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碳纖維吹氣法造橋的新方法

文章出處:網絡責任編輯:管理員人氣:發表時間:2014-05-13【

在美國緬因州南部,去年新建成一座“尼爾”橋,有兩車道寬,10.4米長,橫跨在一條溪流上。目前正在使用偏轉傳感器和其他儀器對它進行嚴格的監測。
    
    “尼爾”橋乍看并沒有什么特別之處,那又為什么要對它進行嚴格的監測呢?原因在于,這是一座完全用新思路新材料建造起來的橋。它獨辟蹊徑,不用或少用鋼鐵等材料去制作橋梁構件,而是靠吹氣和涂抹塑料樹脂完成。

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    所 謂吹氣,是在碳纖維管中,用空氣泵吹入空氣,然后將已吹氣后的碳纖維管固定在特制的框架上彎曲成拱形,再在碳纖維管的表面涂上塑料樹脂,4小時后,碳纖維 管被完全碳化。經測定,這時的碳纖維管強度兩倍于用鋼鐵制成的拱梁。“尼爾”橋是用23條這樣的碳纖維管作為拱梁,其每條長9.75米,管直徑30厘米。 在作為橋拱梁時,還需在管內澆灌混凝土。
    

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    根據這樣的工藝制成的橋梁,原材料使用量大幅下降而且不需要使用大型起重機械和 其他重型輔助設備,可節約20%的建橋成本,并且造橋的周期幾乎可縮短6倍的時間。用這種方法建成的橋壽命能達到100年,是普通橋的兩倍!因為碳纖維管 能夠使混凝土與周圍的自然環境隔絕開!保護混凝土不被“風化”從而提高使用壽命。退一步說,即使混凝土出現斷裂,碳纖維管可以防止橋梁立刻垮塌,也等于給 途經橋上的人流、車輛較多的逃生時間。如果只是其中的一根或幾根碳纖維管出了問題,橋梁也不會立刻垮塌,而是緩慢地下垂,同樣會給人、車帶來更多的逃生時 間,正如緬因州大學工程師哈比·達蓋所說,這樣等于提前發出警告!

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    在實際使用中,建橋時不一定都采用管狀拱梁形式,也可以做成其他形狀,如伊利諾伊州威爾米特的慧聰橋公司總裁約翰·希爾曼,他采用長方形碳纖維增強塑料管。該橋梁已在科羅拉多州的鐵路橋、伊利諾伊州和新澤西州的一些道路橋梁中進行測試使用。
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    綜 上所述,吹氣建橋梁主要可以分為四步:第一步展開碳纖維管(它們可以像襪子一樣被卷成一團放在包里,極大地節省占地,使用時把它們展開、抖開即可),向管 內充氣,然后將充氣后的碳纖維管固定在框架上使其彎曲成形(拱形)或其他形狀。再用塑料樹脂進行處理,形成兩倍于鋼鐵的拱梁。第二步,將碳纖維管安裝到 位,并在其頂端用纖維增強樹脂板制成的波浪形板固定,起到傳遞重量的目的。第三步,向碳纖維管中澆灌混凝土,起到加固作用。第四步,用瀝青鋪設路面。經過 這四步,一座橋梁就建造完成了,它的施工周期比傳統施工用期可減少83%。
    

本文來自123


    根據報道,用吹氣法造橋的新方法將用在改建英格蘭地區的8座跨河橋。先進基礎結構技術公司希望今年能將這項技術擴大到21米公路高架橋上去應用。甚至還在研究用這項新技術來建造高樓大廈! 
 

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