本實用新型涉及一種組合式復(fù)合材料承重支架。

背景技術(shù)：

目前在電力(纜)隧道、電力(纜)溝、地鐵、城市共同溝、公路鐵路橋梁、工業(yè)設(shè)施等結(jié)構(gòu)中大量使用的承重支架產(chǎn)品大多為金屬合金鋼材質(zhì)，具有自重大、易銹蝕、壽命短、易形成磁場閉合環(huán)流及弧光、維護成本高、焊接施工工況差等缺點；如使用不銹鋼材質(zhì)，成本又非常高。

部分工程也使用了由SMC模壓工藝制作的玻璃纖維增強不飽和樹脂(聚酯樹脂)的復(fù)合材料支架產(chǎn)品，但這類產(chǎn)品受成型工藝限制，只能選擇短切纖維作為增強材料，同時纖維含量也較少，產(chǎn)品力學(xué)性能較低，脆性大，生產(chǎn)效率低，同時其長期耐候性能也較差。由于上述缺陷，使得該類產(chǎn)品在以往部分工程中效果不盡如人意。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型提供一種由連續(xù)長纖維增強材料及熱固性樹脂經(jīng)拉擠成型工藝制作的用于隧道、共同溝、地鐵、工井、公路鐵路橋梁、工業(yè)設(shè)施等領(lǐng)域的復(fù)合材料承重支架，具有質(zhì)輕、耐銹蝕、壽命長、成本低、力學(xué)性能好、耐候性強等優(yōu)點。

為解決上述技術(shù)問題，本實用新型所采用的技術(shù)方案如下：

一種組合式復(fù)合材料承重支架，包括立柱、連接件和托臂，托臂通過連接件連接在立柱上；立柱和托臂均分別為直柱或弧形等結(jié)構(gòu)；立柱和托臂的橫截面均分別為凹槽結(jié)構(gòu)、矩形、圓形或弧形中的一種或兩種以上形狀復(fù)合的結(jié)構(gòu)。

上述承重支架制作方便，能滿足各種需求。

本申請立柱和托臂均由熱固性樹脂和連續(xù)纖維經(jīng)拉擠工藝制備而成；其中，熱固性樹脂為聚氨酯、環(huán)氧樹脂、乙烯基樹脂、不飽和樹脂或酚醛樹脂；拉擠工藝在速度為0.1-3m/min、各段溫度為60℃-200℃的條件下成型，并在溫度為50℃-250℃的條件下固化。

拉擠工藝主要采用液壓式設(shè)備，另外還包括履帶式及其他形式設(shè)備，采用常規(guī)及注射式注膠工藝，在0.1-3m/min，各段溫度在60℃-200℃條件下成型，并根據(jù)需要進行后固化，固化溫度為50℃-250℃。

本申請采用拉擠工藝可以連續(xù)生產(chǎn)，使生產(chǎn)效率得到大幅提升，且通過模具進行高溫固化，過程中通過擠壓，可以控制產(chǎn)品的樹脂含量，具有高纖維含量的優(yōu)點，可達85％左右，這樣賦予了制品較高力學(xué)性能，且通過控制模具的型腔結(jié)構(gòu)，可以制作多種結(jié)構(gòu)類型的立柱和托臂，產(chǎn)品的可設(shè)計性強。

使用時，通過卡箍或其他夾具將需要承重的物體固定在托臂上即可。

為了進一步保證所得承重支架的力學(xué)性能和耐腐蝕性，優(yōu)選，立柱和托臂中連續(xù)纖維的體積含量為50％-85％。

為了進一步保證所得承重支架的力學(xué)性能、耐腐蝕性和輕質(zhì)性，優(yōu)選，熱固性樹脂主要采用聚氨酯樹脂和環(huán)氧樹脂，也可以采用環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、乙烯基樹脂或不飽和聚酯樹脂等；連續(xù)纖維主要采用玻璃纖維、碳纖維，還包括芳綸纖維、玄武巖纖維或混雜纖維；連續(xù)纖維的形式可為連續(xù)纖維紗線、氈、布或帶。

為了方便需要承重的物體的安裝，優(yōu)選，立柱和托臂均為至少一面設(shè)有內(nèi)凹卡槽的結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)設(shè)計組裝或安裝時不需要在立柱或托臂上進行開孔，同時可輕松實現(xiàn)托臂高度位置的自由調(diào)節(jié)。

這樣便于固定卡箍或其他夾具，從而方便卡箍或其他夾具來固定需要承重的物體。且這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)計可以可固定多個固定卡箍或其他夾具，不同卡箍或夾具之間的距離易調(diào)節(jié)，并且可以采用設(shè)計拉擠模具而在多面都設(shè)計出該結(jié)構(gòu)以滿足實際使用的需要；另外該內(nèi)卡槽結(jié)構(gòu)還可以安裝例如支撐連接件等其他輔件。

為了保證承重支架的力學(xué)性能，同時滿足質(zhì)輕、方便安裝的要求，優(yōu)選，內(nèi)凹卡槽寬度為0.5cm-10cm，壁厚為0.2cm-2cm。

為了方便操作，同時保證承重支架的連接強度，優(yōu)選，連接件為增強連接件、支撐連接件、緊固插接件或增強套筒中的至少一種；

當(dāng)連接件為增強連接件，增強連接件包括相對設(shè)置在立柱與托臂連接處兩面的兩塊連接板，托臂通過貫穿兩塊連接板和立柱的螺栓及貫穿兩塊連接板和托臂的螺栓固定在立柱上；

當(dāng)連接件為支撐連接件，支撐連接件包括垂直相連的第一面板和第二面板，第一面板與立柱相連，第二面板與托臂相連；

當(dāng)連接件為緊固插接件，緊固插接件包括豎直部分和連接在豎直部分上水平部分，豎直部分為中空的筒狀，豎直部分套接在立柱外圍、并通過螺栓固定在立柱上；水平部分為中空結(jié)構(gòu)，水平部分套接在托臂外圍、并通過螺栓固定在托臂上；或者水平部分為與托臂截面契合的截面結(jié)構(gòu)，水平部分和托臂通過卯榫方式連接；

當(dāng)連接件為增強套筒，立柱的橫截面為U型的凹槽結(jié)構(gòu)，增強套筒為環(huán)狀結(jié)構(gòu)，托臂的一端端部套接增強套筒、并置于立柱的凹槽內(nèi)；托臂通過貫穿立柱、增強套筒和托臂的螺栓固定在立柱上。

上述連接件均可實現(xiàn)任意調(diào)節(jié)托臂水平高度；緊固插接件可以采用金屬件也可以通過模壓成型制作，該緊固插接件設(shè)計為兩個部分，通過螺栓與立柱或托臂相對固定，通過調(diào)節(jié)螺栓松緊及上下移動緊固插接件可自由調(diào)節(jié)托臂的水平高度位置或左右轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)托臂的方向。

為了進一步保證立柱和托臂之間的連接強度，優(yōu)選，增強套筒和托臂之間為緊配合，增強套筒和立柱之間為緊配合。

增強連接件、支撐連接件、緊固插接件或增強套筒可采用模壓、注塑成型制作的非金屬件或訂制的金屬件等。

本實用新型未提及的技術(shù)均參照現(xiàn)有技術(shù)。

本實用新型專利公開了一種采用連續(xù)長纖維增強熱固性樹脂及拉擠工藝制作的組合式復(fù)合材料承重支架，可廣泛應(yīng)用于電力隧道、地鐵、共同溝、鐵路、橋梁、水利等領(lǐng)域的電纜線、管道的承重和支撐；具有耐腐蝕性強、抗老化性能優(yōu)、強度高、韌性好、自重輕、不導(dǎo)電、施工效率高、環(huán)境友好等優(yōu)點，在實際工作環(huán)境中能夠滿足較高承重、耐腐蝕、阻燃及潮濕等工況環(huán)境要求，避免了金屬件易銹蝕及后期維護量大等缺點；本申請結(jié)構(gòu)為組合式，可根據(jù)需要靈活拆裝，無需焊接；本申請采用拉擠工藝生產(chǎn)各部件，拉擠工藝生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品的纖維含量高，可達80％及以上，產(chǎn)品的縱向強度高，并可以通過在表面加氈來提高橫向強度，可設(shè)計性及可加工性強。

附圖說明

圖1為實施例1組合式復(fù)合材料承重支架結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為實施例1所用立柱立體圖；

圖3為實施例1所用托臂立體圖；

圖4為增強套筒立體圖；

圖5為實施例2組合式復(fù)合材料承重支架結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為實施例2所用立柱立體圖；

圖7為實施例2所用托臂立體圖；

圖8為增強連接件立體圖；

圖9為連接板立體圖；

圖10為實施例3組合式復(fù)合材料承重支架結(jié)構(gòu)示意圖；

圖11為實施例4組合式復(fù)合材料承重支架結(jié)構(gòu)示意圖；

圖12為實施例4中雙面設(shè)有內(nèi)凹卡槽的托臂的立體圖；

圖13為緊固插接件立體圖；

圖14為支撐連接件立體圖；

圖中，1為立柱，2為托臂，3為增強套筒，4為增強連接件，5為緊固插接件，6為支撐連接件，7為卡箍，8為重物。

具體實施方式

為了更好地理解本實用新型，下面結(jié)合實施例進一步闡明本實用新型的內(nèi)容，但本實用新型的內(nèi)容不僅僅局限于下面的實施例。

立柱和托臂的制備：

立柱和托臂均由熱固性樹脂和連續(xù)纖維經(jīng)拉擠工藝制備而成。

立柱和托臂中連續(xù)纖維的體積含量為50％-85％。

熱固性樹脂包括聚氨酯、環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、乙烯基樹脂或不飽和聚酯樹脂；連續(xù)纖維包括玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維、玄武巖纖維或混雜纖維；連續(xù)纖維的形式可為連續(xù)纖維紗線、氈、布或帶。

實施例1

一種組合式復(fù)合材料承重支架，包括立柱、連接件和托臂，托臂通過連接件垂直連接在立柱上；

立柱和托臂均分別為直柱型；立柱的橫截面為U型，壁厚為0.8cm，托臂的橫截面為矩形，壁厚為0.5cm；

連接件為增強套筒，立柱的橫截面為U型的凹槽結(jié)構(gòu)，增強套筒為環(huán)狀結(jié)構(gòu)，托臂的一端端部套接增強套筒、并置于立柱的凹槽內(nèi)；托臂通過貫穿立柱、增強套筒和托臂的螺栓固定在立柱上；增強套筒和托臂之間為緊配合，增強套筒和立柱之間為緊配合；

使用時，重物通過卡箍或其他夾具安裝在托臂上；

立柱與建筑結(jié)構(gòu)之間可采取機械錨固或通過膠粘劑粘接的方式予以垂直安裝固定；

立柱和托臂(纖維體積含量70％)的制備：

原料樹脂：聚氨酯樹脂Baydur^TM Pul2500或Voraforce TP1200；纖維：玻璃纖維紗366或Pulstrand^TM 4100；工藝：注射式拉擠；三段溫度：135℃、145℃、155℃；拉擠速度：1.5-1.8m/min。

表1實施例1所得組合式復(fù)合材料承重支架的性能表

實施例2

與實施例1基本相同，所不同的是：立柱和托臂的橫截面均為C型,槽寬度均為5cm，壁厚均為1cm；連接件為增強連接件，增強連接件包括相對設(shè)置在立柱與托臂連接處兩面的兩塊連接板，托臂通過貫穿兩塊連接板和立柱的螺栓及貫穿兩塊連接板和托臂的螺栓固定在立柱上；

用形狀為L型的連接板一面通過貫穿兩塊連接板和立柱的螺栓固定在連接板的表面，連接板另一面與建筑物錨固連接，連接板的一面、另一面指相互垂直的兩外側(cè)面；

立柱和托臂(纖維體積含量85％)的制備：

原料：樹脂：聚氨酯樹脂STR 2000或STR 3000；纖維：碳纖維紗SY49或STS40；工藝：注射式拉擠；三段溫度：135℃、155℃、185℃；拉擠速度：1.8-2.2m/min。

表2實施例2所得組合式復(fù)合材料承重支架的性能表

實施例3

與實施例2基本相同，所不同的是：立柱和托臂的橫截面均為C型,槽寬度均為8cm，壁厚均為1.8cm；連接件為緊固插接件，緊固插接件包括豎直部分和連接在豎直部分上水平部分，豎直部分為中空的筒狀，豎直部分套接在立柱外圍、并通過螺栓固定在立柱上；水平部分為中空結(jié)構(gòu)，水平部分套接在托臂外圍、并通過螺栓固定在托臂上；

立柱和托臂(纖維體積含量75％)的制備：

原料：樹脂：環(huán)氧樹脂DOW 0430或P411；纖維：玻璃纖維紗366或399或SE8380；工藝：常規(guī)拉擠；三段溫度：135℃、145℃、155℃，拉擠速度：0.3-0.5m/min。

表3實施例3所得組合式復(fù)合材料承重支架的性能表

實施例4

與實施例1基本相同，所不同的是：立柱的一面設(shè)有內(nèi)凹卡槽，托臂的一面或相對的雙面均設(shè)有內(nèi)凹卡槽，槽寬度均為9cm，壁厚均為1.9cm；托臂上的卡槽可用于卡箍或夾具的安裝和固定；

連接件為支撐連接件和緊固插接件；

支撐連接件包括垂直相連的第一面板和第二面板，第一面板與立柱相連，第二面板與托臂相連；

緊固插接件包括豎直部分和連接在豎直部分上水平部分，豎直部分為中空的筒狀，豎直部分套接在立柱外圍、并通過螺栓固定在立柱上；水平部分為中空結(jié)構(gòu)，水平部分套接在托臂外圍、并通過螺栓固定在托臂上。

立柱和托臂的制備：

原料：樹脂：聚氨酯樹脂Baydur^TMPul2500或Voraforce TP1200；纖維：玻璃纖維紗366或Pulstrand^TM 4100；工藝：注射式拉擠；三段溫度：135℃、145℃、155℃；拉擠速度：1.5-1.8m/min。

實施例5

與實施例4基本相同，所不同的是：緊固插接件的水平部分為與托臂截面契合的截面結(jié)構(gòu)，水平部分和托臂通過卯榫方式連接。