橋梁作為交通樞紐的關(guān)鍵節(jié)點,其建設(shè)對材料性要求極高。復(fù)合材料憑借輕質(zhì)高強(qiáng)、耐久性好的特點,為現(xiàn)代橋梁建設(shè)帶來創(chuàng)新解決方案。
在橋梁結(jié)構(gòu)部件中,纖維增強(qiáng)復(fù)合材料展現(xiàn)獨特優(yōu)勢。碳纖維增強(qiáng)混凝土橋面板,通過將碳纖維均勻分散在混凝土基體中,使面板抗拉強(qiáng)度提升 5 倍以上。這種橋面板重量僅為傳統(tǒng)鋼筋混凝土的 60%,大幅減輕橋梁自重,降低基礎(chǔ)建設(shè)成本。同時,復(fù)合材料的抗疲勞性優(yōu)異,能有效應(yīng)對車輛反復(fù)荷載,延長橋梁使用壽命。
橋梁拉索也因復(fù)合材料實現(xiàn)技術(shù)革新。新型芳綸纖維拉索,強(qiáng)度是傳統(tǒng)鋼索的 2 倍,重量卻不足其 1/5。拉索表面涂覆的自修復(fù)涂層,由微膠囊技術(shù)制備而成,當(dāng)涂層受到損傷時,微膠囊破裂釋放修復(fù)劑,自動填補(bǔ)裂紋,防止水分侵蝕內(nèi)部纖維,提升拉索耐久性。這種拉索應(yīng)用于懸索橋,可顯著提高橋梁跨越能力。
在橋梁防護(hù)領(lǐng)域,復(fù)合材料發(fā)揮重要作用。橋墩表面的防腐涂層由石墨烯改性環(huán)氧樹脂制成,石墨烯片層在涂層中形成 “迷宮” 結(jié)構(gòu),有效阻擋氯離子滲透,保護(hù)混凝土基體。這種涂層使用壽命達(dá) 30 年以上,相比傳統(tǒng)防腐材料維護(hù)周期延長 2 倍,降低橋梁全生命周期成本。