專利名稱：一種復合材料夾層結構電纜橋架的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種電纜橋架結構，尤其涉及一種采用復合材料制造的槽式電纜橋架，具體地說是一種在地鐵、大橋等大型通訊及電力輸送線路上設置，可實現高承載、大尺寸、大跨度的復合材料夾層結構電纜橋架。
背景技術：
隨著我國西部大開發戰略的進一步實施，我國交通、通訊等基礎設施的建設迎來了新的周期。多年來，人們對于電纜橋架的材料通過從木材、鐵板、鍍鋅板到手糊、模壓玻璃鋼電纜橋架的變革過程中，逐漸認識到了玻璃鋼復合材料橋架的優越性。隨著現代工業的發展，對現代廠房跨度增大，地鐵、大橋所用電纜橋架延長使用壽命的提出，要求使用免維護，耐腐蝕，輕質高強的復合材料橋架，特別是能夠適應大尺寸、大跨度的拉擠玻璃鋼橋架的研制受到了人們的關注。在橋架應用方面，目前我國行業推薦性標準《電纜橋架標準》(JB/T10216-2000)對鋼橋架的使用做出了明文規定，但未對玻璃鋼橋架的使用規格進行明確規定。另外對于玻璃鋼橋架，目前主要采用單向玻璃纖維絲或纖維束材料通過拉擠工藝制作橋架。這種橋架由于使用的是單線纖維，因此縱橫線差異大，且由于玻璃鋼彈性模量約為鋼的1/10，玻璃鋼橋架剛度較低，故對于中、大型橋架結構，市場上主要應用鋼材。但是，鋼材在潮濕的外露環境中易腐蝕，對其進行鍍鋅或者用鋁合金成本會提高很多。因此，具有雙向布作為面層，填充芯材的夾層結構橋架在未來橋梁和地鐵等中、大型橋架結構中具有廣闊的應用前景。
發明內容
本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種便于推廣、施工簡便的能有效提高剛度，可實現高承載、大跨度的槽型復合材料橋架結構。本發明采用的技術方案為:一種復合材料夾層結構電纜橋架，包括槽型單元和蓋板單元；所述槽型單元包括側板和底板，所述側板和底板結構為下列四種形式之一或者組合:復合材料面層構成的實心殼體；復合材料面層與夾芯材料組成的夾層實體；復合材料面層與格構腹板組成的夾層實體；復合材料面層與夾芯材料、格構腹板組成的夾層實體；
所述側板和底板最多只能有一個采用復合材料面層構成實心殼體結構。作為優選，所述復合材料面層與格構腹板采用纖維與樹脂制成，該纖維選用碳纖維、玻璃纖維、玄武巖纖維、芳綸纖維、混雜纖維中的至少一種，樹脂選用不飽和聚酯、鄰苯樹脂、乙烯基樹脂、環氧樹脂、無機樹脂或熱塑性樹脂材料中的至少一種。
作為優選，所述夾芯材料為聚氨酯泡沫、聚氯乙烯泡沫、碳泡沫、PEI泡沫和PMI泡沫、泡沫鋁、泡沫砂、Balsa木、泡桐木、杉木、強芯氈、鐵絲網，鋼筋及扁平鋼片中的至少一種。作為優選，所述復合材料面層與格構腹板中纖維布的鋪層為單層單向、單層雙向、多層單向或多層多向中至少一種。所述格構腹板與復合材料面層相交的角度任選，但優選為縱橫正交布置。作為優選，所述蓋板單元為復合材料、PP、PVC和鋁材料中的一種，其中復合材料蓋板為復合材料面層和空間格構體，和/或夾芯材料的夾層實體，或者只有復合材料面層組成的殼體。作為優選，所述槽型單元的側板為直壁、圓弧形、“I”形、倒“L”形、倒“T”形。作為優選，所述槽型單元與蓋板單元通過卡槽相連，卡槽為凹槽，凸槽或者不留槽，蓋板單元由蓋板中間平直段和卡槽構成。作為優選，所述槽型單元與蓋板直接使用緊固件固定，緊固件為螺栓、尼龍棒或銷釘；或采用連接件與緊固件組合的方式。本發明以樹脂為基體，以復合材料作為增強材料,中間填充芯材,芯材中間帶有格構腹板，可采用傳統低壓接觸或真空導入工藝成型，亦可采用拉擠工藝實現連續化生產。本發明相比現有技術有如下優點:1、本發明槽型橋架采用夾層結構，有效提高了復合材料橋架的剛度及承載力；當面層采用雙向編織布時，其縱橫向強度差異小，可以實現復合材料橋架的大跨度、大尺寸設計。2、本發明槽型橋架的面層采用樹脂基纖維增強復合材料，其耐腐蝕性能極其優越，能在酸、堿、海水等各種惡劣環境下使用，因此特別適用于在跨海大橋，隧道或地鐵等。3、本發明如應用拉擠工藝進行生產，跨度可以根據實際情況選擇，且產品的質量穩定，生產效率高。4、本發明通過在復合材料面層中間添加輕質芯材做成夾層結構來提高其剛度，相比于同剛度的鋼材或單純復合材料橋架成本較低。5、本發明的槽型夾層結構橋架底板與側板設計靈活，適用范圍廣，既可用于既有橋架設施的改造，也可用于新建大中型橋架設施的建設。
圖1為本發明的槽型夾層結構橋架構造示意圖；圖2-圖7為本發明的槽型夾層結構橋架截面形式示意圖；圖8為本發明的槽型橋架實施例1示意圖；圖9為本發明的槽型橋架實施例2示意
圖10為本發明的槽型橋架實施例3示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施方式
對本發明做進一步說明。如圖1所示:一種復合材料夾層結構電纜橋架，包括槽型單元I和蓋板單元2 ；
所述槽型單元I包括側板4和底板3，所述側板4和底板3結構為下列四種形式之
一或者組合:復合材料面層6構成的實心殼體；復合材料面層6與夾芯材料7組成的夾層實體；復合材料面層6與格構腹板8組成的夾層實體；復合材料面層6與夾芯材料7、格構腹板8組成的夾層實體；所述側板4和底板3最多只能有一個米用復合材料面層6構成實心殼體結構。所述復合材料面層6與格構腹板8采用纖維與樹脂制成，該纖維選用碳纖維、玻璃纖維、玄武巖纖維、芳綸纖維、混雜纖維中的至少一種，樹脂選用不飽和聚酯、鄰苯樹脂、乙烯基樹脂、環氧樹脂、無機樹脂或熱塑性樹脂材料中的至少一種。所述夾芯材料7為聚氨酯泡沫、聚氯乙烯泡沫、碳泡沫、PEI泡沫和PMI泡沫、泡沫鋁、泡沫砂、Bal sa木、泡桐木、杉木、強芯氈、鐵絲網，鋼筋及扁平鋼片中的至少一種。所述復合材料面層6與格構腹板8中纖維布的鋪層為單層單向、單層雙向、多層單向或多層多向中至少一種。所述格構腹板8與復合材料面層6相交的角度任選，但優選為縱橫正交布置。所述蓋板單元2為復合材料、PP、PVC和鋁材料中的一種，其中復合材料蓋板為復合材料面層和空間格構體，和/或夾芯材料的夾層實體，或者只有復合材料面層組成的殼體。所述槽型單元I的側板4為直壁、圓弧形、“I”形、倒“L”形、倒“T”形。所述槽型單元I與蓋板單元2通過卡槽9相連，或者直接使用緊固件固定，緊固件為螺栓、尼龍棒或銷釘；或采用連接件與緊固件組合的方式。卡槽9為凹槽，凸槽或者不留槽，蓋板單元2由蓋板中間平直段5和卡槽9構成。圖2-圖7為槽型單元I的各種截面形式。
`
實施例1如圖8所示，一種復合材料夾層結構電纜橋架，該結構由槽型單元1、蓋板單元2組成。所述槽型單元I包括側板4和底板3，槽型單元I由復合材料面層6和填充在面層內夾芯材料7與格構腹板8組成的夾層實體，復合材料面層6為玻璃纖維與乙烯基樹脂高溫固化而成實心殼體；復合材料面層6內的夾芯填充材料7選用泡桐木芯材，在泡桐木芯材之間有格構腹板8，該格構腹板8由雙軸向玻璃纖維布后沿多層多向鋪設而成，再采用拉擠工藝一體成型槽型單元I。在工廠制備好槽型單元I后，蓋板單元2直接由玻璃纖維單向纖維束上下外表面加鋪一層玻璃氈拉擠而成，在安裝現場直接將蓋板蓋在槽型單元I上，使其形成與槽型單元I相匹配的封閉式槽型復合材料夾層結構橋架。所述槽型單元I與蓋板單元2通過卡槽9相連，蓋板單元2由蓋板中間平直段5和卡槽9構成。實施例2如圖9所示，一種復合材料夾層結構電纜橋架，該橋架采用槽型單元I底板3為夾層結構而側板4為層合板形式，可用于新建地鐵、橋梁及隧道結構的重型管線輸送裝置。該結構由槽型單元1、蓋板單元2及緊固件10組成。槽型單元I由側板4和底板3組成，側板4由復合材料面層6組成，其由玻璃纖維與乙烯基樹脂高溫固化而成實心殼體，側板4形狀為倒“L”形，在上端為后期拼裝打孔。而底板3由復合材料面層6和填充在面層內夾芯材料7組成，無格構腹板。再采用拉擠工藝一體成型槽型單元I。在工廠制備好槽型單元I后，蓋板單元2為鋁質薄板。在安裝現場采用螺栓作為緊固件10固定于槽型單元I上，使其形成與槽型單元I相匹配的封閉式槽型復合材料夾層結構橋架。
實施例3如圖10所示，一種復合材料夾層結構電纜橋架，該橋架采用槽型單元I底板3為帶肋的空心殼體結構而側板4為層合板形式，可用于新建地鐵、橋梁及隧道結構的重型管線輸送裝置，也可以用來替換已破損的橋架節段。該結構由槽型單元I及蓋板單元2組成。槽型單元I由側板4和底板3組成構成，側板4為玻璃纖維與乙烯基高溫樹脂固化而成的復合材料面層6構成的實心殼體，其形狀為倒“I”形，底板3為帶肋的空心殼體結構，其由斜肋格構腹板8與復合材料面層6構成。槽型單元I由玻璃纖維與乙烯基樹脂通過拉擠工藝高溫固化一體成型槽型單元I。在工廠制備好槽型單元I后，蓋板單元2由玻璃纖維雙向布拉擠而成與槽型單元I同跨度的兩側邊帶有卡槽9的板材，在安裝現場直接將蓋板由一側沿卡槽9推進，使其形成與槽型單元I相匹配的封閉式槽型復合材料夾層結構橋架。應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。本實施例中未明確的各組成部分均可用·現有技術加以實現。
權利要求
1.一種復合材料夾層結構電纜橋架，其特征在于:包括槽型單元和蓋板單元； 所述槽型單元包括側板和底板，所述側板和底板結構為下列四種形式之一或者組合: 復合材料面層構成的實心殼體； 復合材料面層與夾芯材料組成的夾層實體； 復合材料面層與格構腹板組成的夾層實體； 復合材料面層與夾芯材料、格構腹板組成的夾層實體； 所述側板和底板最多只能有一個采用復合材料面層構成實心殼體結構。
2.根據權利要求1所述的一種復合材料夾層結構電纜橋架，其特征在于:所述復合材料面層與格構腹板采用纖維與樹脂制成，該纖維選用碳纖維、玻璃纖維、玄武巖纖維、芳綸纖維、混雜纖維中的 至少一種，樹脂選用不飽和聚酯、鄰苯樹脂、乙烯基樹脂、環氧樹脂、無機樹脂或熱塑性樹脂材料中的至少一種。
3.根據權利要求1所述的一種復合材料夾層結構電纜橋架，其特征在于:所述夾芯材料為聚氨酯泡沫、聚氯乙烯泡沫、碳泡沫、PEI泡沫和PMI泡沫、泡沫鋁、泡沫砂、Balsa木、泡桐木、杉木、強芯氈、鐵絲網，鋼筋及扁平鋼片中的至少一種。
4.根據權利要求1所述的一種復合材料夾層結構電纜橋架，其特征在于:所述復合材料面層與格構腹板中纖維布的鋪層為單層單向、單層雙向、多層單向或多層多向中至少一種。
5.根據權利要求1所述的一種復合材料夾層結構電纜橋架，其特征在于:所述蓋板單元為復合材料、PP> PVC和鋁材料中的一種，其中復合材料蓋板為復合材料面層和空間格構體，和/或夾芯材料的夾層實體，或者只有復合材料面層組成的殼體。
6.根據權利要求1所述的一種復合材料夾層結構電纜橋架，其特征在于:所述槽型單元的側板為直壁、圓弧形、“ I ”形、倒“L”形、倒“T”形。
7.根據權利要求1所述的一種復合材料夾層結構電纜橋架，其特征在于:所述槽型單元與蓋板單元通過卡槽相連，卡槽為凹槽，凸槽或者不留槽，蓋板單元由蓋板中間平直段和卡槽構成。
8.根據權利要求1所述的一種復合材料夾層結構電纜橋架，其特征在于:所述槽型單元與蓋板直接使用緊固件固定，緊固件為螺栓、尼龍棒或銷釘；或采用連接件與緊固件組合的方式。
全文摘要
本發明公開了一種便于推廣、施工簡便的能有效提高剛度，可實現高承載、大跨度的復合材料夾層結構電纜橋架，包括槽型單元和蓋板單元；所述槽型單元包括側板和底板，所述側板和底板結構為下列四種形式之一或者組合復合材料面層構成的實心殼體；復合材料面層與夾芯材料組成的夾層實體；復合材料面層與格構腹板組成的夾層實體；復合材料面層與夾芯材料、格構腹板組成的夾層實體；所述側板和底板最多只能有一個采用復合材料面層構成實心殼體結構。本發明可在地鐵、大橋等大型通訊及電力輸送線路上設置。
文檔編號F16L3/00GK103244753SQ20131019829
公開日2013年8月14日 申請日期2013年5月24日 優先權日2013年5月24日
發明者劉偉慶, 施冬, 齊玉軍, 陸偉東, 方海 申請人:南京工業大學