CN107938597A - 便携式l型自动蓄水式复合材料防洪板结构 - Google Patents

便携式l型自动蓄水式复合材料防洪板结构 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种便携式L型自动蓄水式复合材料防洪板结构，该结构利用拉挤成型、模压、真空导入工艺和榫卯拼接技术，分别形成便携式L型中空插板加劲自动蓄水式防洪结构、便携式L型中空桁架加劲自动蓄水式防洪结构。本发明具有自重轻、受力性能优良、耐久性好、快速拼装可移动性好、重复利用性高、便于民众快速自救，还能提高现有复合材料板的抗弯刚度与抗倾覆能力，并采用榫卯拼接技术，使其能短时间内大规模拼装。

Description

便携式L型自动蓄水式复合材料防洪板结构
技术领域
本发明涉及预制拼装式复合材料新型防洪结构，更具体的说，是应用在紧急防洪、抢险救灾领域的防洪屏障板，当发生暴雨袭击，引发洪水和城市内涝，可利用防洪屏障板抵挡洪水灾害，减少人员伤亡和经济损失。
背景技术
防洪屏障已广泛应用于紧急防洪、抢险救灾领域。现有防洪屏障主要有钢结构防洪板和混凝土防洪堤、防洪沙袋三种。钢结构防洪板自量大，需要混凝土基座，紧急可移动差；混凝土防洪堤易开裂，内部钢筋易腐蚀，需要定期进行修补防腐处理，只能作为永久防洪结构；防洪沙袋具有防洪性能好，但紧急可移动性较差，重复利用率较低，自身重度大，不利于推广与民众自救。近年来纤维增强复合材料板由于具有轻质、高强、耐腐蚀性强、可设计性强等特点，在国内外已有成功应用的实例，为此我们将复合材料板引入紧急防洪领域。本专利提出便携式L型中空插板加劲自动蓄水式、便携式L型中空桁架加劲自动蓄水式两种复合材料防洪板结构，解决上述防洪结构缺点，抵挡紧急洪水灾害。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种便携式L型自动蓄水式复合材料防洪板结构，其具有自重轻、受力性能优良、耐久性好、快速拼装可移动性好、重复利用性高、便于民众快速自救，还能提高现有复合材料板的抗弯刚度与抗倾覆能力，并采用榫卯拼接技术，使其能短时间内大规模拼装。
本发明采用的技术方案为：一种便携式L型自动蓄水式复合材料防洪板结构，由多个复合材料防洪板拼接而成，每个复合材料防洪板包括空腔竖板、空腔横板、竖板开口拼接卡槽、横板开口拼接卡槽、竖板加劲杆、横板加劲杆、连接头一、最低位排水口和防洪板间榫卯接头；
所述空腔竖板与空腔横板两端垂直一体化成型，且相互贯通，所述空腔竖板上设有竖板开口拼接卡槽，空腔横板上设有横板开口拼接卡槽，所述空腔竖板的内侧设有竖板加劲杆，空腔竖板的外侧设有连接头一，竖板加劲杆通过竖板开口拼接卡槽与连接头一榫卯拼接，所述空腔横板上面设有横板加劲杆，横板加劲杆通过横板开口拼接卡槽与空腔横板拼接；
所述空腔竖板上的竖板加劲杆的设置根据需要选用，当挡水高度低、受荷载小的时候可以插空腔竖板的低处，随着水位的提高，竖板加劲杆插在空腔竖板的高处，这样拆卸和防水都很方便；
所述竖板开口拼接卡槽、横板开口拼接卡槽未拼接时为进水口、排水口或排气孔，空腔横板上设置有最低位排水口，最低位排水口上设有防洪时封闭、防洪结束拔出排水的活塞头；
所述复合材料防洪板采用纤维增强聚合物复合材料；
所述多个复合材料防洪板之间通过防洪板间榫卯接头相互连接在一起，形成便携式L型中空插板加劲自动蓄水式复合材料防洪板结构。
作为优选，所述空腔竖板内侧还设有加劲斜杆，空腔竖板外侧还设有连接头二，空腔竖板上还设有斜向卡槽，加劲斜杆通过斜向卡槽与连接头二榫卯拼接，形成空腔桁架竖板，并通过多个复合材料防洪板连接在一起，形成便携式L型中空桁架加劲自动蓄水式复合材料防洪板结构。
作为优选，为了减轻结构自重，所述复合材料防洪板采用纤维增强聚合物复合材料，其中纤维采用碳纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维、芳纶纤维中的一种或几种的混杂，铺层可采用0°/90°或－45°/45°正交铺层纤维布；聚合物基体采用热固性树脂(环氧、乙烯基、不饱和树脂等)或热塑性树脂(聚苯、聚氨酯等)。
本发明各块防洪板结构利用拉挤成型、模压、真空导入工艺和榫卯拼接技术，分别形成便携式L型中空插板加劲自动蓄水式防洪结构、便携式L型中空桁架加劲自动蓄水式防洪结构。中空插板加劲自动蓄水式防洪结构利用模压或真空导入技术形成一体式带空腔L型板，其中竖板上设置长方形贯通卡槽，再利用拉挤成型技术形成加劲横杆及其榫卯连接杆，然后将这三者榫卯拼接形成中空插板加劲竖板，而空腔横板上面板设置长方形卡槽，再利用拉挤成型技术形成加劲竖杆，再将这两者拼接形成中空插板加劲横板，根据不同的洪水灾害，拼接不同加劲横杆高度的空腔竖板和不同加劲数的空腔横板，提高空腔横、竖板在平面内与平面外的强度、刚度及稳定性。同时在洪水压力的作用下，加劲杆在迎水面一侧通过卡槽与空腔L型板密封拼接，而进入结构腔体的洪水，使整个防洪结构体系具有“调节自重”的功能，提高了加劲竖板的抗弯刚度、抗压强度及增加横板的自重等，最终使整个空腔插板加劲L型结构体系的抗洪承载力、抗倾覆性能、结构稳定性得到大幅提高；便携式L型中空桁架加劲自动蓄水式防洪结构在中空插板式防洪结构的基础上，利用拉挤成型技术形成加劲斜杆及其榫卯连接杆，然后将空腔竖板、横杆与斜杆及其榫卯连接杆拼接形成中空桁架加劲竖板，优化了空腔竖板受力特性，使桁架杆仅受拉压应力，整个空腔竖板的抗弯性能、抗水压力进一步提高，最终使整个空腔桁架加劲L型结构体系的结构稳定性、抗弯强度与抵抗洪水警戒高度等进一步提高。而这两种防洪结构未拼接的拼接口都可以作为进、排水口及排气口，为了应对突发的洪水灾害，两种防洪结构两端均采用榫卯拼接接头，同时为了在洪水灾害结束后，顺利拆除、便携运输防洪结构，在空腔横板都设置了最低位排水口。
有益效果：1、本发明选用便携式L型中空插板加劲防洪结构，当洪水进入横、竖板腔体时，“自动增加”结构自重，提高结构整体承载力和抗倾覆力。2、本发明在便携式L型中空插板加劲防洪结构的基础上，将中空竖板改进为中空桁架竖板，大幅提高结构体系承载力及抗倾覆能力等。3、较传统抗洪屏障板，本发明防洪结构体系选用便携式可快速拼装复合材料防洪结构，使构件方便运输、储藏及抗洪现场快速拼装。4、本发明采用榫卯拼接接头，提高了防洪屏障拼接密封性。
附图说明
图1为本发明便携式L型中空插板加劲自动蓄水式复合材料防洪板结构中单个复合材料防洪板示意图；
图2为图1的正视图；
图3为图1的侧视图；
图4为图1的剖面图；
图5为便携式L型中空插板加劲自动蓄水式复合材料防洪板结构中单个复合材料防洪板拼接示意图一；
图6为便携式L型中空插板加劲自动蓄水式复合材料防洪板结构中单个复合材料防洪板拼接示意图二；
图7为便携式L型中空插板加劲自动蓄水式复合材料防洪板结构中多个复合材料防洪板拼接示意图；
图8为本发明防洪板间榫卯接头示意图；
图9为本发明便携式L型中空桁架加劲自动蓄水式复合材料防洪板结构中单个复合材料防洪板示意图；
图10为图9的正视图；
图11为图9的侧视图；
图12为图9的剖面图；
图13为便携式L型中空桁架加劲自动蓄水式复合材料防洪板结构中单个复合材料防洪板拼接示意图一；
图14为便携式L型中空桁架加劲自动蓄水式复合材料防洪板结构中单个复合材料防洪板拼接示意图二；
图15为便携式L型中空桁架加劲自动蓄水式复合材料防洪板结构中单个复合材料防洪板拼接示意图三；
图16为便携式L型中空桁架加劲自动蓄水式复合材料防洪板结构中多个复合材料防洪板拼接示意图；
其中：1为竖板加劲杆，2为连接头一，3为竖板开口拼接卡槽，4为横板加劲杆，5为横板开口拼接卡槽，6为空腔竖板，7为空腔横板，8为最低位排水口，9为防洪板间榫卯接头，10为加劲斜杆，11为连接头二，12为斜向卡槽。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。
实施例1：
如图1-8所示，一种便携式L型自动蓄水式复合材料防洪板结构，由多个复合材料防洪板拼接而成，每个复合材料防洪板包括空腔竖板6、空腔横板7、竖板开口拼接卡槽3、横板开口拼接卡槽5、竖板加劲杆1、横板加劲杆4、连接头一2、最低位排水口8和防洪板间榫卯接头9；
所述空腔竖板6与空腔横板7两端垂直一体化成型，且相互贯通，所述空腔竖板6上设有竖板开口拼接卡槽3，空腔横板7上设有横板开口拼接卡槽5，所述空腔竖板6的内侧设有竖板加劲杆1，空腔竖板6的外侧设有连接头一2，竖板加劲杆1通过竖板开口拼接卡槽3与连接头一2榫卯拼接，所述空腔横板7上面设有横板加劲杆4，横板加劲杆4通过横板开口拼接卡槽5与空腔横板7拼接；
所述空腔竖板6上的竖板加劲杆1的设置根据需要选用，当挡水高度低、受荷载小的时候可以插空腔竖板6的低处，随着水位的提高，竖板加劲杆1插在空腔竖板6的高处，这样拆卸和防水都很方便；
所述竖板开口拼接卡槽3、横板开口拼接卡槽5未拼接时为进水口、排水口或排气孔，空腔横板7上设置有最低位排水口8，最低位排水口8上设有防洪时封闭、防洪结束拔出排水的活塞头；
所述复合材料防洪板采用纤维增强聚合物复合材料，其中纤维采用碳纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维、芳纶纤维中的一种或几种的混杂，铺层可采用0°/90°或－45°/45°正交铺层纤维布；聚合物基体采用热固性树脂(环氧、乙烯基、不饱和树脂等)或热塑性树脂(聚苯、聚氨酯等)；
所述多个复合材料防洪板之间通过防洪板间榫卯接头9相互连接在一起，形成便携式L型中空插板加劲自动蓄水式复合材料防洪板结构。
实施例2
如图9-16所示，为便携式L型中空桁架加劲自动蓄水式复合材料防洪板结构，该结构在中空插板式防洪结构的基础上，所述空腔竖板6内侧还设有加劲斜杆10，空腔竖板6外侧还设有连接头二11，空腔竖板6上还设有斜向卡槽12，加劲斜杆10通过斜向卡槽12与连接头二11榫卯拼接，形成空腔桁架竖板，并通过多个复合材料防洪板连接在一起，形成便携式L型中空桁架加劲自动蓄水式复合材料防洪板结构。
以上结合附图对本发明的实施方式做出详细说明，但本发明不局限于所描述的实施方式。对本领域的普通技术人员而言，在本发明的原理和技术思想的范围内，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变形仍落入本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.一种便携式L型自动蓄水式复合材料防洪板结构，其特征在于：由多个复合材料防洪板拼接而成，每个复合材料防洪板包括空腔竖板、空腔横板、竖板开口拼接卡槽、横板开口拼接卡槽、竖板加劲杆、横板加劲杆、连接头一、最低位排水口和防洪板间榫卯接头；
所述空腔竖板与空腔横板两端垂直一体化成型，且相互贯通，所述空腔竖板上设有竖板开口拼接卡槽，空腔横板上设有横板开口拼接卡槽，所述空腔竖板的内侧设有竖板加劲杆，空腔竖板的外侧设有连接头一，竖板加劲杆通过竖板开口拼接卡槽与连接头一榫卯拼接，所述空腔横板上面设有横板加劲杆，横板加劲杆通过横板开口拼接卡槽与空腔横板拼接；
所述空腔竖板上的竖板加劲杆的设置根据需要选用，当挡水高度低、受荷载小的时候插在空腔竖板的低处，随着水位的提高，竖板加劲杆插在空腔竖板的高处；
所述竖板开口拼接卡槽、横板开口拼接卡槽未拼接时为进水口、排水口或排气孔，空腔横板上设置有最低位排水口，最低位排水口上设有防洪时封闭、防洪结束拔出排水的活塞头；
所述复合材料防洪板采用纤维增强聚合物复合材料；
所述多个复合材料防洪板之间通过防洪板间榫卯接头相互连接在一起，形成便携式L型中空插板加劲自动蓄水式复合材料防洪板结构。
2.根据权利要求1所述的便携式L型自动蓄水式复合材料防洪板结构，其特征在于：所述空腔竖板内侧还设有加劲斜杆，空腔竖板外侧还设有连接头二，空腔竖板上还设有斜向卡槽，加劲斜杆通过斜向卡槽与连接头二榫卯拼接，形成空腔桁架竖板，并通过多个复合材料防洪板连接在一起，形成便携式L型中空桁架加劲自动蓄水式复合材料防洪板结构。
3.根据权利要求1所述的便携式L型自动蓄水式复合材料防洪板结构，其特征在于：所述复合材料防洪板采用纤维增强聚合物复合材料，其中纤维采用碳纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维、芳纶纤维中的一种或几种的混杂，铺层采用0°/90°或－45°/45°正交铺层纤维布；聚合物基体采用热固性树脂或热塑性树脂。
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