采用纤维增强塑料为主筋的混凝土箱涵的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种采用纤维增强塑料为主筋的混凝土箱涵，其特征在于所述混凝土箱涵包括混凝土层以及位于所述混凝土层内的FRP受力骨架，所述FRP受力骨架呈矩形状，在所述FRO受力骨架的四个腋角处分别设置有腋角FRP筋。本实用新型的优点是，采用纤维增强塑料为骨架的混凝土箱涵的抗压性能好，建筑材料消耗量少，耐久性长。
【专利说明】采用纤维增强塑料为主筋的混凝土箱涵
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及地下箱型混凝土结构，具体涉及一种采用纤维增强塑料为主筋的混凝土箱涵。
【背景技术】
[0002]城市地下管线是指城市范围内供水、排水、燃气、热力、电力、通信、广播电视、工业等管线及其附属设施，是保障城市运行的重要基础设施和“生命线”。近年来，随着城市快速发展，地下管线建设规模不足、管理水平不高等问题凸显，一些城市相继发生大雨内涝、管线泄漏爆炸、路面塌陷等事件，严重影响了人民群众生命财产安全和城市运行秩序。为切实加强城市地下管线建设管理，保障城市安全运行，提高城市综合承载能力和城镇化发展质量，国务院办公厅关于加强城市地下管线建设管理的指导意见(〔2014〕27号)，要求在城市地下管道建设中积极推广新工艺、新材料和新设备，推进新型建筑工业化，支持发展装配式建筑，推广应用管道预构件产品，提高预制装配化率。
[0003]地下箱涵结构广泛应用于地下通道、雨污水管道、综合管廊等工程中。传统的地下箱涵一般为钢筋混凝土结构或预应力钢筋混凝土结构，由于地下水、箱涵输送的雨污水对钢筋的腐蚀作用，为保证箱涵结构的耐久性使用要求，需要采取加大钢筋的保护层厚度、限制裂缝宽度、涂刷防腐涂料等多种技术措施，不但增加了建筑材料的消耗，而且工序多，质量不宜控制。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种采用纤维增强塑料为主的混凝土箱涵，该混凝土箱涵通过采用FRP受力骨架替代钢筋骨架，提高混凝土箱涵的整体抗压性能，同时通过在FRP受力骨架的四个角处设置腋角FRP筋，提高混凝土箱涵的腋角受力性能。
[0005]本实用新型目的实现由以下技术方案完成:
[0006]一种采用纤维增强塑料为主筋的混凝土箱涵，其特征在于所述混凝土箱涵由混凝土层以及位于所述混凝土层内的FRP受力骨架构成，所述FRP受力骨架呈矩形状，在所述FRP受力骨架的四个角处分别设置有腋角FRP筋。
[0007]所述FRP受力骨架由内层FRP筋、外层FRP筋、FRP拉结筋以及纵向FRP筋组成，各道所述内层FRP筋通过所述纵向FRP筋连成一体，各道所述外层FRP筋通过纵向FRP筋连成一体，所述内层FRP筋位于所述外层FRP筋内侧，两者通过若干拉结筋连接。
[0008]所述腋角FRP筋呈直线状且两端弯折，所述弯折的部分用于同所述FRP受力骨架连接。
[0009]本实用新型的优点是，采用纤维增强塑料为骨架的混凝土箱涵的抗压性能好，建筑材料消耗量少，耐久性长。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1为本实用新型中混凝土箱涵标准断面不意图；
[0011]图2为本实用新型中外层FRP筋示意图；
[0012]图3为本实用新型中内层FRP筋示意图；
[0013]图4为本实用新型中腋角FRP筋示意图；
[0014]图5为本实用新型中纵向FRP筋示意图；
[0015]图6为本实用新型中FRP拉结筋示意图。
【具体实施方式】
[0016]以下结合附图通过实施例对本实用新型的特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解:
[0017]如图1-6，图中标记1-6分别为:混凝土层1、外层FRP筋2、内层FRP筋3、腋角处FRP筋4、纵向FRP筋5、FRP拉结筋6。
[0018]实施例:本实施例具体涉及一种采用纤维增强塑料为主筋的混凝土箱涵，通过在混凝土箱涵中采用纤维增强塑料(FRP)替代钢筋，实现了新材料在装配式混凝土箱涵中的应用，纤维增强塑料(FRP)是由增强纤维和基体组成的，一般用玻璃纤维增强不饱和聚脂、环氧树脂与酚醛树脂做基体，以玻璃纤维或其制品作增强材料的增强塑料。
[0019]如图1-6所示，本实施例中的混凝土箱涵呈矩形构造，包括混凝土层I以及位于混凝土层I中的FRP受力骨架，所述的FRP受力骨架同样呈矩形状，其具体是由外层FRP筋2、内层FRP筋3、FRP拉结筋6以及纵向FRP筋5组成，其中外层FRP筋2由若干道矩形FRP筋通过纵向FRP筋5绑扎连成一体，内层FRP筋3由若干道尺寸稍小的矩形FRP筋通过纵向FRP筋5绑扎连成一体，内层FRP筋3位于外层FRP筋2内侧，两者通过若干FRP拉结筋6绑扎连接在一起，FRP拉结筋6沿矩形环状方向均匀间隔分布；通过上述构造的FRP受力骨架以提高混凝土箱涵的抗压性能。此外，为了提高混凝土箱涵腋角处的受力性能，在FRP受力骨架的四个角处分别设置腋角处FRP筋4，腋角处FRP筋4主体呈直线状，两端部向外弯折，其弯折部分与外层FRP筋绑扎连接，浇筑混凝土层I后，混凝土箱涵腋角处的受力性能可得到显著提升。
[0020]如图1-6所示,本实施例中混凝土箱涵的施工方法具体如下:
[0021 ] (I)确定混凝土箱涵结构尺寸:根据混凝土箱涵内部空间的功能使用要求，结合外部荷载条件，确定混凝土箱涵的壁厚，即混凝土层I的厚度，如I所示；
[0022](2)选择FRP筋种类:在碳纤维(CFRP)、玻璃纤维(GFRP)、及芳纶纤维(AFRP)，玄武岩纤维增强复合材(BFRP)中，选择经济合理的FRP筋；
[0023](3)确定FRP筋规格:根据选择的FRP筋种类，经计算确定外层FRP筋2的直径、间距，内层FRP筋3的直径、间距，确定腋角处FRP筋4的直径、间距，确定纵向FRP筋5的直径、间距，确定FRP拉结筋6的直径、间距；
[0024](4)定制符合要求的FRP筋:委托专业化FRP生产商制作符合工程要求的FRP筋；碳纤维(CFRP)抗拉强度标准值>800MPa、弹性模量>140Gpa、伸长率>1.5% ;玻璃纤维(GFRP)抗拉强度标准值>600MPa、弹性模量>40Gpa、伸长率>1.5%;及芳纶纤维(AFRP)抗拉强度标准值>1300MPa、弹性模量>65Gpa、伸长率>2.0%,;玄武岩纤维增强复合材(BFRP)中抗拉强度标准值>800MPa、弹性模量>50Gpa、伸长率>1.6% ；
[0025](5) FRP受力骨架的绑扎:运至箱涵制作场地的FRP筋，按照混凝土箱涵的FRP受力骨架加工图纸进行绑扎；通过镀锌铁丝将外层FRP筋2、内层FRP筋3、FRP拉结筋6、纵向FRP筋5以及腋角处FRP筋4按照规定的直径、间距绑扎成为空间骨架体系；
[0026](6)模板支撑:在预制构件厂，将绑扎成型的FRP受力骨架装入定制的精加工模板内；在施工现场浇筑时，用组合式钢模板或复合木工板组装模板系统；
[0027](7)混凝土浇筑:在预制构件厂，用配置符合要求的混凝土进行箱涵成型浇筑，一般混凝土强度等级为C40?C60，采用振动台振捣密实；在施工现场浇筑时，一般混凝土强度等级为C30?C40，采用插入式振动棒振捣密实；
[0028](8)构件养护:在预制构件厂，采用蒸气养护或热水池养护；在施工现场浇筑时，采用洒水湿润养护；
[0029](9)脱模:混凝土强度达到设计强度的75%时，方可脱模。
[0030](10)品质保证:在预制构件厂，将脱模后的成品构件转运至堆场或运至施工现场；在施工现场浇筑时，脱模后应继续养护至规定的时间内。
[0031]本实施例中，FRP的抗拉强度均明显高于钢筋，一般是钢筋的2倍甚至达10倍，因而可以节约混凝土箱涵施工时所需的材料。FRP材料抗腐蚀、抗疲劳性能好，可以在酸、碱、氯盐和潮湿的环境中长期使用，因而可提高混凝土箱涵结构的使用寿命。
【权利要求】
1.一种采用纤维增强塑料为主筋的混凝土箱涵，其特征在于所述混凝土箱涵由混凝土层以及位于所述混凝土层内的FRP受力骨架构成，所述FRP受力骨架呈矩形状，在所述FRP受力骨架的四个角处分别设置有腋角FRP筋。
2.根据权利要求1所述的一种采用纤维增强塑料为主筋的混凝土箱涵，其特征在于所述FRP受力骨架由内层FRP筋、外层FRP筋、FRP拉结筋以及纵向FRP筋组成，各道所述内层FRP筋通过所述纵向FRP筋连成一体，各道所述外层FRP筋通过纵向FRP筋连成一体，所述内层FRP筋位于所述外层FRP筋内侧，两者通过若干拉结筋连接。
3.根据权利要求1所述的一种采用纤维增强塑料为主筋的混凝土箱涵，其特征在于所述腋角FRP筋呈直线状且两端弯折，所述弯折的部分用于同所述FRP受力骨架连接。
【文档编号】E02D29/045GK204098064SQ201420493857
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2014年8月29日 优先权日:2014年8月29日
【发明者】王恒栋, 曾磊, 狄东超, 丛海洋, 彭夏军, 徐海宁 申请人:上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司