專(zhuān)利名稱(chēng)：一種復(fù)合材料橋面板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種輕質(zhì)高強(qiáng)耐腐蝕的復(fù)合材料橋面板，可作為受力板材用于橋梁與結(jié) 構(gòu)中，屬于復(fù)合結(jié)構(gòu)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的橋面結(jié)構(gòu)多采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)形式，自重較大，施工復(fù)雜、周期長(zhǎng)，且耐 腐蝕性較差。另外，在長(zhǎng)期受荷環(huán)境下或地震災(zāi)害發(fā)生時(shí)，混凝土結(jié)構(gòu)橋面板易產(chǎn)生裂 紋或破壞，造成安全隱患。針對(duì)上述缺點(diǎn)，可以采用復(fù)合材料的橋面板，而目前國(guó)內(nèi)外 最新提出的復(fù)合材料橋面板，多為拉擠成型的玻璃鋼空心橋面板，但拉擠工藝難以一次 成型大型橋面板結(jié)構(gòu)，需要額外增加膠粘、纏繞等工序，如專(zhuān)利CN201047062Y、 CN 200946244Y。本發(fā)明提出了一種采用夾層結(jié)構(gòu)形式的復(fù)合材料橋面板，中間為木材或泡 沫等實(shí)心芯材，上、下面板為纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，可采用真空導(dǎo)入工藝一次成型；本發(fā) 明也可在其面板上方設(shè)置混凝土層從而形成復(fù)合材料一混凝土組合的橋面板，可提高行 車(chē)舒適性，用于快速建設(shè)永久性橋面板工程，也可用于臨時(shí)救災(zāi)搶險(xiǎn)、軍事?lián)尳ǖ裙こ?領(lǐng)域
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種新型的民用與國(guó)防急需的復(fù)合 材料橋面板。
本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下措施來(lái)達(dá)到
一種復(fù)合材料橋面板，它包括芯材l，芯材1的兩側(cè)面設(shè)有纖維布層與樹(shù)脂固化而
成的面板2，在芯材1中設(shè)置與面板2呈45°—90。規(guī)則布置的樹(shù)脂腹板3或采用纖維布 與樹(shù)脂固化形成的復(fù)合材料腹板4。
所述的芯材l材質(zhì)為Balsa木、泡桐木、杉木、橡木、膠合板、聚氨酯泡沫、聚氯 乙烯泡沫或碳泡沫。
所述的面板2采用的纖維布層為單軸向、雙軸向或多軸向的碳纖維、玻璃纖維、 玄武巖纖維、芳綸纖維或雜交纖維布；面板2采用的樹(shù)脂為不飽和聚酯、乙烯基樹(shù)脂、
環(huán)氧樹(shù)脂或酚醛樹(shù)脂。
所述面板2上設(shè)有混凝土層5，混凝土層5通過(guò)剪力鍵6與面板2結(jié)合為一體，或 者澆筑于面板2上方，形成復(fù)合材料一混凝土相組合的橋面板體系。所述的剪力鍵6為釘、片材或Z形型材。
上述的復(fù)合材料橋面板可以采用手糊工藝、真空袋成型工藝、真空導(dǎo)入成型工藝制備。
本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)
本發(fā)明提供的復(fù)合材料橋面板與其他產(chǎn)品相比，其最大的特點(diǎn)是重量輕，強(qiáng)度高， 剛度大、防潮、耐腐蝕、抗剝離、運(yùn)輸便捷、拼裝施工簡(jiǎn)便迅速，可用于國(guó)防和民用工 程中緊急道路的修建與修補(bǔ)。同時(shí)該復(fù)合材料橋面板可工業(yè)化生產(chǎn)，可按行車(chē)要求生產(chǎn) 不同規(guī)格的橋面板。


圖1為復(fù)合材料橋面板結(jié)構(gòu)示意圖之一。 圖2為復(fù)合材料橋面板結(jié)構(gòu)示意圖之二。 圖3為復(fù)合材料橋面板結(jié)構(gòu)示意圖之三。 圖4為增設(shè)混凝土層的復(fù)合材料橋面板結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖中1為芯材，包括輕木(Balsa木、泡桐木、杉木、橡木、膠合板等)和泡 沫(聚氨酯、聚氯乙烯、碳泡沫等)；2為面板，由纖維布層與樹(shù)脂固化而成；3為樹(shù)脂 腹板；4為復(fù)合材料腹板；5為混凝土層；6為剪力鍵。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地說(shuō)明 實(shí)施例1
本發(fā)明的復(fù)合材料橋面板，它包括泡桐木材質(zhì)的芯材l，在芯材l的兩側(cè)面均鋪設(shè) 有面板2，面板2由兩層雙軸向玻璃纖維布與乙烯基樹(shù)脂固化而成，通過(guò)手糊工藝制備， 泡桐木芯材1的紋理方向垂直于面板2。
實(shí)施例2
本發(fā)明的復(fù)合材料橋面板，它包括聚氨酯泡沫材質(zhì)的芯材l，沿芯材l的厚度方向 規(guī)則布置樹(shù)脂腹板3，且樹(shù)脂腹板3垂直于面板2，在芯材l的兩側(cè)面均鋪設(shè)有面板2， 面板2由四層四軸向玄武巖纖維布與環(huán)氧樹(shù)脂固化而成，通過(guò)真空導(dǎo)入成型工藝制備。
實(shí)施例3
本發(fā)明的復(fù)合材料橋面板，它包括PVC泡沫材質(zhì)的芯材1，沿芯材l的厚度方向規(guī) 則布置復(fù)合材料腹板4，且復(fù)合材料腹板4與面板2呈45。布置，在芯材l的兩側(cè)面均 鋪設(shè)有面板2，面板2由三層雙軸向碳纖維布與環(huán)氧樹(shù)脂固化而成，通過(guò)真空導(dǎo)入成型 工藝制備。在實(shí)施真空導(dǎo)入工藝前，在面板2上預(yù)埋Z形鋁合金剪力鍵6，成型且樹(shù)脂 固化后，剪力鍵6與面板2結(jié)合為一體，在面板2上設(shè)有剪力鍵6的一面上方澆混凝土， 形成混凝土層5，混凝土層5通過(guò)剪力鍵6與復(fù)合材料夾層結(jié)構(gòu)協(xié)同受力。上述復(fù)合材料橋面板的制備方法多樣，可以采用手糊工藝、真空袋成型工藝、真空 導(dǎo)入成型工藝制備，以真空導(dǎo)入成型工藝為例
a. 在輕木(包括Balsa木、泡桐木、杉木、橡木、膠合板等)和泡沫(包括聚
氨酯、聚氯乙烯、碳泡沫等)芯材1的上下表面開(kāi)正交布置的凹槽以形成真空導(dǎo)入工藝
中樹(shù)脂的流動(dòng)通道；
b. 沿輕木(包括Balsa木、泡桐木、杉木、橡木、膠合板等)或泡沫(包括聚
氨酯、聚氯乙烯、碳泡沫等)芯材1的厚度方向剖開(kāi)，剖開(kāi)的位置、尺寸與數(shù)量可根據(jù)
受力需要任意布置，在芯材1厚度方向上，剖開(kāi)的形狀可垂直或傾斜； C.處理完畢的芯材1可根據(jù)行車(chē)要求與橋梁條件加工成一定尺寸；
d. 將一層或多層纖維布(包括單軸向、雙軸向或多軸向的碳纖維、玻璃纖維、芳 綸纖維以及雜交纖維布等)鋪設(shè)于芯材l的上下表面；
e. 通過(guò)真空導(dǎo)入成型工藝將樹(shù)脂(包括不飽和聚酯、乙烯基樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、酚 醛樹(shù)脂等)灌入到真空袋中；在常溫常壓下將樹(shù)脂固化，待樹(shù)脂固化成型后，取出構(gòu)件， 即形成復(fù)合材料橋面板；
f. 其中d步驟也可在鋪設(shè)好的面板2的上側(cè)纖維布上預(yù)置剪力鍵6 (包括釘、片 材或Z形型材，其材質(zhì)包括復(fù)合材料、鋁合金、鋼等)，采用真空導(dǎo)入工藝后，剪力 鍵6與面板2結(jié)合為一體；
g. 在面板2上方澆筑混凝土，待混凝土凝結(jié)硬化后，混凝土層5通過(guò)剪力鍵6與復(fù)
合材料夾層板結(jié)合為一體。
此時(shí)，即可得到復(fù)合材料一混凝土組合的橋面板。其中面板2的種類(lèi)與層數(shù)，芯 材l的種類(lèi)與厚度，樹(shù)脂的種類(lèi)，樹(shù)脂腹板3的布置與尺寸，混凝土層5的厚度，剪力 鍵6的材質(zhì)與布置方式均可根據(jù)需要靈活調(diào)整。
權(quán)利要求
1、一種復(fù)合材料橋面板，它包括芯材(1)，芯材(1)的兩側(cè)面設(shè)有纖維布層與樹(shù)脂固化而成的面板(2)，在芯材(1)中設(shè)置與面板(2)呈45°-90°規(guī)則布置的樹(shù)脂腹板(3)或采用纖維布與樹(shù)脂固化形成的復(fù)合材料腹板(4)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料橋面板，其特征在于所述的芯材(1)材質(zhì)為Balsa 木、泡桐木、杉木、橡木、膠合板、聚氨酯泡沫、聚氯乙烯泡沫或碳泡沫。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料橋面板，其特征在于所述的面板(2)采用的纖維 布層為單軸向、雙軸向或多軸向的碳纖維、玻璃纖維、玄武巖纖維、芳綸纖維或雜交纖維布；面板(2)采用的樹(shù)脂為不飽和聚酯、乙烯基樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂或酚醛樹(shù)脂。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的復(fù)合材料橋面板，其特征是所述面板(2)上設(shè)有混凝 土層(5)，混凝土層(5)通過(guò)剪力鍵(6)與面板(2)結(jié)合為一體，或者澆筑于面板(2) 上方，形成復(fù)合材料一混凝土相組合的橋面板體系。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的復(fù)合材料橋面板，其特征在于所述的剪力鍵(6)為釘、片 材或Z形型材。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種輕質(zhì)高強(qiáng)耐腐蝕的復(fù)合材料橋面板，可作為受力板材用于橋梁與結(jié)構(gòu)中。該新型橋面板的特點(diǎn)是重量輕、強(qiáng)度高、剛度大、耐腐蝕、抗剝離，運(yùn)裝便捷、施工迅速，可工業(yè)化生產(chǎn)。其特征是復(fù)合材料橋面板由木材或泡沫實(shí)心芯材(1)和其上、下兩側(cè)樹(shù)脂基纖維面板(2)組成，也可在芯材(1)上形成樹(shù)脂腹板(3)或復(fù)合材料腹板(4)等增強(qiáng)形式，提高芯材(1)的抗壓和抗剪能力。也可在其上方通過(guò)剪力鍵(6)澆筑混凝土層(5)，形成復(fù)合材料—混凝土組合的橋面板。可用于快速建設(shè)永久性橋面板工程，也可用于臨時(shí)救災(zāi)搶險(xiǎn)、軍事?lián)尳ǖ裙こ填I(lǐng)域。
文檔編號(hào)E01C19/12GK101314935SQ200810022038
公開(kāi)日2008年12月3日 申請(qǐng)日期2008年7月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月17日
發(fā)明者里 萬(wàn), 劉偉慶, 海 方 申請(qǐng)人:南京工業(yè)大學(xué)