管状的桥拱不是仅有的混合设计.伊利诺伊州威尔米特的慧聪桥公司工程师兼总裁约翰·希尔曼(JohnHillman),开发的直梁使用了聚合物、混凝土和钢的混合物!桥梁是由一个长方形的纤维增强复合材料管与拱形管道形成的!管道内充满了混凝土——增强了抗压强度.该桥梁已在科罗拉多州的铁路桥和伊利诺伊州和新泽西州的一些道路桥梁进行测试使用!“对桥梁的设计要与传统的建造方法相一致,已经从事设计工作14年之久的希尔曼先生说:“在安装成本上来看,纤维增强复合材料与混凝土和钢材的桥梁安装成本已经非常接近了.
存在的问题尽管复合材料在国外海军强国已具有较长的应用历史,而我国的快艇、导流罩等方面虽也有所应用,但进展缓慢,其原因在于复合材料自身的特点与传统金属材料不同,复合材料具有极强的可设计性,其材料性能与制造工艺密切相关,而目前缺乏相关设计规范、经验数据以及可靠性评价技术和指标体系!目前,复合材料在船舶应用方面存在的问题主要有以下几个方面!1)高性能、低成本的船舶用复合材料设计与制造多年以来,在大部分造船应用中,复合材料与传统材料(除了木材外)相比,在成本上都不具备竞争力!
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这些直径12英寸(约合30厘米)的管子,通过膨胀、弯曲成适当的形状再用塑料树脂进行硬化,并排安装以后用混凝土进行填充,就像是意式通心粉一样。后铺上桥板和压实的土壤,拱形结构就能支撑标准的砂和沥青路面了.这座桥是设计师的一个作品,它位于缅因大学奥罗诺分校50英里(约合80公里)处,采用了复合材料和传统的混凝土相结合的设计.美国的60万条公路桥梁中大约有16万座桥梁亟待修缮或更换,如果这种混合设计法能得以流行,那么纤维强化塑料应用于公路将取得重大突破!
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”以得克萨斯州桥梁为例,是经过特别定制设计并采用劳动密集型的方法建造的!“建造业对于成本是斤斤计较的,”布赛尔先生说,“纤维增强复合材料更昂贵,有时比传统的材料要贵一倍。”承包商需要知道的是:使用轻便的材料可以节省运输、劳动力、设备花费和潜在的维修费用!这些经费的节省也是缅因大学设计的其中一个目标,达盖博士说!使用昂贵的纤维增强复合材料——主要作用是构成混凝土的框架结构!管子能保护混凝土不受除冰化学品的侵蚀,从而降低维护的成本!
该纤维拱桥设计是七个投标中标价低的.在20世纪80年代,纤维强化塑料使用到桥梁的建设!土木工程师被它们得良好特性所吸引——强度高、重量轻,耐腐蚀。专家说纤维增强复合材料没有得到普遍利用的原因之一是工程师和承包商对该原材料没有太多的认知,纤维增强复合材料在公路建设中如何使用的标准体系尚未确立.美国复合材料制造商协会(AmericanComitesManufacturersAssociation)倡导使用复合材料的主任约翰·布塞尔(JohnBusel)说:“工程师非常注重安全问题!
迄今为止,大部分复合材料结构都采用树脂浸渍增强材料制造而成,此工艺周期长、劳动密集、费用昂贵,且难以控制产品质量.生产高质量的复合材料需要船舶制造商引进新的制造方法,而船舶制造商正缺乏模型和大型稳定的数据库信息来预测复合材料结构的制造成本。2)船用复合材料可靠性评价技术和指标体系当船舶结构在受到冲击、震动、碰撞和火灾时,极易发生失效,然而目前还没有能够确定其是否失效的分析工具。此外,由于复合材料的各向异性,其缩放规则特别复杂,因此,在开展结构设计时相比金属要复杂得多!
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现将玻璃钢主要的应用领域,粗略地概括如下: 建筑行业:冷却塔、玻璃钢门窗New、建筑结构、围护结构、室内设备及装饰件、玻璃钢平板、波形瓦、装饰板、卫生洁具及整体卫生间、桑拿浴室、冲浪浴室,建筑施工模板、储仓建筑,以及太阳能利用装置等等。
化学化工行业:耐腐蚀管道、贮罐贮槽、耐腐蚀输送泵及其附件、耐腐阀门、格栅、通风设施,以及污水和废水的处理设备及其附件等等。 汽车及铁路交通运输行业:汽车壳体及其他部件,全塑微型汽车,大型客车的车体外壳、车门、内板、主柱、地板、底梁、保险杠、仪表屏,小型客货车,以及消防罐车、冷藏车、拖拉机的驾驶室及机器罩等;在铁路运输方面,有火车窗框、车内顶弯板、车顶水箱、厕所地板、行李车车门、车顶通风器、冷藏车门、储水箱,以及某些铁路通讯设施等;在公路建设方面,有交通路标、路牌、隔离墩、公路护栏等等。
船艇及水上运输行业:内河客货船、捕渔船、气垫船、各类游艇、赛艇、高速艇、救生艇、交通艇,以及玻璃钢航标浮鼓及系船浮筒等等。 电气工业及通讯工程:有灭弧设备、电缆保护管,发电机定子线圈和支撑环及锥壳,绝缘管、绝缘杆,电动机护环,高压绝缘子,标准电容器外壳,电机冷却用套管,发电机挡风板等强电设备;配电箱及配电盘,绝缘轴,玻璃钢罩等电器设备;印刷线路板、天线、雷达罩等电子工程应用。
近年来,随着科学技术的发展,以及人民生活水平的提高,许多民用玻璃钢产品大量地被开发,例如许多城市雕塑、工艺美术造型,快餐桌椅、摩托车部件、玻璃钢花盆、安全帽、*游乐设备、家用电器外壳等,都成功地被大量应用。 。