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玻璃钢FRP(FiberReinforcedPlastics)即纤维强化塑料,一般指用玻璃纤维增强不饱和聚脂、环氧树脂与酚醛树脂基体。据中国环氧树脂行业协会专家介绍,以玻璃纤维或其制品作增强材料的增强塑料,称谓为玻璃纤维增强塑料或称玻璃钢。由于所使用的树脂品种不同,因此有聚酯玻璃钢、环氧玻璃钢、酚醛玻璃钢之称玻璃钢学名玻璃纤维增强塑料。它是以玻璃纤维及其制品(玻璃布、带、毡、纱等)作为增强材料,以合成树脂作基体材料的一种复合材料。复合材料的概念是指一种材料不能满足使用要求,需要由两种或两种以上材料复合在一起,组成另一种能满足要求的材料,即复合材料。例如单一种玻璃纤维虽然强度很高,但纤维间是松散的只能承受拉力,不能承受弯曲、剪切和压应力,还不易做成固定的几何形状、是松软体。如果用合成树脂把它们粘合在一起,可以做成各种具有固定形状的坚硬制品,既能承受拉应力,又可承受弯曲、压缩和剪切应力。这就组成了玻璃纤维增强的塑料基复合材料。由于其强度相当于钢材又含有玻璃组分,也具有玻璃那样的色泽、形体、耐腐蚀、电绝缘、隔热等性能,象玻璃那样——形成了通俗易懂名称“玻璃钢”。随着我国玻璃钢事业的发展,新型纤维制成的增强塑料,是一些高性能纤维增强复合材料,再用玻璃钢这个俗称就无法概括了。考虑到历史的由来和发展,通常采用玻璃钢复合材料,这样一个名称就较全面了。
另外还有以下优点——可带土顶进:由于外表光滑、顶力较小,即使带土顶进顶力也不是太大,在实际施工中由于土质大部分是砂土,以及考虑对桥墩的影响,一般采用带土顶进方法通过,而如采用砼管则势必低头而无法通过;管外表与土之间基本无内聚力,顶进中不死管。而砼管外表与土之间有很大的内聚力,顶进中易死管;使用机具简单、不需大型设备,重量轻、运输吊装费用少。本次工程卸管使用小型汽车吊车,下管用5t电动葫芦,顶进用2个400t油压千斤顶,大大节省了机具费用,而砼管的重量约是玻璃钢夹砂管的10~15倍,运输、吊装费用高;玻璃钢夹砂管耐腐蚀性能优异、寿命长,几乎不用保修、需维护,确保使用寿命达50年,而砼管的钢筋锈蚀问题严重影响使用寿命。据中国环氧树脂行业协会专家介绍,玻璃钢夹砂顶管在使用过程中,显示出了众多的优越性,尤其是在城市立交桥下面这样复杂地段的试用成功,解决了传统管材所不能解决的技术困难,值得总结经验、大力推广使用。
(三)设计技术 1、设计参数的确定 根据沈阳市崇山路顶管工程玻璃钢夹砂顶管的具体使用条件,确定管径、管材刚度级别、土壤参数、设计载荷(包括内压、负压、管顶垂直静土压载荷、地面车辆活载荷、堆土载荷)等设计参数,为玻璃钢夹砂顶管的结构计算提供理论计算依据。 2、玻璃钢夹砂顶管结构计算 依据已选定的设计条件和设计参数,按照我国建材行业标准《玻璃纤维缠绕增强热固性树脂加砂压力管》(JC/T838-1998)和《顶管施工技术》,以及计算机非线性有限元数值,计算进行玻璃钢夹砂顶管的结构计算。管材结构计算包括顶力强度、刚度、挠曲变形、弯曲强度、稳定性分析、地震强度,分析等计算、分析与校核,据中国环氧树脂行业协会专家介绍,本工程设计各项性能指标全部达到国家,有关玻璃钢夹砂管道标准要求,以及本工程玻璃钢夹砂顶管的特殊要求,主要技术参数和检验报告见附件。
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