[发明专利]一种水中桥墩浇筑式聚氨酯复合材料防撞围栏及其制备方法

说明书

本发明属于桥梁建筑领域，具体涉及一种水中桥墩浇筑式聚氨酯复合材料防撞围栏及其制备方法。本发明的技术方案是由A组分、B组分、C组分及石子组成，最外层为起定型作用的玄武岩纤维增强塑料套筒。A组分：87～94份水玻璃，5～2份丙三醇，3～2份三异丙醇胺，4～1.5份水，1～0.5份CUCAT‑WN催化剂；B组分：75～81份PAPI，15～12份聚氨酯预聚体，3～2份邻苯二甲酸二辛酯，1～0.5份AUCAT‑101催化剂，1～0.5份CUCAT‑U2催化剂，1.5～1份消泡剂，2.5份抗水解剂，1～0.5份防霉剂；C组分：纤维束10～20份石子200～600份。将C组分纤维束拌入石子中，可一边放置石子加纤维束一边浇注A、B混合料，固化后即得，本发明具有耐水及防撞性能良好的特点。

技术领域

本发明属于桥梁建筑领域，具体涉及一种水中桥墩浇筑式聚氨酯复合材料防撞围栏及其制备方法。

背景技术

船撞桥事故在世界各地不断发生，船撞桥事故的频率远比人们想象的更高。船舶撞击是跨越航道的桥梁倒塌的主要原因之一，产生的后果极其严重：船毁人亡物失，造成航道受阻，陆上交通中断，污染水域环境。所以，对通航桥墩安装防撞设施是非常有必要的。目前国内外桥墩防撞设施种类较多，其基本原理是基于能量吸收、动量缓冲而设计的，每种防撞设施都有其特点和使用条件。具体来说防撞设施可分为两大类：一为间接式，其特点为：在桥墩之外另设防撞设施，桥墩不直接受力，让桥墩彻底回避船舶撞击的问题。如：桩群方式、薄壳筑砂围堰方式、人工岛方式等，一般适用于水浅、地质情况较好的场合。间接式防撞方法虽然一劳永逸，但会影响航道，且常常因为造价太高或者条件不具备而放弃。二为直接式，其特点为：撞击力经过缓冲后直接作用在桥墩上，如护弦方式、缓冲材料设施方式、缓冲设施工程方式及固定或浮式套箱防撞设施等。一般使用在航道较窄、水较深的场合，通常建造费用较省，土建工程量不大，因此直接式防撞成为一个很有现实意义的方法，也是近年来被研究较多的防撞类别。

中国近年来在大桥中常用的直接式抗撞设施为钢结构套箱或浮箱形式。但钢套箱刚度较大、易锈蚀、造价及维护费用高。试验研究证明用纤维复合材料结构作为能量吸收元件要比一些常用的金属材料结构具有较高的能量吸收能力，并且压溃载荷分布均匀。因此，有必要对纤维复合缓冲材料进行必要的研究与实验。

中国专利CN111593691A，公开了一种基于FRP和聚氨酯泡沫填充蜂窝状橡胶混凝土的桥墩防撞构件，包括FRP(连续纤维和热固性树脂复合而成的材料)套筒、聚氨酯泡沫和橡胶混凝土层。聚氨酯泡沫采用预制件，需要按照一定的规则安装在桥墩上才能进行橡胶混凝土的浇筑，施工过程繁琐。可应用于新建公路、水路桥梁的桥墩防撞。不适用与已建成的水路桥梁的桥墩防撞。

发明内容

本发明的目的针对上述现有技术中存在的问题，提供一种水中桥墩浇筑式聚氨酯复合材料防撞围栏及其制备方法。

一种水中桥墩浇筑式聚氨酯复合材料防撞围栏，所述防撞围栏设置在桥墩下部结构的外侧，外层为起定型作用的玄武岩纤维增强塑料套筒；玄武岩纤维增强塑料套筒与桥墩之间为起缓冲作用的聚氨酯复合材料缓冲层，由纤维增强水玻璃改性聚氨酯材料配合石料进行现场浇筑成型；其特征在于：所述的聚氨酯复合材料缓冲层由A组分、B组分、C组分配合石料现场浇筑而成；其中

A组分包括：87～94份水玻璃、5～2份丙三醇、3～2份三异丙醇胺、4～1.5份水、1～0.5份抗氧剂-264；

B组分包括：75～81份PAPI、15～12份聚氨酯预聚体、3～2份邻苯二甲酸二辛酯、1～0.5份AUCAT-101催化剂、1～0.5份CUCAT-U2催化剂、1.5～1份Defom5500消泡剂、2.5份HyMax220抗水解剂、1～0.5份8-羟基喹啉酮防霉剂；

C组分包括：纤维束10～20份、石子200～600份。

进一步优选方案，所述的玄武岩纤维增强塑料套筒为玄武岩纤维增强的不饱和聚酯或环氧树脂制备的套筒装置，套筒厚度8～10mm，套筒直径由现场桥墩直径具体情况而定；