新型桥架支架系统-重庆黑曜科技有限公司

新型桥架支架系统

复合材料概述：

FRP （ Fiber Reinforced Polymer ）纤维增强复合材料，主要由增强作用的纤维和粘结作用的基体树脂按一定的比例混合后形成的。

各种材料在性能上互相取长补短，产生协同效应，使复合材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求。

纤维增强材料的种类：

玻璃纤维：通常用于大多数海洋，交通，工业和民用领域

碳纤维：通常用于航空航天/飞机/军事和汽车应用

玻璃纤维复合材料的特性：

玻璃纤维复合材料 (GFRP), 是各向异性的，而钢或铝是各向同性的。因此,复合材料是有方向性的，这意味着在沿着纤维的方向上具有最好的机械性能。

玻璃纤维复合材料 (GFRP) 不仅强度高，还能解决化学工业和腐蚀性环境中耐久性的问题。在这些领域，传统的金属产品会迅速变质或产生持续的维护问题。 GFRP是一种简便且经济高效的解决方案。

复合材料组成

玻璃纤维复合材料包括：

• 树脂：作为一种胶黏剂将纤维粘合在一起，树脂的主要功能是在增强纤维之间传递应力，并保护纤维免受机械和环境损害。玻璃纤维产品生产中最常用的树脂是聚酯（邻苯和间苯）,乙烯基酯，环氧树脂，聚氨酯和酚醛树脂。

• 增强材料：纤维或增强材料的主要功能是沿纤维长度方向承载载荷，以提供一个方向的强度和刚度。在最终产品的加载方向上增强材料可以定向的提供所需的性能。用量最大的增强材料是玻璃纤维。

• 填料：填料用于提高复合材料的性能，降低复合材料的成本，并改善收缩率、表面光洁度和抗裂性等性能。

• 添加剂：添加剂改善了聚合物树脂的性能，使制品获得更好的加工性能和耐久性能。所有这些组成材料或成分在最终产品的加工和最终性能中起着重要作用。增塑剂、引发剂、光稳定剂和阻燃剂都是常见的添加剂。

玻璃纤维复合材料拉挤工艺流程示意图

玻璃纤维复合材料的特性和优势：

• 高拉伸和压缩强度：比强度是普通钢材的20倍，根据美国材料试验学会ASTM D2584标准，拉挤玻璃纤维产品的最小玻璃纤维含量为65%(重量)

• 重量轻、安装成本低：钢材比重的25%,易于搬运。可用简单的切割和钻孔工具进行加工。

• 防火性能：根据美国材料试验标准ASTM E-84 1级和英国标准BS476第7部分1级和2级进行独立测试，并根据美国材料试验标准ASTM D635，自熄灭达到UL94 V-0级。

• 光洁度好，使用寿命长：所有完工表面光洁、富含树脂、无空隙、无裂缝。充分覆盖树脂，防止因磨损或风化而暴露。

• 抗紫外线：树脂中含有完整的紫外线抑制剂和聚酯表面毡，能有效防止紫外线造成的损害。

• 树脂和颜色范围：间苯二甲酸聚酯是标准树脂，可根据要求提供邻苯二甲酸聚酯、乙烯基酯，环氧树脂，聚氨酯树脂和酚醛树脂。颜色应在玻璃纤维增强塑料单元内整体着色。

• 稳定的工作温度：在0℃至45℃的温度范围内稳定，对恶劣的污水环境呈化学惰性，在阳光直射下稳定。

• 良好的绝缘性能：不导电和非磁性，不要求接地。

• 低导热率：无冷凝问题，有效降低能耗。

• 良好的抗冲击性：高应力下无永久变形。

• 良好的耐腐蚀性：不受各种腐蚀性环境和化学品的影响。特别适用于近海和海洋环境中的恶劣条件。

• 低维护成本：无腐蚀性，免维护。

制造工艺：

复合材料行业的独特之处在于能够从许多不同的制造过程中创造出产品。复合材料制造商可以采用多种工艺来生产成本效益高的产品。

拉挤成型工艺：

拉挤成型是制造具有横截面形状的复合材料的连续过程。该工艺包括将纤维增强材料通过树脂浸渍槽和成型模具。

模具的尺寸和形状将决定正在制造的成品外形。

在金属模具内部，热量通过精确的温度控制传递给增强材料和液态树脂。热能激活热固性树脂的固化或聚合，使其从液态变为固态。

固体层压材料从拉挤模具中出现，形成模具型腔的精确形状。层压材料冷却后固化，并连续通过拉挤机拉伸，切割成所需长度。

该过程由位于模具出口和切割机之间的履带或牵引系统驱动。

拉挤型材：

包括工字钢、槽钢、角钢、扁条、工业格栅用槽口杆、电缆槽和电缆梯、电缆支架和电绝缘实心杆等。

已经可以进行机械和物理性能测试。下表显示了一些常用材料的特性。

常用材料的力学和物理性能比较

测试和实验室的照片

不锈钢和玻璃钢电缆桥架的比较

项目	特征	不锈钢	GFRP
1	重量	较重	重量轻，在相同厚度下大约为不锈钢的20 - 30%，降低了支架的载荷要求。
2	加工	需要电动和重型工具	可用手工工具进行简单、容易的切割和钻孔。
3	切割边缘	去毛刺或锉锐边，工作有一定危险性。	没有去毛刺或锉锐边，工作更安全。
4	接地	必需且昂贵	优良的绝缘体，不需要接地，工作安全性更高。
5	安装时间	由于以上第1) - 4)项的原因，安装时间更长。	比不锈钢安装时间快30 - 40 %。
6	耐腐蚀性	不锈钢的应力、点蚀和化学腐蚀。	对比不锈钢显示出优异的耐腐蚀性，尤其是在近海出现的盐水、氯或H2S时。良好的耐酸碱化学腐蚀能力。
7	电化腐蚀	双金属效应发生在与碳钢支架接触期间。	非金属材料不会产生双金属效应。
8	抗冲击强度	因高冲击负荷而永久变形。	拉伸、弯曲和压缩强度大约是不锈钢的20倍，在载荷下不会永久变形，承受更大的力而不会损坏。
9	导热性	传导热量，在室外环境中安装电缆有风险。	优异的隔热性能，导热系数仅为不锈钢的1/60。
10	火花危险	会产生火花	不产生火花，可安装在任何危险区域。
11	维护成本	由于应力、点蚀和化学腐蚀，维护成本高于GFRP。	没有氯和硫的化学腐蚀，GFRP耐腐蚀，免维护超过30年。
12	价格	价格高	价格较低

镀锌钢和玻璃钢电缆容器的比较

项目	特征	镀锌钢	GFRP
1	重量	较重	重量轻，在相同厚度下大约为镀锌钢的20 - 30%，降低了钢桥的载荷要求。
2	加工	需要电动和重型工具。	用手工工具进行更简单、更容易的切割和钻孔。
3	切割边缘	去毛刺或锉锐边，对工作更危险。	没有去毛刺或锉锐边，更安全的工作。
4	接地	必需且昂贵。	优良的绝缘体，不需要接地和更好的工作安全性。
5	安装时间	由于以上第1) - 4)项的原因，安装时间更长。	比不锈钢安装时间快30 - 40 %。
6	耐腐蚀性	较好	好，对比镀锌钢显示出优异的耐腐蚀性
7	电化腐蚀	双金属效应发生在与碳钢支架接触期间。	非金属材料不会产生双金属效应。
8	抗冲击强度	因高冲击负荷而永久变形。	在载荷下不会永久变形，承受更大的力而不会损坏。
9	导热性	传导热量，在室外环境中安装电缆有风险。	优异的隔热性能，导热系数低。
10	火花危险	会产生火花	不产生火花，可安装在任何危险区域，无需关闭昂贵的设备。
11	维护成本	较高	低，没有氯和硫的化学腐蚀，玻璃钢耐腐蚀，免维护超过30年。
12	价格	较高	性价比优势大

不锈钢腐蚀的种类：

通常，不锈钢的腐蚀是由大气中腐蚀性介质的化学侵蚀引起的。腐蚀均匀而逐渐地传递，大部分是可见的，并且是可检查的。

1）电化腐蚀

当两种金属在电解质中产生电位差时，就会发生电的流作用，导致电位较低的金属(阳极)腐蚀并牺牲自身，保护电位较高的金属(阴极)。电位差越高，贵金属相对于低贵金属的接触面积越大，这种接触腐蚀对阳极的侵蚀就越严重。钝化奥氏体不锈钢相对较高，而紧固件相对于结构通常具有较小的接触面。

不锈钢

2）点式腐蚀

可能会形成局部孔洞，快速深入材料，导致产品突然受到严重腐蚀。这种类型的腐蚀尤其出现在卤素(氯化物)环境中，例如海洋气候和微咸水。

点式腐蚀

高压气体发生器电缆支架的腐蚀问题

316不锈钢电缆槽和支撑系统出现点蚀和化学腐蚀

NB标准

典型属性：

物理性能	测试方法	单位	平均值
密度	GB/T 1463	g/cm3	1.8
抗拉强度	GB/T 1447	Mpa	≥150
弯曲强度	GB/T 1449	Mpa	≥150
冲击强度	GB/T 2423.55	J	10
巴氏硬度	GB/T3854	--	50
氧指数（阻燃1级）	GB/T 8924	%	32
氧指数（阻燃2级）	GB/T 8924	%	26

典型电缆桥架安全工作载荷（SWL）表

耐化学性数据

化学环境	乙烯基酯		间苯		邻苯
化学环境	%浓度	最高工作温度F / oC	%浓度	最高工作温度F / oC	%浓度	最高工作温度F / oC
乙酸	50	180 / 82	50	125 / 52	25	N/R
氢氧化铝	100	180 / 82	100	160 / 71	ALL	-
氯化铵	ALL	210 / 99	ALL	170 / 77	ALL	-
碳酸氢铵	50	160 / 70	15	125 / 52	ALL	-
氢氧化铵	28	100 / 38	28	N/R	ALL	N/R
硫酸铵	ALL	210 / 99	ALL	170 / 77	ALL	-
苯	ALL	N/R	ALL	N/R	ALL	N/R
苯甲酸	SAT	210 / 99	SAT	150 / 66	ALL	77 / 25
硼砂	SAT	210 / 99	SAT	170 / 77	ALL	-
碳酸钙	ALL	180 / 82	ALL	170 / 77	ALL	-
硝酸钙	ALL	210 / 99	ALL	180 / 82	ALL	-
四氯化碳	100	150 / 65	100	N/R	100	N/R
氯水	SAT	200 / 93	SAT	80 / 27	SAT	N/R
柠檬酸	ALL	210 / 99	ALL	170 / 77	ALL	77 / 25
氯化铜	ALL</p&gt

复合材料电缆桥架

产品规格：

由聚酯树脂或乙烯基酯树脂制成。

符合 BS 476标准第 7章 1/2级，国家能源局NBT 10287-2019《玻璃钢电缆桥架》。

GFRP 或316不锈钢连接器配合316不锈钢紧固件。

所有附件都通过标准连接器连接。

标准长度3m，非标准宽度、长度、高度和隔间可订制。

316不锈钢弹簧螺母固定。

产品特性：

• 耐腐蚀 • 防火 • 抗紫外线 • 重量轻 • 耐久性 • 安装简便

产品型号

型号	高度(mm)	宽度(mm)	长度(m)
T50 - 50	50	50	3 & 6
T50 - 100	50	100	3 & 6
T50 - 150	50	150	3 & 6
T50 - 200	50	200	3 & 6
T50 - 300	50	300	3 & 6
T50 - 400	50	400	3 & 6
T50 - 600	50	600	3 & 6
T80 - 50	80	50	3 & 6
T80 - 100	80	100	3 & 6
T80 - 300	80	300	3 & 6
T80 - 500	80	500	3 & 6
T100 - 100	100	100	3 & 6
T100 - 150	100	150	3 & 6
T100 - 200	100	200	3 & 6

应用场景

连接器

材质: GFRP / 316不锈钢 / 热浸镀锌, 配合316 不锈钢紧固件

80mm高桥架用8孔连接片，50mm高桥架用4孔连接片

高阻燃电缆桥架配件

聚氨酯电缆桥架

特性

材料：聚氨基甲酸酯（简称聚氨酯）、玻璃纤维，毡做结构增强。
性能特点：

无苯乙烯残留（环保性更优）、优异的拉伸特性、抗冲击性和耐腐蚀性。其典型拉伸强度约880Mpa，拉伸模量约30.23Gpa，断裂伸长率为7.5%以上。经过发泡的聚氨酯复合材料还可减重达20%。与不饱和聚酯、乙烯基酯等其他树脂相比，聚氨酯全面提高了产品的物理性能。聚氨酯的强度和刚度性能比不饱和聚酯树脂高2-5倍。

聚氨酯复合电缆桥架经加工和冲切的边缘显现极少甚至没有微裂纹，表面很硬，空隙率低，有利于后道加工如钻孔、机械加工和装配等作业。与不饱和聚酯、乙烯基酯等树脂拉挤产品相比，用聚氨酯拉挤在现场施工方便程度上，以及使用年限上具有一定的优势。

应用领域：主要用于公路、桥梁、隧道、港口、机场等工程建设的施工中的电力、通讯电缆的保护。

规格	长度L (mm)	宽度W (mm)	高度H(mm)	壁厚t(mm)
PCT200-100-2	4000	200	100	2
PCT250-150-2	4000	250	150	2
PCT300-150-2	4000	300	150	2
PCT306-160-2	4000	306	160	2
PCT370-240-2.5	2000	370	240	2.5

各项性能指标均符合JT/T 1034-2016《公路用聚氨酯复合电缆桥架》标准

序号	项目	单位	技术要求
1	纵向拉伸强度	Mpa	≥560
2	纵向弯曲强度	Mpa	≥720
3	冲击强度	kJ/m2	≥200
4	密度	g/cm3	≥1.9
5	巴柯尔硬度	—	≥45
6	负荷变形温度	°C	≥150
7	氧指数	%	≥28

复合材料支架

特性

材料：聚酯脂或乙烯基酯树脂耐火性
良好的耐腐蚀性能
轻质, 易于操作和安装

复合材料支架配件

玻璃钢螺纹组件

提供的螺纹部件尺寸为M6、M8、M10、M12和M16。
不建议将GFRP螺纹部件与钢或涂层钢梁夹和螺母一起使用，螺纹啮合不足会导致螺纹剪切破坏。

不锈钢螺纹组件

不锈钢316和304六角头螺钉、盘头螺钉、弹簧螺母、六角螺母、锚栓、螺杆、平垫和弹簧垫圈，尺寸为M6、M8、M12和M16。

聚氨酯支架及属性

聚氨酯支架

产品符合《 TCECS10019-2019聚氨酯拉挤复合材料支架系统》标准

聚氨酯支架属性

物理性能	测试方法	单位	要求值
纵向抗拉强度	GB/T 1447	MPa	≥900
纵向弯曲强度	GB/T 1449	MPa	≥900
纵向弯曲弹性模量	GB/T 1449	GPa	≥25
纵向压缩强度	GB/T 1448	MPa	≥300
层间剪切强度	JC/T 773	MPa	≥40
纵向螺栓连接挤压强度	GB/T 7559	MPa	≥200
纵向螺栓连接挤压强度	GB 30968.1	MPa	≥200
巴柯尓硬度	GB/T3854	--	≥50
树脂不可溶分含量	GB/T 2576	%	≥90
玻璃化转变温度	GB/T 22567	℃	≥95
吸水率	GB/T 1462	%	≤0.6
氧指数	GB/T 8924	%	32
垂直燃烧	GB/T 2408	--	V-0级
烟密度等级（SDR）	GB/T 8627		≤75
单臂垂直极限荷载	T/CECS 10019	kN	≥3.0
单臂横向极限荷载	T/CECS 10019	kN	≥1.2