近日,美國華盛頓州杜瓦爾附近成功建成了一座復(fù)合材料拱形公路橋。該橋由華盛頓州交通部(WSDOT)設(shè)計并監(jiān)督制造。當(dāng)局對這種替代傳統(tǒng)橋梁建設(shè)、具有成本效益和可持續(xù)性的方案贊不絕口。
這座橋選擇了先進(jìn)基礎(chǔ)設(shè)施技術(shù)公司(Advanced Infrastructure Technology / AIT)旗下的AIT橋梁公司(AIT Bridges)的復(fù)合材料橋梁結(jié)構(gòu)。該公司發(fā)展了最初由緬因大學(xué)先進(jìn)結(jié)構(gòu)和復(fù)合材料中心為軍隊開發(fā)的復(fù)合材料橋拱技術(shù),并且還開發(fā)了可以鋪放到橋拱上的玻璃纖維增強(qiáng)塑料制成的橋面板。
AIT橋梁公司在其位于緬因州布魯爾的工廠生產(chǎn)空心管狀橋拱(GArches)和玻璃纖維增強(qiáng)塑料橋面板(GDeck)?,F(xiàn)場只需要進(jìn)行簡單組裝,將橋面板覆蓋到橋拱上,然后再填上鋼筋混凝土即可。自2008年以來,該公司已經(jīng)組裝了30個復(fù)合材料橋梁結(jié)構(gòu),大部分在美國東海岸。
復(fù)合材料橋梁結(jié)構(gòu)的另一個好處是它們的長壽命和低生命周期成本。在將獨(dú)家合同授予AIT橋梁公司之前,華盛頓州交通部仔細(xì)審查了所有關(guān)于復(fù)合材料橋拱抵御火災(zāi)和漂浮木頭等物體撞擊的能力的工程數(shù)據(jù)。蓋恩斯表示:“地震也是一個關(guān)注點。這次項目是我所知道的第一次在高地震區(qū)使用復(fù)合材料橋拱,所以我們想確保它符合抗震設(shè)計要求。我們向AIT橋梁公司拋出了許多有難度的問題。但最后,他們對我們提出的所有問題逐一進(jìn)行了回答,我們也就能更放心地推進(jìn)項目了。"
分析結(jié)果顯示,復(fù)合材料橋梁可以應(yīng)對幾乎任何危險情況。斯維尼表示:“我們發(fā)現(xiàn)這座橋?qū)嶋H上比現(xiàn)在的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)更具抗震性,剛性混凝土結(jié)構(gòu)不能輕易地隨著地震波移動,而柔性的復(fù)合材料橋拱可以隨地震波搖擺,然后回到原來的位置。這是由于在復(fù)合材料橋梁結(jié)構(gòu)中,混凝土鋼筋嵌套在空心管道里,可以在空心管道移動并得到緩沖。為了進(jìn)一步加強(qiáng)橋梁,AIT用碳纖維加固了連接橋拱和混凝土基座的錨。”
隨著項目的成功,華盛頓州交通部更新了其橋梁規(guī)格標(biāo)準(zhǔn),允許建造更多的復(fù)合材料橋梁。斯維尼也希望大家能體驗到復(fù)合材料橋梁提供的諸多好處,鼓勵西海岸進(jìn)一步采用復(fù)合材料橋梁結(jié)構(gòu)。加州將是AIT橋梁公司的下一個拓展目標(biāo)。
拉擠工藝介紹:
拉擠工藝是一種連續(xù)生產(chǎn)復(fù)合材料型材的方法,它是將紗架上的無捻玻璃纖維粗紗和其他連續(xù)增強(qiáng)材料、聚脂表面氈等進(jìn)行樹脂浸漬,然后通過保持一定截面形狀的成型模具,并使其在模內(nèi)固化成型后連續(xù)出模,由此形成拉擠制品的一種自動化生產(chǎn)工藝。
利用拉擠工藝生產(chǎn)的產(chǎn)品其拉伸強(qiáng)度高于普通鋼材。表面的富樹脂層又使其具有良好的防腐性,故在具有腐蝕性的環(huán)境的工程中是取代鋼材的最佳產(chǎn)品,廣泛應(yīng)用于交通運(yùn)輸、電工、電氣、電氣絕緣、化工、礦山、海洋、船艇、腐蝕性環(huán)境及生活、民用各個領(lǐng)域。
拉擠成型工藝形式很多,分類方法也很多。如間歇式和連續(xù)式,立式和臥式,濕法和干法,履帶式牽引和夾持式牽引,模內(nèi)固化和模內(nèi)凝膠模外固化,加熱方式有電加熱、紅外加熱、高頻加熱、微波加熱或組合式加熱等。
拉擠成型制品包括各種桿棒、平板、空心管及型材,應(yīng)用范圍非常廣泛,包括以下幾個方面:
1、電氣市場
這是拉擠玻璃鋼應(yīng)用最早的個市場,目前成功開發(fā)應(yīng)用的產(chǎn)品有:電纜橋架、梯架、支架、絕緣梯、變壓器隔離棒、電機(jī)槽楔、路燈柱、電鐵第三軌護(hù)板、光纖電纜芯材等。在這個市場中還有許多值得我們進(jìn)一步開發(fā)的產(chǎn)品。
2、化工、防腐市場
化工防腐是拉擠玻璃鋼的一大用戶,成功應(yīng)用的有:玻璃鋼抽油桿、冷卻塔支架、海上采油設(shè)備平臺、行走格柵、樓梯扶手及支架、各種化學(xué)腐蝕環(huán)境下的結(jié)構(gòu)支架、水處理廠蓋板等。
3、消費(fèi)娛樂市場
這是一個潛力巨大的市場,目前開發(fā)應(yīng)用的有:釣魚竿、帳篷桿、雨傘骨架、旗桿、工具手柄、燈柱、欄桿、扶手、樓梯、無線電天線、游艇碼頭、園林工具及附件。
4、建筑市場
在建筑市場拉擠玻璃鋼己滲入傳統(tǒng)材料的市場,如:門窗、混凝土模板、腳手架、樓梯扶手、房屋隔間墻板、筋材、裝飾材料等。值得注意的是筋材和裝飾材料將有很大的上升空間。
5、道路交通市場
成功應(yīng)用的有:高速公路兩側(cè)隔離欄、道路標(biāo)志牌、人行天橋、隔音壁、冷藏車構(gòu)件等。