本發(fā)明涉及一種被動柔性防護系統(tǒng)，具體涉及一種被動柔性防護立柱。
背景技術：
我國是一個多山的國家，由于地殼運動、暴雨侵蝕、巖石風化、人類生產活動等原因，無論是土質還是石質邊坡都有可能發(fā)生滑坡、崩塌等災害。其災害特征具有廣泛性、偶然性、長期性，嚴重影響人類生產活動和生命財產安全。
被動柔性防護系統(tǒng)是一種應對上述災害的有效辦法，能夠適應各種復雜邊坡環(huán)境。在高對抗被動柔性防護系統(tǒng)中，立柱是最為關鍵的支撐部件，一旦發(fā)生彎折，會導致整個系統(tǒng)失去防護能力。
目前被動柔性防護系統(tǒng)中使用最為廣泛的是鋼立柱。然而在實際工程應用中，鋼立柱的側向抗彎能力差，防腐蝕能力弱，使用壽命短。同時鋼立柱自重大，在山區(qū)運輸、安裝、維護均相當困難。
技術實現要素：
[要解決的技術問題]
本發(fā)明的目的是解決上述現有技術問題，提供一種被動柔性防護立柱。
[技術方案]
為了達到上述的技術效果，本發(fā)明采取以下技術方案：
一種被動柔性防護立柱，它從上至下依次為法蘭、柱體和底座，所述法蘭、柱體和底座均采用纖維增強復合材料制備而成；所述纖維增強復合材料是由至少一種基體材料和至少一種纖維增強材料復合而成；所述基體材料選自環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、聚氨酯中的一種或多種；纖維增強材料為連續(xù)纖維紗和/或纖維布，所述纖維增強材料選自玄武巖纖維、玻璃纖維、芳綸、碳纖維中的一種或多種。
根據本發(fā)明更進一步的技術方案，所述纖維增強復合材料中基體材料的質量百分比為25％～35％。
根據本發(fā)明更進一步的技術方案，所述纖維增強復合材料還添加有抗氧化劑、光穩(wěn)定劑中的一種或多種。
所述抗氧化劑主要包括抗氧化劑1010、抗氧化劑1076、抗氧化劑168、抗氧化劑CA、抗氧化劑DNP、抗氧化劑DLTP、抗氧化劑TNP、抗氧化劑TPP、抗氧化劑MB或抗氧化劑TPPI。
所述光穩(wěn)定劑包括光屏蔽劑、紫外線吸收劑、猝滅劑、自由基捕獲劑或氫過氧化物分解劑。
根據本發(fā)明更進一步的技術方案，所述法蘭采用整體一次成型，并且法蘭周圍設一圈間隔均勻的金屬螺套，法蘭上端設有卡位。
根據本發(fā)明更進一步的技術方案，所述柱體為中空圓柱，該柱體采用整體一次成型；所述柱體由內至外設置至少2層纖維增強材料層，所述柱體最外層為連續(xù)纖維紗層，并且柱體至少有1層纖維布層。
根據本發(fā)明更進一步的技術方案，所述連續(xù)纖維紗的長徑比應大于1000，線密度范圍800～4800tex。
根據本發(fā)明更進一步的技術方案，所述底座采用整體一次成型；所述底座上設有金屬預埋件，該底座靠近底部設有一個底座金屬螺套。
根據本發(fā)明更進一步的技術方案，所述法蘭、柱體和底座之間采用樹脂粘接，所述底座埋入混凝土結構中。
本發(fā)明中，上述粘接用的樹脂選自環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、聚氨酯中的一種或多種。
下面將詳細地說明本發(fā)明。
本發(fā)明在抗氧化劑和光穩(wěn)定劑的選擇時，應避免使用含有毒性的抗氧化劑和光穩(wěn)定劑。如果抗氧化劑與光穩(wěn)定劑同時使用，還應考慮二者的協(xié)同效果，不應降低使用性能。
本發(fā)明可采用濕法纏繞結合人工鋪層的工藝，上述兩種工藝的結合成本相對較低。本發(fā)明可將浸過基體材料的連續(xù)纖維紗按照一定規(guī)律纏繞到模具上形成連續(xù)纖維紗層，或將浸過基體材料的纖維布鋪層在模具上形成纖維布層，在纖維布鋪層過程中需使鋪層取向為軸向；然后經固化、脫模，獲得制品，其纏繞鋪層規(guī)律需根據制備被動柔性防護立柱所需的工藝要求確定。所述柱體要求最外層為連續(xù)纖維紗層，并且柱體至少有1層纖維布層，這樣的設置有利于后續(xù)加工；柱體可以交替設置連續(xù)纖維紗層和纖維布層，也可以多層連續(xù)纖維紗層上鋪層多層纖維布層，再纏繞多層纖維紗層。具體根據制備的柱體強度設置。其中，基體材料占整個復合材料的質量百分比為25％～35％。
本發(fā)明的目的在于克服被動柔性防護體系中傳統(tǒng)使用的鋼柱側向抗彎能力低、防腐蝕能力差、施工安裝困難等缺陷，同時提供一種纖維增強復合材料立柱來替代鋼柱。本發(fā)明使用的纖維增強復合材料耐老化耐腐蝕，與傳統(tǒng)的鋼柱比較能極大增加使用壽命；與傳統(tǒng)鋼柱相比減重50％以上，極大降低運輸成本，提升安裝效率，降低維護成本。
本發(fā)明添加的填料主要結合不同的使用環(huán)境使用。本發(fā)明法蘭上的螺套與卡位用于掛網。所述柱體至少含有2層纖維增強材料層，其層數的設置需使柱體的各項力學性能達到設計參數為止。本發(fā)明的柱體結構極大提高了柱體的強度，使立柱能夠應對來自各個方向的落石和滑坡等危險情況，克服了傳統(tǒng)鋼柱側向抗彎能力低的弊端。底座采用定向鋪層結合模壓方式成型，內含金屬預埋件及金屬螺套。金屬預埋件用于提高底座強度，金屬螺套便于底座固定。由于本發(fā)明中使用的柱體、法蘭、底座分別能夠實現整體一次成型；因此其帶來的技術效果至少是：生產效率高、安裝效率高、維護成本低、維修方便。
此外，本發(fā)明還使用了樹脂粘接法蘭與柱體，柱體與底座；底座埋在混凝土結構中；與傳統(tǒng)預應力鋼柱/混凝土結構相比，解決了混凝土干縮濕脹而鋼柱不縮脹產生的干濕附加應力問題、避免了傳統(tǒng)鋼柱與混凝土底座之間因熱脹冷縮產生的溫度附加應力問題。
[有益效果]
本發(fā)明與現有技術相比，具有以下的有益效果：
本發(fā)明的被動柔性防護立柱具有強度高、抗彎能力強、耐腐蝕、壽命長、構件輕型、安裝快捷等特征；該立柱解決了傳統(tǒng)鋼柱/混凝土基座體系的干濕附加應力、溫度附加應力問題。
本發(fā)明的被動柔性防護立柱與傳統(tǒng)鋼柱相比減重50％以上，正向抗彎力≥30kN，側向抗彎力≥25kN；有效使用年限≥20年。
本發(fā)明間接改善了現有材料在生產過程、使用過程中對環(huán)境造成的污染。
本發(fā)明在使用過程中：運輸方便、存儲方便、安裝方便、維修方便。極大提高了被動柔性防護系統(tǒng)的架設速度，操作也更加安全。
附圖說明
圖1為本發(fā)明被動柔性防護立柱的結構示意圖。
具體實施方式
下面結合本發(fā)明的實施例對本發(fā)明作進一步的闡述和說明。
實施例：
一種如圖1所示的被動柔性防護立柱，它從上至下依次為法蘭1、柱體2和底座3，所述法蘭、柱體和底座均采用纖維增強復合材料制備而成；所述纖維增強復合材料是由至少一種基體材料和至少一種纖維增強材料復合而成；所述基體材料選自環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、聚氨酯中的一種或多種；纖維增強材料為連續(xù)纖維紗和/或纖維布，所述纖維增強材料選自玄武巖纖維、玻璃纖維、芳綸、碳纖維中的一種或多種。
所述纖維增強復合材料中基體材料的質量百分比為25％～35％。既滿足材料強度的要求又能節(jié)省樹脂。
所述纖維增強復合材料還添加有抗氧化劑、光穩(wěn)定劑中的一種或多種。
所述抗氧化劑主要包括抗氧化劑1010、抗氧化劑1076、抗氧化劑168、抗氧化劑CA、抗氧化劑DNP、抗氧化劑DLTP、抗氧化劑TNP、抗氧化劑TPP、抗氧化劑MB或抗氧化劑TPPI。所述光穩(wěn)定劑包括光屏蔽劑、紫外線吸收劑、猝滅劑、自由基捕獲劑或氫過氧化物分解劑。在抗氧化劑和光穩(wěn)定劑的選擇上，應避免使用含有毒性的抗氧化劑和光穩(wěn)定劑。如果抗氧化劑與光穩(wěn)定劑同時使用，還應考慮二者的協(xié)同效果，不應降低使用性能。
所述法蘭采用整體一次成型，并且法蘭周圍設一圈間隔均勻的金屬螺套12，法蘭上端設有卡位11。
所述柱體為中空圓柱，該柱體采用整體一次成型；所述柱體由內至外設置至少2層纖維增強材料層，所述柱體最外層為連續(xù)纖維紗層，并且柱體至少有1層纖維布層。具體層數需根據使用環(huán)境計算后確定。
其中，連續(xù)纖維紗的長徑比應大于1000，線密度范圍800～4800tex。
所述底座采用整體一次成型；所述底座上設有金屬預埋件，該底座靠近底部設有一個底座金屬螺套31。
所述法蘭、柱體和底座之間采用樹脂粘接，所述底座埋入混凝土結構中。
本發(fā)明實施例提供的被動柔性防護立柱由上至下依次由法蘭、柱體、底座構成。在儲存與運輸過程中，可將法蘭和底座從柱體上抽出分別儲、運。安裝時法蘭和底座與柱體通過樹脂粘接?？晒?jié)省大量的儲存空間，并提高運輸、安裝效率。法蘭預埋金屬螺套，并留有卡位，方便掛被動柔性防護網；底座上設有的金屬預埋件用于提高底座強度，金屬螺套便于底座固定。本實施例的被動柔性防護立柱與傳統(tǒng)鋼柱相比減重50％以上，正向抗彎力≥30kN，側向抗彎力≥25kN；有效使用年限≥20年。
盡管這里參照本發(fā)明的解釋性實施例對本發(fā)明進行了描述，上述實施例僅為本發(fā)明較佳的實施方式，本發(fā)明的實施方式并不受上述實施例的限制，應該理解，本領域技術人員可以設計出很多其他的修改和實施方式，這些修改和實施方式將落在本申請公開的原則范圍和精神之內。