[发明专利]一种具有原位检测功能的桥面板制备装置及其制备方法

说明书

本发明公开了一种具有原位检测功能的桥面板制备装置及其制备方法，包括具有原位检测功能的复合材料面层，泡沫夹芯层，格构腹板，在桥面板的面层层间植入碳纳米管界面传感器，所述的碳纳米管界面传感器与桥面板通过真空辅助成型工艺整体一次性成型，利用格构腹板提高复合材料面层与芯材的整体性，提高桥面的力学性能，传统混凝土，钢结构材料建造的桥面板具有自重大，易腐蚀等缺点。本发明具有轻质高强，耐盐耐腐蚀，降低结构维护费用，可工厂化生产，现场拼装等优点，可广泛应用于各类桥梁工程中。

技术领域

本发明属于土木工程技术领域，具体涉及一种具有原位检测功能的桥面板制备装置及其制备方法。

背景技术

复合材料夹层结构是由上下层复合材料面层和轻质芯材，格构腹板组合而成，芯材主要包括蜂窝芯材和聚氨 酯泡沫芯材等。与传统的混凝土桥面板相比，无疑是减轻了桥面的自重，提高了耐久性，与普通复合材料层合板相比，夹层结构在增重较小的情况下，可以大幅提高结构的力学性能，而格构腹板可以加强复合材料面层与中间泡沫芯材的连接，起着抗剥离作用，芯材主要起着抗压与抗剪作用，而格构腹板和中间泡沫芯材可以改善结构内力分布。该桥面板具有拼装简便，易于更换等优点。

工程结构构件在服役的过程中，不可避免的会受到外界荷载，环境的影响进而对结构造成损伤。传统混凝土桥梁的损伤为钢筋锈蚀，混凝土碳化，碱骨料反应等，日常维护消耗大，而采用复合材料为桥面板则可以规避传统混凝土桥梁的质量通病。复合材料的损伤可以分为纤维断裂，界面分层等，易于发现的损伤可及时发现并修补，而对于一些不易于发现的损伤未能及时发现修复，可能会导致灾难性的事故发生。

复合材料损伤检测主要分为两大类：离线检测与实时检测，离线检测主要手段为射线检测，涡流检测，声发射等，该方法测量精度准，但是在检测时段需要设备停工或者拆卸设备。对于如今快节奏的社会来说，设备停工将会让社会承受巨大的经济损失。在线检测可不停机检测，主要技术手段为光纤传感器，应变传感器等，但其均不能与结构完美结合在一起。而本发明的碳纳米管传感器可以与桥面板一体成型，植入材料内部，对结构的力学性能还有一定的提升。

发明内容

本发明提出了一种具有原位检测功能的桥面板制备装置及其制备方法，具有轻质高强，耐盐耐腐蚀，降低结构维护费用，可工厂化生产，现场拼装等优点，可广泛应用于各类桥梁工程中。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种具有原位检测功能的桥面板制备装置，其包括碳纳米管界面传感器制备装置和具有原位检测功能的格构腹板增强泡沫夹芯复合材料桥面板的制备装置，所述具有原位检测功能的格构腹板增强泡沫夹芯复合材料桥面板的制备装置包括复合材料面层、植入面层的碳纳米管界面传感网络、泡沫芯材、格构腹板和电信号采集系统，所述碳纳米管界面传感网络包括溶液配制槽、超声波分散模块、浸泡装置和烘干装置，所述碳纳米管界面传感器制备装置包括工作台和真空泵，所述真空泵旁设有树脂收集箱，所述树脂收集箱与真空泵之间设有连接管一，所述树脂收集箱的一侧设有工作台，所述工作台的上部设有真空袋，所述真空袋与树脂收集箱之间设有连接管二，所述工作台侧面上设有收集箱。

在本发明的具有原位检测功能的桥面板制备装置中，所述真空袋内部设有纤维材料、导流网、泡沫夹芯、脱模布、纤维布和碳纳米管界面传感网络，所述导流网和脱模布位于泡沫夹芯的上方。

在本发明的具有原位检测功能的桥面板制备装置中，所述纤维布、碳纳米管界面传感网络和纤维材料位于泡沫夹芯的下部，所述真空袋呈梯形结构，且所述真空袋顶面上设有树脂注入孔，所述工作台的一侧设有树脂存储箱，所述树脂存储箱与树脂注入孔之间设有注入管一。

在本发明的具有原位检测功能的桥面板制备装置中，所述格构腹板与复合材料面层相互垂直，所述泡沫夹芯材位于复合材料面层的下部，所述格构腹板设有设有上面层、中面层和底面层。