玻璃纤维复合增强塑料预制装配结构的制作方法

本发明属于铁路建设技术领域，具体涉及一种用于构建铁路结构的预制装配结构及其应用。

背景技术：

目前，预制装配式结构逐渐被提到议事日程，波纹管(板)结构作为一种装配结构应用较多。预制装配式钢波纹管(板)结构一般是指将钢板板面压成波纹，经冷弯加工成相应弧度，再采用热浸镀锌、涂刷高分子材料层等防锈处理后制成波纹管(板)片，板片间通过高强螺栓或管片焊缝连接，形成的拱(圆)形的承载结构。波纹管(板)结构强度高，变形适应能力强；施工工序简单，工程造价低。

预制装配式钢波纹管(板)结构适用范围广，可用于公路、铁路车辆行人通道、涵洞；城市市政综合管沟、污水管；隧道内衬隧道明洞；寒冷地区防风通道；傍山路防落石护洞；露天煤矿输煤通道及巷道；军事坦克库、飞机库、防空洞、弹药库等。

尽管钢制波纹管(板)具有以上优点，但是钢制波纹管(板)有重量较大、现场拼装困难，且容易腐蚀等缺陷，需要防腐处理和绝缘处理。

技术实现要素：

针对本领域的不足之处，本发明的目的在于提供一种玻璃纤维复合增强塑料预制装配结构。

本发明的第二个目的是提出所述的玻璃纤维复合增强塑料预制装配结构的应用。

实现本发明上述目的的技术方案为：

一种玻璃纤维复合增强塑料预制装配结构，所述预制装配结构是用玻璃纤维复合增强塑料压制成的压型板组装而成，所述压型板的形状为弧形或平板形，所述压型板的厚度为0.5mm～50mm，多个压型板通过螺栓和/或法兰盘组装为预制装配结构，所述预制装配结构的横截面为封闭的圆形、椭圆形、梨形、合成形、箱型中的一种，或为有开口的弧形、箱型中的一种。所述合成形，是两种形状的组合，例如为弧形和箱型组合。

玻璃纤维增强塑料又称玻璃钢，其具有重量轻，比强度高，耐腐蚀，电绝缘性能好，传热慢，热绝缘性好等特性。玻璃纤维增强塑料比重是钢的1/4至1/6，相比于钢制波纹板，给施工带来极大的方便。

所述压型板可以是平板、或有凸起纹路的波纹板。作为本发明的优选技术方案之一，所述压型板上压制有平行排列的凸起，凸起的截面形状为正弦形、梯形、三角形、半圆形、方形中的一种；凸起的高度为10mm～300mm。

其中，所述玻璃纤维复合增强塑料预制装配结构的长度方向和凸起的长度方向垂直。

其中，玻璃纤维复合增强塑料预制装配结构由多块压型板组装成型，组装的方式为搭接，两块压型板搭接的部位之间设置有橡胶垫，搭接的部位用螺栓固定。

或，玻璃纤维复合增强塑料预制装配结构由多块压型板组装成型，组装的方式为对接，两块压型板对接处均含有法兰盘，两个法兰盘用螺栓固定。

优选地，所述预制装配结构内侧设置有肋，所述肋为钢制压型板或玻璃纤维复合增强塑料制压型板，肋的长度方向为预制装配结构的环向或轴向。

可选地，肋的宽度为单片压型板宽度的20～60％，优选为单片压型板宽度的40～50％，肋可以环成一圈、也可以间断加肋。环成一圈的相邻的肋之间的距离可以为1m～5m，或为2～3m。

预制装配结构的制备可采用常规的方法，例如手糊成型、喷射成型、模压成型工、模压料成型、纤维缠绕成型、卷管成型、袋压成型、树脂浇铸及注射成型、rtm成型等方法中的一种或多种。其中，所述玻璃纤维复合增强塑料预制装配结构的长度方向和道路延伸方向垂直，其截面形状为圆形、半圆形、椭圆形、弧形、梨形、合成形、箱型中的一种。所述玻璃纤维复合增强塑料预制装配结构的长度方向和波纹板上波纹的纹路方向垂直。

本发明还提出所述的玻璃纤维复合增强塑料预制装配结构的应用，其是用于综合管廊、明洞、涵洞、隧道、防风结构的构建中。

玻璃纤维复合增强塑料预制装配结构可直接用于新建铁路或道路工程；也可用于既有工程加固施工。具体施工方法可以为以下两种：

新建工程施工，应用所述的玻璃纤维复合增强塑料预制装配结构进行施工的方法，包括步骤：

1)用玻璃纤维复合增强塑料预制装配结构；

2)开挖基坑，地基承载力不满足要求时，进行地基处理；满足要求时，可直接进入下一道工序；

3)基底清理，依据具体要求，施工不同厚度及级配的垫层；

4)拼装预制装配结构，所述玻璃纤维复合增强塑料预制装配结构的长度方向和道路延伸方向垂直；

5)按照两侧底部楔形部位回填，中部回填，顶部回填的顺序进行；可以从预制装配结构两端向中心推进填筑，也可从预制装配结构中心向两端相向回填；

6)进出口处理。

对于既有工程加固施工，施工的方法包括步骤：

1)用玻璃纤维复合增强塑料预制装配结构；

2)现场测量放样；

3)拼装预制装配结构；所述玻璃纤维复合增强塑料预制装配结构的长度方向和道路延伸方向相同；

4)打设锚杆定位孔，安装锚杆；

5)背后空隙和/或空洞回填，锚杆注浆，安装锚杆垫板、螺母；

6)预制装配结构与基础连接固定。

进行回填的物料包括碎石、沙子、混凝土、橡胶层和聚氨酯中的一种或多种。

本发明的有益效果在于：

本发明提出的玻璃纤维复合增强塑料预制装配结构是玻璃纤维复合材料波纹板预制成型的。本结构具有施工工艺简单、施工工期短、适用范围广等优点，玻璃纤维增强塑料重量只有钢材的1/4至1/6，且具有防腐、绝缘等优点，不需要在波纹板表面涂装防腐材料和绝缘材料，达到降低了成本；因此预装配的波纹管重量轻，预装配工艺易于控制质量和一致性，使道路或铁路的施工方便、省时省力。

附图说明

图1为本发明实施例3预制装配结构的压型板搭接组合截面视图；

图2为本发明实施例4预制装配结构的压型板对接组合截面视图；图2a为对接示意图，图2b为多片对接的压型板构成预制装配结构的外观视图。图2c是图2a的局部放大图。

图3为隧道明洞的结构示意图。

图4为加肋的玻璃纤维复合增强塑料预制装配结构形状；

图5为玻璃纤维复合增强塑料预制装配结构的合成形截面形状。

图6为玻璃纤维复合增强塑料预制装配结构的梨形截面形状。

图中各编号表示的部件为：1.隧道基础，2.预制装配结构，201.环向肋，3.喷射混凝土结构，4.螺栓，5.橡胶垫，6.压型板，601.法兰盘。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位，因此不能理解为对本发明的限制。

若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。

下面结合附图及具体实施对本发明作进一步说明。

实施例1

采用机械化连续成型生产为正弦波截面形状的压型板，单片压型板6宽度：1500mm，波峰高度85mm，厚度10mm；密度1.45g/cm²；拉伸强度：92mpa；弯曲强度：141mpa；剪切强度86mpa，冲击强度：lkg钢球自产品上方1.5m高度自由下落无损坏。

实施例2

采用机械化连续成型生产为正弦波截面形状的压型板，单片板宽度：1500mm，波峰高度80mm，厚度5mm；密度1.45g/cm²；拉伸强度：97mpa；弯曲强度：146mpa；剪切强度86mpa，冲击强度：lkg钢球自产品上方2.0m高度自由下落无损坏。

实施例3

采用机械化连续成型生产为正弦波截面形状的压型板，单片压型板宽度：1200mm，波峰高度100mm，厚度8mm；密度1.45g/cm²；拉伸强度：99mpa；弯曲强度：146mpa；剪切强度101mpa，冲击强度：lkg钢球自产品上方2.5m高度自由下落无损坏。

参见图1，玻璃纤维复合增强塑料预制装配结构由多个压型板6用螺栓4固定。两片压型板用搭接的方式固定，搭接部位垫有橡胶垫，再用螺栓固定。本实施例中，压型板厚度为8mm，正弦波形状凸起宽200mm，搭接部分宽约为一个凸起宽度的60％。多个预制装配结构2按波纹方向用螺栓固定为一圈，内侧再用环向肋201固定为如图4的预制装配结构，相邻的各圈的接缝相错设置。肋的材质为同样的玻璃纤维复合增强塑料压型板。本实施例中，肋的宽度为单个压型板宽度的45％(图4中尺寸单位为cm)。

参见图3，本实施例提供包含所述预制装配结构的隧道明洞结构，所述隧道明洞结构包括由内向外的玻璃纤维复合增强塑料的预制装配结构2、喷射混凝土结构3。隧道的底部为隧道基础1。预制装配结构的波峰宽度方向和孔道结构的长度方向一致，预制装配结构2和喷射混凝土结构3通过锚杆固定。

施工的方法为：

1)用玻璃纤维复合增强塑料预制装配结构；

2)开挖基坑，基础分层施作；

3)测压实度、水分含量；

4)在基坑内拼装预制装配式的玻璃纤维复合增强塑料结构；

5)两侧分层回填，顶部回填，构成喷射混凝土结构3；

6)进出口处理。

实施例4

参见图2，玻璃纤维复合增强塑料预制装配结构由多个压型板用螺栓4固定。参见图2a，两片压型板组装的方式为对接，两块压型板对接处均焊有法兰盘，两个法兰盘601用螺栓固定；本实施例中，预制装配结构2的横截面为封闭的圆形，直径为2500mm。参见图2b，多片对接的压型板构成预制装配结构2。参见图2c的局部放大图，焊接的法兰盘厚度为6mm，高55mm。

本实施例提供包含所述预制装配式过水涵洞结构，所述过水涵洞结构包括由内向外的玻璃纤维复合增强塑料预制装配结构。

对于既有过水涵洞的加固施工，包括步骤：

1)用玻璃纤维复合增强塑料预制装配结构；

2)现场测量放样，

3)基底清理，回填垫层；

4)涵洞内安装预制装配结构，根据实际情况，排放管涵。安装时从一侧排放第一根管节，使其管中心和基础纵向中心线平行，同样把第二根管放置就位，当两根管相邻法兰间距在3～5cm的缝隙时，用小撬棍对准法兰上的螺栓孔，使其两根管法兰上的螺栓对正，这时从第二节管的另一端用撬杠撬动管节，使其向过水涵洞纵向平移，当两法兰间距在2cm左右时，放入密封垫，并将各个螺栓插入螺孔，套上螺母后，稍初拧，不拧紧螺母。待全部组装完毕后，再逐个拧紧螺母。

5)背后空隙和/或空洞回填，回填材料为灌浆料、水泥以及有机材料。

实施例5

本实施例提供包含所述预制装配式交通涵洞结构，所述交通涵洞结构包括由内向外的玻璃纤维复合增强塑料预制装配结构2。玻璃纤维复合增强塑料预制装配结构的截面形状为合成型(图5，弧和箱型的结合，拱高为跨的1/2)。

涵洞结构的构建同实施例3。

实施例6

本实施例提供包含所述预制装配式基底结构的隧道明洞结构，所述过水涵洞结构包括由内向外的包括由内向外的预制装配式玻璃纤维复合增强塑料预制装配结构、喷射混凝土结构3。预制装配式玻璃纤维复合增强塑料预制装配结构的截面形状和隧道明洞的截面形状相同，为梨型(图6，拱高为跨的1/2)，预制装配结构2的制备同实施例3。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。