第二層鋼筋骨架由由第一縱向鋼筋、方形高強(qiáng)螺旋箍筋和第二縱向鋼筋綁扎而成。

6、所述第二縱向鋼筋置于離心管內(nèi)部分外露的方形高強(qiáng)箍筋中部，與整個(gè)方形高強(qiáng)螺旋箍筋的兩端選擇1-2層采用綁扎或焊接的方式進(jìn)行連接。

7、所述uhpc離心管，根據(jù)實(shí)際工程所需組合墩柱結(jié)構(gòu)的尺寸，選擇合適的管壁厚度。

8、所述圓形高強(qiáng)螺旋箍筋和方形高強(qiáng)螺旋箍筋的旋向相同，交錯(cuò)居中布置。所述第一縱向鋼筋和第二縱向鋼筋數(shù)量相同，根據(jù)離心管管徑大小布置4-6根。

9、本實(shí)用新型的有益效果在于：

10、（1）實(shí)現(xiàn)uhpc與nc界面變形協(xié)調(diào)。本實(shí)用新型的圓形高強(qiáng)螺旋箍筋與方形高強(qiáng)螺旋箍筋均與縱向鋼筋一進(jìn)行綁扎，使uhpc離心管與后澆nc緊密結(jié)合，有效提升墩柱整體受力性能。同時(shí)，螺旋綁扎的方形高強(qiáng)螺旋箍筋與縱向鋼筋二綁扎結(jié)合，形成核心混凝土柱的鋼筋骨架。部分外露的方形箍筋逐層穿過(guò)核心混凝土柱，增強(qiáng)了對(duì)核心混凝土柱橫向變形的約束作用。

11、（2）充分發(fā)揮了uhcp斷裂韌性?，F(xiàn)有組合橋墩中外置的uhpc薄層一般不配置鋼筋或配置的鋼筋強(qiáng)度不足，導(dǎo)致uhpc材料優(yōu)越的力學(xué)性能并未得到充分發(fā)揮。本實(shí)用新型混搭高強(qiáng)螺旋箍筋增強(qiáng)uhpc離心管-nc組合墩柱結(jié)構(gòu)充分利用uhpc材料的超高斷裂韌性，提高混凝土墩柱延性，增強(qiáng)墩柱抗震性能。同時(shí)綜合考慮了高強(qiáng)箍筋增強(qiáng)uhpc離心管為內(nèi)部nc提供的側(cè)向約束，進(jìn)一步提高延性并增強(qiáng)墩柱承載力。

12、（3）實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)性和適用性的平衡。本實(shí)用新型采用uhpc和nc結(jié)合的形式，解決了全uhpc結(jié)構(gòu)造價(jià)昂貴、不利于工程推廣應(yīng)用的難題。本實(shí)用新型在降低造價(jià)的同時(shí)，利用在uhpc離心管內(nèi)居中布設(shè)圓形高強(qiáng)螺旋箍筋，使uhpc的優(yōu)越性能得到充分利用。實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)性和適用性的平衡。

技術(shù)特征：

1.一種混搭高強(qiáng)螺旋箍筋增強(qiáng)uhpc離心管-nc組合墩柱結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述結(jié)構(gòu)由uhpc離心管和nc組合墩柱組成；所述uhpc離心管由第一層鋼筋骨架與超高性能混凝土離心澆注而成；所述nc組合墩柱由第二層鋼筋骨架結(jié)合uhpc離心管外模用普通混凝土澆注而成；所述第二層鋼筋骨架置于所述uhpc離心管內(nèi)，所述uhpc離心管與nc組合墩柱構(gòu)成混搭高強(qiáng)螺旋箍筋增強(qiáng)uhpc離心管-nc組合墩柱結(jié)構(gòu)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種混搭高強(qiáng)螺旋箍筋增強(qiáng)uhpc離心管-nc組合墩柱結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一層鋼筋骨架由圓形高強(qiáng)螺旋箍筋與方形高強(qiáng)螺旋箍筋兩者交錯(cuò)布置，與第一縱向鋼筋綁扎形成。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種混搭高強(qiáng)螺旋箍筋增強(qiáng)uhpc離心管-nc組合墩柱結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第二層鋼筋骨架由第一縱向鋼筋、方形高強(qiáng)螺旋箍筋和第二縱向鋼筋綁扎而成。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種混搭高強(qiáng)螺旋箍筋增強(qiáng)uhpc離心管-nc組合墩柱結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第二縱向鋼筋置于離心管內(nèi)部分外露的方形高強(qiáng)箍筋中部，與整個(gè)方形高強(qiáng)螺旋箍筋的兩端選擇1-2層采用綁扎或焊接的方式進(jìn)行連接。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種混搭高強(qiáng)螺旋箍筋增強(qiáng)uhpc離心管-nc組合墩柱結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述圓形高強(qiáng)螺旋箍筋和方形高強(qiáng)螺旋箍筋的旋向相同，交錯(cuò)居中布置。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種混搭高強(qiáng)螺旋箍筋增強(qiáng)uhpc離心管-nc組合墩柱結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一縱向鋼筋和第二縱向鋼筋數(shù)量相同，根據(jù)離心管管徑大小布置4-6根。

技術(shù)總結(jié)
一種混搭高強(qiáng)螺旋箍筋增強(qiáng)UHPC離心管?NC組合墩柱結(jié)構(gòu)，由UHPC離心管（3）和NC組合墩柱（4）組成。所述UHPC離心管由第一層鋼筋骨架與超高性能混凝土離心澆注而成；所述NC組合墩柱由第二層鋼筋骨架結(jié)合UHPC離心管外模用普通混凝土澆注而成；所述第二層鋼筋骨架置于所述UHPC離心管內(nèi)，所述UHPC離心管與NC組合墩柱構(gòu)成混搭高強(qiáng)螺旋箍筋增強(qiáng)UHPC離心管?NC組合墩柱結(jié)構(gòu)。本技術(shù)結(jié)合離心成型工藝，通過(guò)配置混搭高強(qiáng)螺旋箍筋，在實(shí)現(xiàn)UHPC與NC界面變形協(xié)調(diào)的基礎(chǔ)上，利用高強(qiáng)螺旋鋼筋增強(qiáng)UHPC預(yù)制管為內(nèi)部NC提供的側(cè)向約束，以及UHPC材料超高斷裂韌性，提升橋梁墩柱的抗震性能。

技術(shù)研發(fā)人員：任亮,趙丁正
受保護(hù)的技術(shù)使用者：華東交通大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：20240519
技術(shù)公布日：2025/1/9