復合材料建筑工程應用(上)
英國莫塞(Maunsell)結構塑料公司在過去十多年中,曾先后開發不少先進復合材料應用于建筑工程的實例,并獲得成功,例如A19 Tees 旱橋和阿爾伯高爾夫公路橋等。 該公司在復合材料材料、結構、設計等方面,已經逐步形成了一個體系,稱謂“莫塞結構塑料先進復合材料系統”(ACCS) 本文將簡單介紹復合材料建筑工程應用在橋梁建筑和房屋建筑中的幾種成果,以及它們的設計原理及應用前景。
一、阿爾伯泰河口復合材料橋
用先進復合材料制造的,上座箱式承托橋,已在1992年10月在英國阿爾伯泰河口正式建成使用。這座跨度為63米,總長為113米的復合材料橋,系采用多孔拉擠件構成,在結構體系建橋材料及其建造等方面,都有其獨特的創新。該橋由ACCS(莫塞結構塑料先進復合材料系統)構成,不但具有傳統結構的特點,而且在承受震動方面,有它的優異性能。自該橋建成以后,經受了長期的風和水流沖刷浸蝕,性能仍然完好。
這種復合材料結構橋具有如下的特點:
1、選用了不設中間支撐的結構形式及體系,可以承受跨度較大,河水快速流動和突發性的事件;
?。?、可利用環氧粘結技術,進行現場安裝施工,并確保整體橋的佳性能;
3、復合材料部件組分含量選用佳配比,并采用多孔結構形式;
?。?、材料顏色可根據環境的情況,進行本體著色;
?。?、材料本身很輕,易于安裝,6個學生利用8個星期的假期,就可安全地安裝而成;
?。丁秃喜牧蠘蛄簬缀醪恍枰S護,減少了大量的維修費用。
這種稱為Parafil箱式結構件,使用了凱芙拉纖維,具有現場操作簡便,以及長期性能穩定等特點并且其結構設計和安裝施工方案也都很合理,十分實用。
二、ACCS系的技術要求
該公司通過多年的努力和探索,對ACCS系統已有了全面的掌握,例如復合材料結構件有關的幾項技術要求:
?。?、與樹脂含量相比,有較高的玻纖含量;
2、發揮了連續纖維,尤其的發揮出無捻粗紗的高效能作用;
3、無論從總體上,或是在局部上,制品的幾何尺寸都較為準確,從而確保了橋梁的質量;
4、該系統結構的設計及其形式的安排,已能充分發揮出所使用材料的佳特性;
?。怠⒃摻Y構系統的強度和剛度的設計數值和實際測得的數值,均較為統一,例如對于每塊墻體及其各自的模量,以及整體建筑結構等方面。這一點,對于工業民用建筑,顯得尤為重要。
目前,該公司已基本實現利用計算機,對ACCS系統完成全部的設計過程,并且將高水平的建筑結構,例如建筑物使用100年以上的安全性、可靠性、耐久性等目標,與比較低的造價結合起來,以滿足建筑業和使用部門的要求。這種有標準規格尺寸的薄壁多孔拉擠件,由于采用了許多新技術,因而成功地開辟了玻璃鋼在這些結構件方面的應用領域。如在阿爾伯橋兩端的豎塔,就是采用ACCS系統一個成功的例子。并且,該建筑物成功地應用環氧粘結劑,進行整體拉擠制品的粘結,而沒有采用常用的機械錨固的方法。
該公司還與DSM樹脂公司 、Vetrotex有限公司、Ciba 聚合物公司和CU橋梁公司,共同進 行過一次高速公路橋的拉擠復合材料支撐梁的試驗,在經歷了8個月之久的極限加載試驗、耐久試驗和抗蠕變試驗后,證明ACCS結構體系的效果較為令人滿意。










































