[发明专利]一种快速制造、更具安全的钢-环氧砂浆组合式防屈曲耗能支撑及其制作工艺

说明书

一种快速制造、更具安全的钢‑环氧砂浆组合式防屈曲耗能支撑，包括受力单元、位于受力单元内部的内约束单元、位于受力单元外围的外约束单元和套管，所述受力单元包括芯材和两个非屈服单元，所述芯材为中空结构，两个非屈服单元左右对称的固定在芯材的左右两端，每个非屈服单元包括连接板、实心加强板和连接接口，所述实心加强板固定在连接接口的一端端面上，所述连接板与实心加强板垂直布置且固定在实心加强板上，所述连接接口套装在芯材上且与芯材固定连接。本发明提供了一种适用于大跨结构、越层结构、大悬挑结构和超高层结构的快速制造、更具安全的钢‑环氧砂浆组合式防屈曲耗能支撑及其制作工艺。

技术领域

本发明涉及公路桥梁工程领域，尤其是涉及一种快速制造、更具安全的钢-环氧砂浆组合式防屈曲耗能支撑及其制作工艺。

背景技术

目前，国内外的防屈曲耗能支撑构造形式大致可以分为两大类：①纯钢类防屈曲耗能支撑；②钢-混凝土类防屈曲耗能支撑。但是我国市场上现有的耗能支撑大都十分不经济，纯钢类防屈曲耗能支撑的钢用量较大，支撑自重较大，制作成本较大。钢-混凝土类防屈曲耗能支撑的自重较大，混凝土的强度较低，混凝土层在狭小的空间中并不能达到自密实的状态(存在气孔)，其中沙石分布并不均匀，容易发生破坏，混凝土与钢材的剥离强度较低，导致套管和混凝土组成外围约束装置的不能很好地协调工作，将会影响防屈曲支撑的局部变形和正常的工作性能，从而使防屈曲耗能支撑提早发生局部屈曲而破坏；当结构需要安装防屈曲耗能支撑(工期紧张)或者地震后急需替换损坏的防屈曲耗能支撑，混凝土或者灌浆料在短时间并不能达到应有的强度，钢-混凝土类防屈曲耗能支撑需要在混凝土养护至少14天以上才能运输，这将大大延长防屈曲耗能支撑的制作时间，从而延误工期。

我国市面在售的防屈曲耗能支撑的芯材大多采用板材进行连接，“十”字和“一”字型板状芯材以其加工简单、制作方便，材料成本低等优势占据了市场的98％以上的份额，但该种芯材的防屈曲耗能支撑的焊接部位在往复荷载的作用下极易出现疲劳裂缝，使防屈曲耗能支撑提前结束工作，将会大大降低消能减震结构的安全性；板状芯材在外荷载作用下，局部屈曲的形状和初始缺陷造成的形状极为相似，这种变形会将该部分对应的灌浆料压碎造成约束材料的薄弱位置，从而导致防屈曲耗能支撑的损伤。

发明内容

为了克服已有防屈曲耗能支撑技术存在钢用量较大、自重较大，制作成本较大、长度和承载力受限，混凝土与钢材的剥离强度较低，混凝土层在狭小的空间中并不能达到自密实的状态，混凝土或者灌浆料养护时间长，焊接芯材在往复荷载的作用下极易出现疲劳裂缝，局部屈曲形状单一等不足，本发明提供了一种适用于大跨结构、越层结构、大悬挑结构和超高层结构的快速制造、更具安全的钢-环氧砂浆组合式防屈曲耗能支撑及其制作工艺。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种快速制造、更具安全的钢-环氧砂浆组合式防屈曲耗能支撑，包括受力单元、位于受力单元内部的内约束单元、位于受力单元外围的外约束单元和套管，所述受力单元包括芯材和两个非屈服单元，所述芯材为中空结构，两个非屈服单元左右对称的固定在芯材的左右两端，每个非屈服单元包括连接板、实心加强板和连接接口，所述实心加强板固定在连接接口的一端端面上，所述实心加强板的外径大于等于连接接口的外径，所述连接板与实心加强板垂直布置且固定在实心加强板上，所述连接接口套装在芯材上且与芯材固定连接，在其中一个非屈服单元的实心加强板上设有灌注孔和出气孔，所述灌注孔和出气孔均与芯材连通；

所述内约束单元包括内约束层和内环状钢丝网，所述内环状钢丝网固定在芯材内，所述内约束层是通过从灌注孔向芯材与非屈服单元形成的腔体内灌入环氧砂浆形成的，灌注完环氧砂浆后，通过玻璃胶将灌注孔和出气孔封口；

所述外约束单元包括外约束层和外环状钢丝网，所述外环状钢丝网固定在套管内并整体套装在受力单元外，即外环状钢丝网是套装在受力单元外的，所述外约束层是通过向套管与受力单元形成的腔体内灌注环氧砂浆形成的，所述套管的左右两端分别设置一个带有盖板孔的盖板，每个非屈服单元的连接板穿过相应盖板上的盖板孔且与盖板焊接固定；