新型橋架支架系統(tǒng)-重慶黑曜科技有限公司

新型橋架支架系統(tǒng)

復合材料概述：

FRP （ Fiber Reinforced Polymer ）纖維增強復合材料，主要由增強作用的纖維和粘結作用的基體樹脂按一定的比例混合后形成的。

各種材料在性能上互相取長補短，產生協(xié)同效應，使復合材料的綜合性能優(yōu)于原組成材料而滿足各種不同的要求。

纖維增強材料的種類：

玻璃纖維：通常用于大多數(shù)海洋，交通，工業(yè)和民用領域

碳纖維：通常用于航空航天/飛機/軍事和汽車應用

玻璃纖維復合材料的特性：

玻璃纖維復合材料 (GFRP), 是各向異性的，而鋼或鋁是各向同性的。因此,復合材料是有方向性的，這意味著在沿著纖維的方向上具有最好的機械性能。

玻璃纖維復合材料 (GFRP) 不僅強度高，還能解決化學工業(yè)和腐蝕性環(huán)境中耐久性的問題。在這些領域，傳統(tǒng)的金屬產品會迅速變質或產生持續(xù)的維護問題。 GFRP是一種簡便且經濟高效的解決方案。

復合材料組成

玻璃纖維復合材料包括：

? 樹脂：作為一種膠黏劑將纖維粘合在一起，樹脂的主要功能是在增強纖維之間傳遞應力，并保護纖維免受機械和環(huán)境損害。玻璃纖維產品生產中最常用的樹脂是聚酯（鄰苯和間苯）,乙烯基酯，環(huán)氧樹脂，聚氨酯和酚醛樹脂。

? 增強材料：纖維或增強材料的主要功能是沿纖維長度方向承載載荷，以提供一個方向的強度和剛度。在最終產品的加載方向上增強材料可以定向的提供所需的性能。用量最大的增強材料是玻璃纖維。

? 填料：填料用于提高復合材料的性能，降低復合材料的成本，并改善收縮率、表面光潔度和抗裂性等性能。

? 添加劑：添加劑改善了聚合物樹脂的性能，使制品獲得更好的加工性能和耐久性能。所有這些組成材料或成分在最終產品的加工和最終性能中起著重要作用。增塑劑、引發(fā)劑、光穩(wěn)定劑和阻燃劑都是常見的添加劑。

玻璃纖維復合材料拉擠工藝流程示意圖

玻璃纖維復合材料的特性和優(yōu)勢：

? 高拉伸和壓縮強度：比強度是普通鋼材的20倍，根據美國材料試驗學會ASTM D2584標準，拉擠玻璃纖維產品的最小玻璃纖維含量為65%(重量)

? 重量輕、安裝成本低：鋼材比重的25%,易于搬運?？捎煤唵蔚那懈詈豌@孔工具進行加工。

? 防火性能：根據美國材料試驗標準ASTM E-84 1級和英國標準BS476第7部分1級和2級進行獨立測試，并根據美國材料試驗標準ASTM D635，自熄滅達到UL94 V-0級。

? 光潔度好，使用壽命長：所有完工表面光潔、富含樹脂、無空隙、無裂縫。充分覆蓋樹脂，防止因磨損或風化而暴露。

? 抗紫外線：樹脂中含有完整的紫外線抑制劑和聚酯表面氈，能有效防止紫外線造成的損害。

? 樹脂和顏色范圍：間苯二甲酸聚酯是標準樹脂，可根據要求提供鄰苯二甲酸聚酯、乙烯基酯，環(huán)氧樹脂，聚氨酯樹脂和酚醛樹脂。顏色應在玻璃纖維增強塑料單元內整體著色。

? 穩(wěn)定的工作溫度：在0℃至45℃的溫度范圍內穩(wěn)定，對惡劣的污水環(huán)境呈化學惰性，在陽光直射下穩(wěn)定。

? 良好的絕緣性能：不導電和非磁性，不要求接地。

? 低導熱率：無冷凝問題，有效降低能耗。

? 良好的抗沖擊性：高應力下無永久變形。

? 良好的耐腐蝕性：不受各種腐蝕性環(huán)境和化學品的影響。特別適用于近海和海洋環(huán)境中的惡劣條件。

? 低維護成本：無腐蝕性，免維護。

制造工藝：

復合材料行業(yè)的獨特之處在于能夠從許多不同的制造過程中創(chuàng)造出產品。復合材料制造商可以采用多種工藝來生產成本效益高的產品。

拉擠成型工藝：

拉擠成型是制造具有橫截面形狀的復合材料的連續(xù)過程。該工藝包括將纖維增強材料通過樹脂浸漬槽和成型模具。

模具的尺寸和形狀將決定正在制造的成品外形。

在金屬模具內部，熱量通過精確的溫度控制傳遞給增強材料和液態(tài)樹脂。熱能激活熱固性樹脂的固化或聚合，使其從液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)。

固體層壓材料從拉擠模具中出現(xiàn)，形成模具型腔的精確形狀。層壓材料冷卻后固化，并連續(xù)通過拉擠機拉伸，切割成所需長度。

該過程由位于模具出口和切割機之間的履帶或牽引系統(tǒng)驅動。

拉擠型材：

包括工字鋼、槽鋼、角鋼、扁條、工業(yè)格柵用槽口桿、電纜槽和電纜梯、電纜支架和電絕緣實心桿等。

已經可以進行機械和物理性能測試。下表顯示了一些常用材料的特性。

常用材料的力學和物理性能比較

測試和實驗室的照片

不銹鋼和玻璃鋼電纜橋架的比較

項目	特征	不銹鋼	GFRP
1	重量	較重	重量輕，在相同厚度下大約為不銹鋼的20 - 30%，降低了支架的載荷要求。
2	加工	需要電動和重型工具	可用手工工具進行簡單、容易的切割和鉆孔。
3	切割邊緣	去毛刺或銼銳邊，工作有一定危險性。	沒有去毛刺或銼銳邊，工作更安全。
4	接地	必需且昂貴	優(yōu)良的絕緣體，不需要接地，工作安全性更高。
5	安裝時間	由于以上第1) - 4)項的原因，安裝時間更長。	比不銹鋼安裝時間快30 - 40 %。
6	耐腐蝕性	不銹鋼的應力、點蝕和化學腐蝕。	對比不銹鋼顯示出優(yōu)異的耐腐蝕性，尤其是在近海出現(xiàn)的鹽水、氯或H2S時。良好的耐酸堿化學腐蝕能力。
7	電化腐蝕	雙金屬效應發(fā)生在與碳鋼支架接觸期間。	非金屬材料不會產生雙金屬效應。
8	抗沖擊強度	因高沖擊負荷而永久變形。	拉伸、彎曲和壓縮強度大約是不銹鋼的20倍，在載荷下不會永久變形，承受更大的力而不會損壞。
9	導熱性	傳導熱量，在室外環(huán)境中安裝電纜有風險。	優(yōu)異的隔熱性能，導熱系數(shù)僅為不銹鋼的1/60。
10	火花危險	會產生火花	不產生火花，可安裝在任何危險區(qū)域。
11	維護成本	由于應力、點蝕和化學腐蝕，維護成本高于GFRP。	沒有氯和硫的化學腐蝕，GFRP耐腐蝕，免維護超過30年。
12	價格	價格高	價格較低

鍍鋅鋼和玻璃鋼電纜容器的比較

項目	特征	鍍鋅鋼	GFRP
1	重量	較重	重量輕，在相同厚度下大約為鍍鋅鋼的20 - 30%，降低了鋼橋的載荷要求。
2	加工	需要電動和重型工具。	用手工工具進行更簡單、更容易的切割和鉆孔。
3	切割邊緣	去毛刺或銼銳邊，對工作更危險。	沒有去毛刺或銼銳邊，更安全的工作。
4	接地	必需且昂貴。	優(yōu)良的絕緣體，不需要接地和更好的工作安全性。
5	安裝時間	由于以上第1) - 4)項的原因，安裝時間更長。	比不銹鋼安裝時間快30 - 40 %。
6	耐腐蝕性	較好	好，對比鍍鋅鋼顯示出優(yōu)異的耐腐蝕性
7	電化腐蝕	雙金屬效應發(fā)生在與碳鋼支架接觸期間。	非金屬材料不會產生雙金屬效應。
8	抗沖擊強度	因高沖擊負荷而永久變形。	在載荷下不會永久變形，承受更大的力而不會損壞。
9	導熱性	傳導熱量，在室外環(huán)境中安裝電纜有風險。	優(yōu)異的隔熱性能，導熱系數(shù)低。
10	火花危險	會產生火花	不產生火花，可安裝在任何危險區(qū)域，無需關閉昂貴的設備。
11	維護成本	較高	低，沒有氯和硫的化學腐蝕，玻璃鋼耐腐蝕，免維護超過30年。
12	價格	較高	性價比優(yōu)勢大

不銹鋼腐蝕的種類：

通常，不銹鋼的腐蝕是由大氣中腐蝕性介質的化學侵蝕引起的。腐蝕均勻而逐漸地傳遞，大部分是可見的，并且是可檢查的。

1）電化腐蝕

當兩種金屬在電解質中產生電位差時，就會發(fā)生電的流作用，導致電位較低的金屬(陽極)腐蝕并犧牲自身，保護電位較高的金屬(陰極)。電位差越高，貴金屬相對于低貴金屬的接觸面積越大，這種接觸腐蝕對陽極的侵蝕就越嚴重。鈍化奧氏體不銹鋼相對較高，而緊固件相對于結構通常具有較小的接觸面。

不銹鋼

2）點式腐蝕

可能會形成局部孔洞，快速深入材料，導致產品突然受到嚴重腐蝕。這種類型的腐蝕尤其出現(xiàn)在鹵素(氯化物)環(huán)境中，例如海洋氣候和微咸水。

點式腐蝕

高壓氣體發(fā)生器電纜支架的腐蝕問題

316不銹鋼電纜槽和支撐系統(tǒng)出現(xiàn)點蝕和化學腐蝕

NB標準

典型屬性：

物理性能	測試方法	單位	平均值
密度	GB/T 1463	g/cm3	1.8
抗拉強度	GB/T 1447	Mpa	≥150
彎曲強度	GB/T 1449	Mpa	≥150
沖擊強度	GB/T 2423.55	J	10
巴氏硬度	GB/T3854	--	50
氧指數(shù)（阻燃1級）	GB/T 8924	%	32
氧指數(shù)（阻燃2級）	GB/T 8924	%	26

典型電纜橋架安全工作載荷（SWL）表

耐化學性數(shù)據

化學環(huán)境	乙烯基酯		間苯		鄰苯
化學環(huán)境	%濃度	最高工作溫度F / oC	%濃度	最高工作溫度F / oC	%濃度	最高工作溫度F / oC
乙酸	50	180 / 82	50	125 / 52	25	N/R
氫氧化鋁	100	180 / 82	100	160 / 71	ALL	-
氯化銨	ALL	210 / 99	ALL	170 / 77	ALL	-
碳酸氫銨	50	160 / 70	15	125 / 52	ALL	-
氫氧化銨	28	100 / 38	28	N/R	ALL	N/R
硫酸銨	ALL	210 / 99	ALL	170 / 77	ALL	-
苯	ALL	N/R	ALL	N/R	ALL	N/R
苯甲酸	SAT	210 / 99	SAT	150 / 66	ALL	77 / 25
硼砂	SAT	210 / 99	SAT	170 / 77	ALL	-
碳酸鈣	ALL	180 / 82	ALL	170 / 77	ALL	-
硝酸鈣	ALL	210 / 99	ALL	180 / 82	ALL	-
四氯化碳	100	150 / 65	100	N/R	100	N/R
氯水	SAT	200 / 93	SAT	80 / 27	SAT	N/R
檸檬酸	ALL	210 / 99	ALL	170 / 77	ALL	77 / 25
氯化銅	ALL</p&gt

復合材料電纜橋架

產品規(guī)格：

由聚酯樹脂或乙烯基酯樹脂制成。

符合 BS 476標準第 7章 1/2級，國家能源局NBT 10287-2019《玻璃鋼電纜橋架》。

GFRP 或316不銹鋼連接器配合316不銹鋼緊固件。

所有附件都通過標準連接器連接。

標準長度3m，非標準寬度、長度、高度和隔間可訂制。

316不銹鋼彈簧螺母固定。

產品特性：

? 耐腐蝕 ? 防火 ? 抗紫外線 ? 重量輕 ? 耐久性 ? 安裝簡便

產品型號

型號	高度(mm)	寬度(mm)	長度(m)
T50 - 50	50	50	3 & 6
T50 - 100	50	100	3 & 6
T50 - 150	50	150	3 & 6
T50 - 200	50	200	3 & 6
T50 - 300	50	300	3 & 6
T50 - 400	50	400	3 & 6
T50 - 600	50	600	3 & 6
T80 - 50	80	50	3 & 6
T80 - 100	80	100	3 & 6
T80 - 300	80	300	3 & 6
T80 - 500	80	500	3 & 6
T100 - 100	100	100	3 & 6
T100 - 150	100	150	3 & 6
T100 - 200	100	200	3 & 6

應用場景

連接器

材質: GFRP / 316不銹鋼 / 熱浸鍍鋅, 配合316 不銹鋼緊固件

80mm高橋架用8孔連接片，50mm高橋架用4孔連接片

高阻燃電纜橋架配件

聚氨酯電纜橋架

特性

材料：聚氨基甲酸酯（簡稱聚氨酯）、玻璃纖維，氈做結構增強。
性能特點：

無苯乙烯殘留（環(huán)保性更優(yōu)）、優(yōu)異的拉伸特性、抗沖擊性和耐腐蝕性。其典型拉伸強度約880Mpa，拉伸模量約30.23Gpa，斷裂伸長率為7.5%以上。經過發(fā)泡的聚氨酯復合材料還可減重達20%。與不飽和聚酯、乙烯基酯等其他樹脂相比，聚氨酯全面提高了產品的物理性能。聚氨酯的強度和剛度性能比不飽和聚酯樹脂高2-5倍。

聚氨酯復合電纜橋架經加工和沖切的邊緣顯現(xiàn)極少甚至沒有微裂紋，表面很硬，空隙率低，有利于后道加工如鉆孔、機械加工和裝配等作業(yè)。與不飽和聚酯、乙烯基酯等樹脂拉擠產品相比，用聚氨酯拉擠在現(xiàn)場施工方便程度上，以及使用年限上具有一定的優(yōu)勢。

應用領域：主要用于公路、橋梁、隧道、港口、機場等工程建設的施工中的電力、通訊電纜的保護。

規(guī)格	長度L (mm)	寬度W (mm)	高度H(mm)	壁厚t(mm)
PCT200-100-2	4000	200	100	2
PCT250-150-2	4000	250	150	2
PCT300-150-2	4000	300	150	2
PCT306-160-2	4000	306	160	2
PCT370-240-2.5	2000	370	240	2.5

各項性能指標均符合JT/T 1034-2016《公路用聚氨酯復合電纜橋架》標準

序號	項目	單位	技術要求
1	縱向拉伸強度	Mpa	≥560
2	縱向彎曲強度	Mpa	≥720
3	沖擊強度	kJ/m2	≥200
4	密度	g/cm3	≥1.9
5	巴柯爾硬度	—	≥45
6	負荷變形溫度	°C	≥150
7	氧指數(shù)	%	≥28

復合材料支架

特性

材料：聚酯脂或乙烯基酯樹脂耐火性
良好的耐腐蝕性能
輕質, 易于操作和安裝

復合材料支架配件

玻璃鋼螺紋組件

提供的螺紋部件尺寸為M6、M8、M10、M12和M16。
不建議將GFRP螺紋部件與鋼或涂層鋼梁夾和螺母一起使用，螺紋嚙合不足會導致螺紋剪切破壞。

不銹鋼螺紋組件

不銹鋼316和304六角頭螺釘、盤頭螺釘、彈簧螺母、六角螺母、錨栓、螺桿、平墊和彈簧墊圈，尺寸為M6、M8、M12和M16。

聚氨酯支架及屬性

聚氨酯支架

產品符合《 TCECS10019-2019聚氨酯拉擠復合材料支架系統(tǒng)》標準

聚氨酯支架屬性

物理性能	測試方法	單位	要求值
縱向抗拉強度	GB/T 1447	MPa	≥900
縱向彎曲強度	GB/T 1449	MPa	≥900
縱向彎曲彈性模量	GB/T 1449	GPa	≥25
縱向壓縮強度	GB/T 1448	MPa	≥300
層間剪切強度	JC/T 773	MPa	≥40
縱向螺栓連接擠壓強度	GB/T 7559	MPa	≥200
縱向螺栓連接擠壓強度	GB 30968.1	MPa	≥200
巴柯尓硬度	GB/T3854	--	≥50
樹脂不可溶分含量	GB/T 2576	%	≥90
玻璃化轉變溫度	GB/T 22567	℃	≥95
吸水率	GB/T 1462	%	≤0.6
氧指數(shù)	GB/T 8924	%	32
垂直燃燒	GB/T 2408	--	V-0級
煙密度等級（SDR）	GB/T 8627		≤75
單臂垂直極限荷載	T/CECS 10019	kN	≥3.0
單臂橫向極限荷載	T/CECS 10019	kN	≥1.2