时间：2023-11-15 16:48:41
2、抗老化性能和耐热性能好。玻璃纤维管可在-40℃～70℃温度范围内长期使用，采用特殊配方的耐高温树脂还可在200℃以上温度正常工作。
3、抗冻性能好。在零下20℃以下，管内结冰后不会发生冻裂。
4、重量轻、强度高。相对密度在1.5~2.0之间，只有碳钢的1/4~1/5，可是拉伸强度却接近，甚至超过碳素钢，而比强度可以与高级合金钢相比。因此，在航空、火箭、宇宙飞行器、高压容器以及在其他需要减轻自重的制品应用中，都具有卓越成效。
关于玻璃纤维管特点有哪些就介绍到到这里了，相信大家也有所了解。
关键词：PCB；玻璃纤维电子纱；捻线工艺
电子级玻璃纤维纱经织造和表面化学处理而制成的平纹织物，是性能优良的电子布——印制板用无碱玻璃纤维布的简称[1]。它是制造终端产品印制线路板的主要基材或机架材料。随着PCB基板向薄型化、多层化、高密度化发展，印制电路板产量日益增加，带动了我国对连续性玻璃纤维D450纱需求量的逐年提高。为了确定合适的连续性玻璃纤维D450纱的捻线工艺，提高玻璃纤维电子纱的后端织造性能，本文系统地探讨了玻璃纤维电子纱捻线工艺的各项参数对纱的品质及对后端制程的生产影响。
1 原丝的调理与干燥
为了捻制含水率适宜的单纱，必须在成纱前使原丝充分干燥。干燥过程可分为上机前的调理和上机后的干燥两个过程。
原丝调理的目的是使原丝浸润剂迁移适中，原丝筒表面的原丝成膜干燥。原丝调理的关键是调理环境的温湿度、调理时间[2]，根据连续性玻璃纤维D450纱淀粉型浸润剂配方工艺要求，原丝筒找好头后，拉至原丝调理间存放调理。原丝调理间必须是恒温恒湿密闭的空间，为使浸润剂迁移率合适，需制定合理的调理间温湿度值及调理时间。
本设计中原丝浸润剂淀粉采用进口高温淀粉，因此原丝调理温度无需太高，一般采用24℃～32℃即可。
根据品种的不同原丝调理时间不同，随后上捻线机。原丝在捻线机内成纱的过程中是边捻边干燥。捻线机内的干燥分为冷风干燥和热风干燥两种方式。无论是哪种干燥方式，其目的是达到单纱含水率指标要求。目前为了达到低碳、环保和绿色的要求，一般采用冷风干燥的方式（即利用自然新风和设备发热的方式）。
原丝调理和干燥的关键是调理间的温湿度、调理时间和机内的相对湿度、风速及捻线速度等参数的适当配合与控制。这些参数的确定应与原丝的含水率、卷装量及浸润剂类型相匹配，以确保成纱后的玻璃纤维纱在后端织造时品质的稳定性。经过大量试验表明，这几者的关系如表1原丝调理条件。
玻璃纤维电子纱的调理根据筒重和纤度（纤维直径）的不同采用不同的调理时间。根据大量的试验，连续性玻璃纤维D450原丝的调理工艺：调理时间4h～30h，调理温度24℃～32℃，调理湿度42%～55%
2 原丝筒的退绕
目前捻线生产设备均采用电脑化程度高、机构简单、操作方便的捻线机。玻璃纤维电子原丝在捻线机上的退解过程，是依靠装置在纱架上的原丝自身旋转（由纱架马达提供动力）来实现的，被称为积极式退解。这种退解方式对原丝的磨损最小，可消除原丝在退解过程中的断头。
原丝在捻线机上退解，因转动而加捻的方向称为捻向。捻向通常以纱线上的螺旋线倾斜方向来区分。当纱线上的螺旋线方向与英文字母Z中央部分的方向相同时，称为Z捻，又称左捻。当纱线上的螺旋线方向与英文字母S中央部分的方向相同时，称为S捻，又称右捻。
连续性玻璃纤维D450原丝在机内干燥的目的使原丝在退解过程中，再采用循环风干燥方式，使涂敷在单丝表面的浸润剂进一步固化，形成一层保护膜，使其在纺织加工中不致摩擦起毛。
3 捻线工艺设计
玻璃纤维电子纱用于电子布的经纬纱，电子布一般采用喷气式织机织造，织机纬纱的投纬速度较高，甚至达到850rpm/min以上。因此，对玻璃纤维电子纱的品质要求越来越高。玻璃纤维原丝在捻线工艺初步设计的基础上，需要与拉丝的浸润剂配方相匹配。在具体生产中，根据浸润剂配方和浸润剂配制工艺，玻璃纤维原丝在后续的捻线生产工艺需做大量微调，以找到最佳的工艺组合为最终目的，最终生产出来的玻璃纤维电子纱具有毛羽少，硬挺度均匀，在后端织造过程中飞行性好的特点[3]。
通过大量的试验和生产实践，得出合理的连续性玻璃纤维D450捻线工艺设计。
连续性玻璃纤维D450原丝采用开放式的循环风干燥模式[4]。为确保玻璃纤维电子纱内在品质稳定性，捻线机机台清洁频次为1次/落纱；尼龙钩根据不同规格定期更换。因此，捻线工艺一般设置为：选用29 mg 尼龙钩，尼龙钩更换周期80h，捻线机锭速6500 rpm/min，钢领升降速度0.48 m/min～0.97 m/min，机内温度：23℃～29℃，机内湿度42%～50%。
4 结论
根据对连续性玻璃纤维D450纱捻线生产工艺的试验摸索，最终得出D450原丝的调理工艺：调理时间，4h～30h，调理温度24℃～32℃，调理湿度42%～55%；捻线工艺：选用29 mg 尼龙勾，尼龙勾更换周期80h，捻线机锭速6500 rpm/min，钢领升降速度0.48 m/min～0.97 m/min，机内温度23℃～29℃，机内湿度42%～50%。
参考文献：
[1] 钟莉华，朱振武.尼龙钩对玻璃纤维细纱毛羽影响[J].玻璃纤维，2009（4）：8-10.
[2] 黄故.棉织原理[M].北京：中国纺织出版社，2004：267.
[3] 危良材.电子级玻璃纤维布的技术发展新动态[J].纤维复合材料，2002（2）：41-44.
[4] 张耀明，李巨白，姜肇中.玻璃纤维与矿物棉全书[M].北京：化学工业出版社，2001.
病历资料
例1：患者，男，47岁，工作时左眼被砂轮片击中后视朦、疼痛半小时，于2010年3月7日到本院就诊。检查：Vod10，Vos01，左眼球结膜充血（++），结膜囊内见泥沙样物，角膜上方上皮见片状缺损，基质浅层见擦伤，部分缺失，创面内见六条纤细透明玻璃纤维样物嵌插，其中3条突出于角膜面，其余完全埋藏于角膜基质层内，前房积血，液平高3mm，瞳孔圆，直径3mm，晶体透明，余结构窥不见。治疗方法，左眼表面麻醉后，予冲洗结膜囊，在裂隙灯下用1ml一次性注射器针头轻轻拨出玻璃纤维样物，3条完全埋藏于角膜基质层内的玻璃纤维样物暂不予处理。予伤眼滴左氧氟沙星滴眼液，双氯芬酸钠滴眼液，重组人表皮生长因子滴眼滴，静滴20%甘露醇注射液。次日复诊，Vos03，左眼球结膜充血（+），角膜上方轻混，角膜上方深层见3条透玻璃纤维样物残留，前房积血大部分吸收，瞳孔圆，直径3mm，对光反射稍迟钝，晶体（—）继续前治疗。第3天复诊，Vos06，前房积血较前明显减少，余检查同前，治疗同前。第4天，Vos10，角膜清，角膜上方上皮完全修复，原创口薄层云翳，基质层内的玻璃纤维样物无移位，周围无浸润，余角膜透明。
例2：患者因结膜炎于2012年4月19日到本院就诊。裂隙灯检查发现角膜基质层内有玻璃纤维样物反光，异物一端未突出于角膜表面，另一端也未突入前房，角膜上皮完整，角膜透明，无浸润，前房无反应。追问病史，患者以前曾有使用砂轮史，当时觉有异物飞入眼睛，但无明显不适，未进行诊疗。予应用抗炎滴眼液后随诊，角膜内玻璃纤维样物长期存在，形态位置未发生改变，角膜透明。
讨 论
角膜异物在眼科门诊多见，尤其珠三角地区加工业发达，各种类型的异物进入眼表均可见，但玻璃纤维长期留在角膜实质而不引起反应者鲜见报道。本文报告5例角膜内玻璃纤维异物，患者均有使用同类砂轮打磨史。经向砂轮片厂家了解证实，该病种的患者使用的砂轮片是一种玻璃纤维增强砂轮网片，该砂轮网片是采用玻纤网布涂以酚醛树脂、环氧改性树脂烘干后冲切而成，具有优异的抗拉强度和抗挠曲性能，与磨料结合性能好、磨削切割时耐热性能好等特征。所以这种砂轮片在工厂中大量使用，特别是小型模具加工厂，修理厂多有使用。砂轮使用中暴露的玻璃纤维飞射而出，或砂裂随碎片弹出均可伤及无保护的工人，由于部分工人无戴防护用具的习惯，工作中往往专注于观察，面部贴近砂轮，眼部容易受伤，甚至飞入球内，严重者因症状明显就诊及时，如例1患者；但有些存留于角膜实质内，既不突出于角膜表面，又不穿透角膜突入前房者，则因无明显反应而未就诊，如例2患者。
在众多类型的角膜异物当中，如果异物残留会导致炎症及其他反应的一般应该要取干净，但是要视情况而定，因异物的性质，活动及大小很重要，对于细小圆滑或摘出后对视功能可能发生严重影响者，可考虑暂时不摘出1。玻璃纤维本身是无毒、无化学反应，性能稳定，不易引起感染2，所以有一部分异物残留在人体内不会产生反应的，可以暂时不取，但要观察有无排异反应，异物有无随时间推移而移位等。笔者观察到玻璃纤维在角膜基质层内不随时间推移而移位，可能角膜本身比较稳定，没有运动组织挤压等作用促使其移位。
建议砂轮片生产的厂家进一步改进生产工艺，研制出更安全的产品，从而减少对工人的伤害。工人在使用砂轮片当中，也应该采取相应的安全措施，如戴安全帽或防护目镜等，以减少意外的发生。由于玻璃纤维本性质稳定，在角膜内不引起炎性反应，也无排异反应，提示此类材料可以植入角膜。
参考文献
1 张效房.眼内异物的定位与摘出[M].北京：科学出版社，2001：19.
废玻璃纤维不完全是工业垃圾，玻璃纤维的玻璃有自己独特的成分，不同于其它玻璃。用熔融玻璃制成的极细的纤维，绝缘性、耐热性、抗腐蚀性好，机械强度高。用做绝缘材料和玻璃钢的原料等。
（来源：文章屋网 http://www.wzu.com）
1、先用大量的清水进行反复重洗，用温水和泻盐浸泡粘过玻璃纤维的部位。
2、若局部出现红肿、炎症，可以涂抹消炎止痛软膏，用来缓解疼痛。
3、在水平位置若能用肉眼看到刺入皮肤的玻璃纤维，可以用眉毛夹夹住拔出。
4、如出现大面积皮肤刺入玻璃纤维，应当及时去当地医院进行专业消毒、异物取出处理。
关键词：玻璃纤维筋；盾构；工作井；围护结构
盾构进出洞为盾构隧道施工过程中的关键环节，盾构进出洞前。处理端头井围护结构中钢筋的传统方法为：用注浆或临时围护桩等措施对井壁背后的土体进行加固后，在降水条件下进行人工凿除。由于结构被开凿破坏，结构背后土体暴露。地下水较难控制等原因，盾构进出洞时易出现地层土体塌方而导致地表下沉并危及地下管线和附近的建(构)筑物。近年来，随着大深度、大断面化的盾构需求迅速增加，盾构直接掘削纤维筋混凝土工法问世，即把盾构要穿过的挡土墙上的相应部位用纤维筋混凝土制作，可用一般盾构机的切削刀具直接切削，达到盾构机的直接进洞、出洞。采用GFRP(玻璃纤维)筋代替围护墙中盾构隧道范围内的钢筋，使盾构在进出洞时可以直接切削围护墙进行掘进，这样既可以加快施工进度、减少施工风险，同时还可以降低围护墙前地层加固范围和降低地层与围护墙间的止水要求，又节约投资。本文以广州市220千伏犀牛站电缆隧道工程为依托，介绍玻璃纤维筋的材料特性、力学行为和工程实际应用。
一、玻璃纤维筋的特性
玻璃纤维筋(GFRP)是以玻璃纤维为增强材料，以合成树酯及辅助剂等为基体材料，在光电热一体的高速聚合装置内受热固化，经拉挤牵引成型的一种新型复合材料。与普通钢筋相比有如下特点：(1)比钢筋抗拉强度高；(2)剪切强度主要取决于树酯性能，其剪切强度往往很低；(3)抗拉弹性模量远低于钢筋，一般为40～55GPa，约为钢筋的l／4，抗压弹性模量小于抗拉弹性模量；(4)玻璃纤维筋是由玻璃纤维丝与树酯材料组成的复合材料，具有良好的电、磁绝缘性，不会影响磁场及电磁波，极适合需考虑电、磁影响而不能使用钢筋混凝土构件的情况；(5)对氯离子及其他化学腐蚀具有很好抵抗能力；(6)具有优良的抗徐变性能；(7)有良好的抗疲劳性能；(8)质量轻，仅为钢筋的l／4，有利于运输和安装；(9)热稳定性较差。由于该材料具有许多优异的性能，再加上桥梁、近海建筑物、临水设施、土工加筋材料的日益增加，纤维筋及其增强混凝土结构将得到更广泛的应用H・。玻璃纤维筋与普通钢筋的物理力学性能见表l。GFRP筋受拉时为脆性破坏，可达到极限强度而不出现任何屈服现象。GFRP筋的拉伸强度随直径而变，直径大的GFRP筋的强度和效率低。表2列出不同直径GFRP筋(长度不大于6m)的拉伸强度和弹性模量。
表1 玻璃纤维筋与普通钢筋的力学性能
表2不同直径GFRP复合材料筋的拉伸强度
二、璃纤维筋在工作井围护结构中的应用
2.1 玻璃纤维筋配筋设计
在玻璃纤维筋配筋设计中需要对以下项目计算或检算：连续墙抗弯承载力计算、抗剪承载力计算。盾构端头井围护结构内力计算根据该处地质水文情况及基坑周边超载等，基坑围护结构内力、位移包络图如图1所示…。其中，弯矩设计值肼=l029．32×1．1×1．35=l528．5 kN・m／m；剪力设计值y=646．4l×1．1×1．35=959．9 kN／m。
图1
内力、位移包络图盾构端头墙周边采用钢筋混凝土墙，中间盾构通过墙体使用玻璃纤维筋，主筋之间及主筋和箍筋之间均采用绑扎连接，搭接长度是普通钢筋搭接长度的1．3倍。全断面设置双层玻璃纤维筋网，与其他墙体相同采用C30 P8水下混凝土浇筑，保护层厚度为迎土面70mm。背土面50mm。
2.2盾构施工时玻璃纤维筋的力学行为
无需对端头墙进行人工破除，盾构机降低掘进速度直接推进，当盾构机刚顶进至端头墙时，端头墙表面产生了较大的裂缝，其内部也产生一些贯通裂缝，但并未出现坍塌的情况。随着推进的不断深入，盾构机开始挤压和切削端头墙，首先出现端头墙体下半部分垮塌现象，玻璃纤维格栅也暴露出来。这是由于上部地层经过注浆加固，其强度比下部要大得多，于是强度较弱的下部墙体先破坏。但是玻璃纤维桁架依然保持着较好的整体性．只是直径较小的玻璃纤维水平筋由于不能完全抵抗玻璃纤维桁架的较大变形而首先达到抗拉强度极限，被撕裂拉断。当水平筋被拉裂之后．玻璃纤维桁架开始解体，玻璃纤维筋也随着受拉变形的逐渐增大而选到其抗拉屈服强度。此后．由于其抗拉强度不再增加．但形变急剧增大，当达到其变形极限后发生脆断。接着端头墙上部墙体发生类似的力学行为。后构机切削端头墙时玻璃纤维格栅力学行为如图2所示。从玻璃纤维筋的断裂情况来看，可以发现．玻璃纤维筋多数都是在周边的位置发生断裂的，这是由于随着盾构机的挤压．玻璃纤维筋中问部位有较大的空间使其产生自身能够承受的形变来释放所受到的挤压力，但是端头墙周边位置的玻璃纤维桁架．随着盾构的挤压。则没有足够的空间去产生变形来释放挤压造成的拉力．从而在与盾构机的刀盘接触后的挤压中，产生了脆断。首先被拉断的并不是主筋．而是直径较小的玻璃纤维水平筋．园此，在配筋设计时，可以考虑适当加大水平筋的直径，从而避免在主筋达到抗拉强度极限时，水平筋首先断裂。盾构机从盾构隧道进人端头加固施工段的整个施工过程中，盾构段与端头加固施工段连接处并未出现垮塌．端头墙体也未出现瞬间坍塌’这就证明采用玻璃纤维筋施作端头墙完全是可行的，不仅节省了施工的时闯和成本．而且能够保证盾构机进入隧道施工所需的安全性和稳定性，提高了施工效率。
图2盾构切削端头墙时玻璃纤维筋力学行为
2.3施工中应注意的问题
从施工现场的综合分析看，使用玻璃纤维筋成本更低，施工工序得以简化，同时大大降低了施工风险。提高了施工教率。但在采用玻璃纤维筋厨护结构的设计、施工过程中要注意如下问题。
(1)这种施工方法在盾杓始发时需要根据盾构井主体配合延长洞门一起应用，效果明显。
(2)当采用泥水盾构直接切削玻璃纤维筋时，要及时、定期反循环冲洗出浆泵，防止掘削的玻璃纤维筋碎厢耀浮在泥浆上方堵塞出浆泵。
(3)掘进过程中要控制好掘进参数，如刀盘转速、刀盘扭矩、刀具贯人量等，确保刀具安全。
(4)由于GFRP筋不同于钢筋的特性．施工时存在与钢筋的连接垂直吊装的问题。GFRP筋无法进行焊接，钢筋笼垂直吊装时．连续墙GFRP筋下部钢筋重力全部由GFRP筋与钢筋间的连接件承担。
(5)盾构围护墙设置GFRP筋的范围除满足设计要求外．还应考虑到围护墙钢筋笼下放时的施工误差．避免由于钢筋笼的定位误差导致盾构无法直接切削穿过。
三、 研究结论
(1)玻璃纤维筋混凝土构件为脆性破坏，为此，构件应按超筋进行设计。
(2)玻璃纤维筋多数都是在端头墙周边的位置发生断裂的．且先被拉断的并不是主筋，而是直径较小的玻璃纤维水平筋，因此，在配筋设计时，可以考虑适当加大水平筋的直径．从而避免在主筋未达到抗拉强度极限时，水平筋首先断裂。
(3)采用玻璃纤维筋代替盾构端头井围护结构中的钢筋不但可以减少盾构进出洞事故，提高施工效率，而且还可以减少端头井地层加固费用，具有很好的应用前景和推广价值。
摘要：GFRP玻璃纤维筋是一种抗拉强度高又容易被切割的新型复合材料，本文利用广佛线地铁施工的工程实例，详细介绍了该种材料在地铁工程中的应用及使用效果，为今后的工程实践打下基础。关键词：GFRP玻璃纤维筋、地铁、盾构机、地下连续墙中图分类号：U231
文献标识码： AGFRP玻璃纤维筋是一种抗拉强度高又容易被切割的新型复合材料，用GFRP筋替代混凝土结构中的钢筋已得到应用。用GFRP筋替代连续墙中的钢筋，本工程为笔者在负责广佛地铁工程施工管理中，首次在广州使用该施工技术的项目，尚未有成功经验可以借鉴。鉴于连续墙钢筋网自身结构构造以及盾构机不可以切割钢筋的特性，在连续墙钢筋网制作过程中解决了普通钢筋与玻璃纤维筋接头连接、连续墙钢筋网桁架制作以及如何保证吊装过程中钢筋网的整体刚度等难题，顺利完成玻璃纤维筋连续墙的施工，目前广佛10标2台盾构机已顺利通过玻璃纤维筋连续墙，盾构机破玻璃纤维筋混凝土连续墙仅用了4个小时时间。说明玻璃纤维筋在本工程中的应用是成功的，在今后的工程施工中，针对特殊施工环境和特定条件下是值得推广的。广佛10标由于施工条件的特定性，由于始发场地未能按约定按时移交，为保证关门工期不变（2010年1月31日前广佛线隧道贯通），盾构区间的盾构机投入由原来的2台改为4-6台，并做了设计变更。区间两端的盾构始发井均采用明挖顺作法施工，围护结构采用传统的钢筋混凝土地下连续墙设计，盾构始发须先破除钢筋砼连续洞门后才能实施，破除洞门连续墙需7-10天的关键工期，同时存在端头加固土体坍塌的风险。3#联络通道变更为新增始发吊出井，预期综合考虑盾构机有可能在此过站的可能，设计策划围护结构两端洞门部位的连续墙钢筋改为GFRP玻璃纤维筋，GFRP玻璃纤维筋应用在灌注桩在国内其工艺已经很成熟，但用在连续墙中在广州还是第一次，普通钢筋与玻璃纤维筋接头连接、连续墙钢筋网桁架制作、由于玻璃纤维筋刚度小，柔度大如何保证吊装过程中钢筋网的整体刚度等都是在施工前需要解决的难题。在项目部施工人员和材料厂家的共同努力下，我们克服了以上工艺上的困难，顺利完成玻璃纤维筋连续墙的施工，目前两台盾构机均已顺利通过玻璃纤维筋连续墙，盾构机破玻璃纤维筋混凝土连续墙的平均用时为4个小时，说明玻璃纤维筋在本工程中的应用是成功的。用GFRP筋网代替钢筋钢网，应用于地铁盾构始发井的围护结构中，承载力可以满足要求；GFRP筋网具有在盾构开挖中可以被切割的优点，有效减少盾构机器的损伤；大大加快施工速度，同时避免由于人工破洞施工的危险性。实施的总体思路如下：由于始发场地未能按约定按时移交，为保证关门工期不变（2010年1月31日前广佛线隧道贯通），盾构区间的盾构机投入由原来的2台改为4-6台，并做了设计变更。联络通道为新增始发吊出井，预期综合考虑盾构机有可能在此过站的可能，设计策划围护结构两端洞门部位的连续墙钢筋改为GFRP玻璃纤维筋，GFRP玻璃纤维筋应用在灌注桩在肽谄涔ひ找丫很成熟，但用在连续墙中在广州还是第一次，普通钢筋与玻璃纤维筋接头连接、连续墙钢筋网桁架制作、由于玻璃纤维筋刚度小，柔度大如何保证吊装过程中钢筋网的整体刚度等都是我们在施工前需要解决的难题。一 技术方案GFRP筋连续墙施工工艺与传统的连续墙施工工艺基本相同，本篇论文不再赘述，由于GFRP筋具有强度高，刚度小，不能焊接的特点，同时还要结合盾构机掘进破洞门的工作特点，在筋网制作上与传统工艺就会有所不同，本节主要针对这些特点对设计、施工进行总结。二 设计方案盾构过洞门段连续墙槽段长度由6m调整为7-8m槽段，洞门段连续墙钢筋用等直径的GFRP筋替代，范围为洞圈外径上下0.5m，GFRP筋与钢筋的连接用玻璃纤维筋接驳器，如下图所示。受力筋直径32mm，纤维筋最大强度达600MPa2.1 施工中的关键工序（1）接头连接由于玻璃纤维筋接驳器的强度不满足强度，我们采用在每个钢筋和GFRP筋搭接的部位用2个u型钢卡扣牢的搭接方式，搭接长度40d，保证在吊装过程中不会滑动。U型钢卡扣连接由于GFRP筋不能焊接， GFRP筋内部连接使用较粗的铁丝绑扎。（2）桁架筋桁架筋采用工厂定做的W筋由于用GFRP筋制作的筋网刚度不够，若仅是简单的GFRP筋替换，钢筋网将由于变形过大而无法吊装，为解决这一难题我们想到了在整个连续墙的筋网制作过程中，筋网内部配置一定数量的钢筋桁架筋，以防止吊装的过度变形。同时由于洞门段的连续墙内是不可以有钢筋的，所以这些钢筋在筋网吊放入导槽内的过程中一定要切除。GFRP桁架筋与钢筋桁架筋并设工人们在割除附加普通钢筋桁架筋网入槽2.3筋网吊装本工程盾构机穿过槽段钢筋网具有体积大（8×28×0.8）、重量大（31t）、刚度小的特点，为保证吊装安全，我们制定了钢筋网吊装安全专项方案，经过对起吊点进行设计计算，决定按3个起吊点用3台吊机同时进行起吊。3台吊机正在吊装筋网三 实施效果用GFRP玻璃纤维筋替代连续墙中的钢筋可以确保盾构机在未破除洞门的情况下直接切割连续墙，减少了破洞这人最大的施工风险，且缩短了关键工期，综合效益好。目前，2台盾构机均已顺利通过4个洞门，盾构机破玻璃纤维筋混凝土连续墙平均用时为4个小时，说明GFRP筋在本项目中的应用是成功的。四 发现、发明及创新点在盾构始发井连续墙中洞门位置局部应用GFRP玻璃纤维钢筋替代普通钢筋可以不用破除洞门，防止坍塌隐患及缩短关键工期；普通钢筋与纤维筋连接接头采用U型钢卡扣，联接牢固；连续墙筋网桁架洞门段采用普通钢筋桁架与纤维筋桁架共同设置，在入槽过程中再人工切割掉普通钢筋桁架，既保证了筋网的吊装刚度又保证洞门段没有普通钢筋损伤盾构机刀具。在盾构始发井中采用GFRP筋替代始发井围结构中洞门段的钢筋，可以使盾构机进出洞门直接切割围护结构进行掘进，减化了施工工艺，加快了施工进度，减少了施工风险，综合效益高，这种方案本身是已得到认可的。在国内，GFRP用在围护结构的地下连续墙中已有相应的报道，但在这方面的研究还是相当有限和初步，实例较少，没有一套较完善、系统的施工方法，都是根据现场的施工情况自行解决，其施工方法各有特点。在广州，采用国产的GFRP玻璃纤维钢筋替代围护结构中的钢筋，挡土桩应用较多，但用在连续墙中连续墙应该是第一次，因连续墙需考考虑在钢筋网吊装过程中刚度的问题。在盾构始发井围护结构连续墙中采用国产的GFRP玻璃纤维筋替代普通钢筋，本技术在广州地铁第一次使用，鉴于连续墙钢筋网自身结构构造以及盾构机不可以切割钢筋的特性，项目部在连续墙钢筋网制作过程中解决了普通钢筋与纤维筋接头连接、连续墙钢筋网桁架制作以及如何保证吊装过程中钢筋网的整体刚度等难题，施工工艺先进合理。广佛地铁10标盾构区间3#联络通道新增始发井盾构洞门部位采用GFRP玻璃纤维筋替代普通钢筋，已顺利完成玻璃纤维筋连续墙的施工，目前左右线两台盾构机已顺利通过玻璃纤维筋连续墙，盾构机破玻璃纤维筋混凝土连续墙平均用时4个小时，说明玻璃纤维筋在本工程中的应用是成功的。本技术可以广泛应用于盾构始发吊出工作井的围护结构地下连续墙中，用GFRP筋替代连续墙洞门位置中的钢筋可以确保盾构机在未破除洞门的情况下直接切割连续墙，减少了破洞门这一重大的施工风险源，且缩短了关键工期，综合效益好。五.经济性对比：比分析汇总表六 施工中注意的事项：由于盾构机要在洞门位置进出洞，GFRP筋只是局部的，所以保证筋网吊放空间位置的精度非常重要；盾构到达前，加强对盾构轴线偏离及盾构姿态突变风险控制，做到勤纠缓纠，保持轴线平差、高差在最小范围，在一级以上监控条件下，预先调整好盾构姿态，以直线平推姿态进入到达区。地质条件许可，尽可能用排桩，局部采用低强度砼。参考文献：[1] 地下铁道工程施工及验收规范GB50299-1999 [2]铁路隧道工程施工质量验收标准 TB10417- 2003[3] 混凝土结构工程施工质量验收规范 GB50204-2002[4] 广州地区建筑基坑护技术规定GJB02-98 [5]《钢筋机械连接通用技术规程》JGJ107-96[6] GFRP玻璃纤维筋产品技术说明（厂家提供）
关键词：玻璃纤维；拉伸性能；标距；应变率；温度效应；Weibull
中图分类号：O316 文献标志码：A
近半个世纪以来，纤维增强树脂基复合材料（Fiber Reinforced Plastic/Polymer，简称FRP）以其轻质、高强、绝缘、隔热、耐久性好、可设计性强等优点，逐渐活跃在土木工程领域[1-3].其中玻璃纤维增强树脂基复合材料（GFRP）的显著特点是热膨胀系数与混凝土接近、比强度高且价格相对便宜[4].国际上对FRP在土木工程中的应用研究首先从玻璃纤维开始.
单向纤维增强复合材料是工程结构复合材料的最基本单元，纤维又是单向复合材料承受拉伸载荷时的主要承载部分，它在冲击荷载下的力学性能与复合材料的冲击响应行为密切相关.而且，在冲击和爆炸等极端荷载作用下，材料的变形瞬间发生，应变率和温度效应同时影响材料的力学行为.因此理解纤维的尺寸效应以及在不同应变率和温度作用下的破坏失效模式是优化复合材料结构设计的关键.目前，已经有许多学者[5-7]开展了相关方面的工作，但中等应变率下的相关数据较少，而考虑中等应变率与温度耦合作用的试验数据更是空白.
由于在地震和低速冲击荷载作用下，建筑结构遭受的应变率处于中等水平（1～200 s-1）[8]，本文的主要任务是研究玻璃纤维束的尺寸效应以及在中等应变率范围（40～160 s-1）和不同温度条件（25～100℃）下的力学响应，以获得其破坏强度、韧性等力学性能指标，进而为建立GFRP的动态本构关系及其增强结构在极端荷载和环境下的分析与评估方法奠定基础.
1 试验测试
1.1 试样制备
本实验所选单向玻璃纤维布由南京海拓复合材料有限责任公司生产.图1给出了纤维布的单向编织结构和光学显微镜下的微观结构.纤维束的横截面积为0.473 mm2，可以通过其线密度除以体密度得到[9].制备试样时，用薄刀片沿纤维布纵向小心裁取多根纤维束备用.将0.2 mm厚铝片用圆齿压痕、居中对折，涂上环氧树脂胶，按所需标距（25，50，100，150，200和300 mm）夹持在纤维束两侧，待胶固化后，将两端多余纤维去除，试件成型，如图1（b）所示.
图1 （a）玻璃纤维的单向编织结构和光学显微镜下的微观结构；（b）试件
Fig.1 （a） Unidirectional woven structure and microscopy image of glass fiber； （b） specimen
1.2 测试仪器与方法
单束纤维的准静态拉伸测试采用MTS微机控制电子万能试验机（型号C43.304）.该试验机机架的负荷上限为30 kN，数据采样频率最大可达1 000 Hz，控制器分辨率为20 bit.试验时加载速度设定为2.5 mm/min，采用1 kN力传感器，采样频率设为20 Hz.动态拉伸测试采用国际先进的Instron落锤冲击系统（型号Ceast 9340）.本系统的冲击高度为0.03～1.10 m， 速度范围为0.77 ～4.65 m/s，最大落锤重量为37.5 kg， 最大冲击能量为405 J.冲击速度V可以自行设定，然后由落锤控制系统换算成相应的锤头下落高度H.本实验根据仪器的量程，设V为1，2，3，4 m/s，对应的应变率分别为40，80，120，160 s-1.本研究选取25，50，75和100 ℃作为温度变量T进行一系列测试[10].
对于纤维束而言，其刚度远小于仪器加载系统的刚度.为了检验MTS试验机测量误差，额外采用引伸计测量试件变形，并与试验机记录的夹持端位移进行对比，得知测量误差在2%以内，因此将夹持端的相对位移近似作为试件标距内的变形，与标距的比值即为应变值.
2 结果与讨论
2.1 应力应变曲线
图2分别为玻璃纤维束在不同标距、不同应变率和不同温度作用下的典型应力应变曲线.从图中可以看出，在静态拉伸作用下，应力应变曲线相对平滑；而在动态拉伸作用下，曲线波动较大.动态曲线的波动主要由冲击过程激发的仪器振动引起[11]，其个数随着应变率的增大而递减.从这些应力应变曲线中获得材料的基本力学性能参数：杨氏模量，拉伸强度，峰值应变和韧性.其中，杨氏模量代表曲线的线性段斜率.对于准静态曲线而言，上升段基本为线性，因此所获得的杨氏模量较为准确.而对于动态曲线而言，波动的影响使得杨氏模量的确定十分困难，因此本文以能够描述曲线整体趋势的直线斜率为代表值.相对而言，韧性的结果比较容易获得，因其代表的是应力应变曲线下的面积，表征的是单位体积的变形能.具体计算公式如下：
2.2 不同标距、应变率和温度下的力学性能
图3～5给出了玻璃纤维束的杨氏模量、拉伸强度、峰值应变和韧性与标距、应变率和温度的关系，结果表明，这些材料力学性能参数均与标距、应变率和温度相关.从图3可以得出，杨氏模量随标距的增加而增大；而拉伸强度、峰值应变和韧性随着标距的增大而减小.具体而言，当标距由25 mm增加到300 mm时，杨氏模量增加了23.6%，而拉伸强度、峰值应变和韧性分别降低了29.0%，40.9%和45.5%.从图4可以得出，在40～160 s-1应变率范围内，杨氏模量和拉伸强度都随着应变率的增加而增大，而峰值应变与韧性呈先增后减的趋势.具体而言，当应变率从40 s-1增加到160 s-1，杨氏模量和拉伸强度分别增加了22.0%和38.6%；而当应变率由40 s-1增加到120 s-1时，峰值应变和韧性先由原来的0.038 ± 0.004 mm/mm和40.2± 7.9 MPa增大到0.041 ± 0.004 mm/mm和50.8 ± 6.3 MPa，而当应变率继续增加至160 s-1，其值又分别减小到0.037 ± 0.004 mm/mm和46.1± 5.9 MPa.但总体来看，峰值应变减小了1.8%，而韧性增大了14.6%.从图5可以得出，杨氏模量随温度的增加而减小，峰值应变恰好相反，而拉伸强度和韧性却呈现出先减后增的趋势.具体而言，当温度由25℃增加到100℃时，杨氏模量减小了36.7%；而峰值应变增大了19.9%.至于拉伸强度和韧性，当温度由25℃增加到75℃，其值由1 729 ± 67 MPa和40.2± 7.9 MPa减小到1 292 ± 123 MPa和27.7 ± 4.8 MPa，分别减小了25.3%和31.1%；而当温度增加到100 ℃，其值反而增加至1540 ± 107 MPa和40.0 ± 3.6 MPa，分别增大了19.2%和44.5%.
另外，图3～5还对各力学性能参数随标距、应变率和温度的变化趋势进行了曲线拟合，并给出了拟合方程，以便于工程应用.在25～200 mm的标距范围内，随着标距的增加，玻璃纤维束的杨氏模量随之增加，但200 mm之后没有显著变化，而拉伸强度、峰值应变和韧性随着标距的增加呈对数减小；在40～160 s-1的应变率范围内，随着应变率的增加，杨氏模量呈对数增加，而拉伸强度呈线性增加.峰值应变和韧性的变化趋势可近似用二次多项式拟合；而在25～100 ℃的温度区间内，随着温度的递增，材料的杨氏模量呈线性减小，峰值应变呈线性增加，拉伸强度和韧性随温度的变化趋势也可近似用一个二次多项式拟合.
2.3 尺寸、应变率及温度效应机制
2.3.1 尺寸效应机制
玻璃纤维束的拉伸强度随着标距的增加而减小，呈明显的尺寸效应.Weibull尺寸效应统计理论认为[12]，这主要是由于材料强度的随机分布所引起.沿纤维长度方向，强度是不均一的，纤维总是在最薄弱处断裂，试样愈长，出F最薄弱环节的概率越大，越容易发生断裂.但是，当标距大于200 mm，纤维的拉伸强度不再发生明显变化.这说明对于玻璃纤维束而言， 200 mm接近其强度受限临界长度，当长度超过这个临界值时，其内部包含最薄弱环节的概率极大.
2.3.2 应变率效应机制
玻璃纤维束的拉伸强度呈明显的应变率相关性.当应变率由1/600 s-1（准静态）增加到160 s-1（动态）时，拉伸强度由919 ± 102 MPa增长到1 727± 67 MPa，增幅近一倍.这种应变率相关性可作如下解释：
如图6所示，在准静态拉伸荷载作用下，试件的断裂部位比较集中，而在动态拉伸荷载作用下，断裂部位延伸至整个标距范围.这说明随着应变率的增加，冲击荷载在基本承载单元上的分布更为均匀，单丝有更多的部位参与耗能，使得其强度发挥得更充分.另外，在拉伸荷载作用下，构成纤维束的单丝不一定同步断裂，断裂位置也不一定平齐，因而纤维丝之间的摩擦在破坏变形过程中一直存在.随着应变率的增加，纤维丝之间的相互挤压作用也不断再增大，因此滑动摩擦力也不断增大（摩擦系数可视为常数），进而提高了纤维束的整体拉伸强度.
4 结 论
本文对玻璃纤维束进行了不同标距、应变率和温度下的拉伸测试，并讨论了标距、应变率和温度对其力学性能参数的影响，最终得到以下结论：
1）玻璃纤维具有明显的尺寸效应.杨氏模量随标距的增加而增大，而拉伸强度、峰值应变和韧性随着标距的增加而减小.当标距大于200 mm，纤维的杨氏模量和拉伸强度不再发生明显变化.这说明对于玻璃纤维束而言， 200 mm接近其强度受限临界长度，当长度超过这个临界值，其内部包含最薄弱环节的概率极大.
2）玻璃纤维属于应变率敏感材料，在40～160 s-1应变率范围内，杨氏模量和拉伸强度都随着应变率的增加而增大，而峰值应变与韧性呈先增后减的趋势.
3）温度对玻璃纤维的力学性能也有一定的影响.在25～100 ℃的温度范围内，杨氏模量随温度的增加而减小，峰值应变恰好相反，而拉伸强度和韧性却呈现出先减后增的趋势.
4）随着应变率的增加，m值逐渐减小，表明更高的应变率下，玻璃纤维束表现出更随机的破坏分布.当温度从25℃逐步升高到100℃，m也在依次减小，体现出愈发离散的分布.
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