【整理】雙導(dǎo)梁架橋機(jī)架橋施工工藝

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。【2017年整理】雙導(dǎo)梁架橋機(jī)架橋施工工藝【2017年整理】雙導(dǎo)梁架橋機(jī)架橋施工工藝雙導(dǎo)梁架橋機(jī)架橋施工工藝TLJ850型雙導(dǎo)梁架橋機(jī)是結(jié)合了單梁架橋機(jī)和下導(dǎo)梁式架橋機(jī)的優(yōu)點而形成的一種較優(yōu)方案的架橋機(jī)。主要由主梁、前導(dǎo)梁、下導(dǎo)梁、前支腿、支腿、吊梁行車和輔助行車等主要部分組成。由前吊梁行車起吊橋梁前端，前吊梁行車和運(yùn)梁車上的推進(jìn)臺車共同作用使梁前移至梁后端到中腿后方，后吊梁行車將梁的后端吊起，前后兩行車共同吊梁前進(jìn)到位，落梁就位。1、雙導(dǎo)梁架橋機(jī)的特點1.1 工序簡捷下導(dǎo)梁僅支跨一跨跨徑，主機(jī)僅跨一跨

2、架設(shè)橋梁，巧妙的利用上下導(dǎo)梁、吊梁行車和輔助行車實現(xiàn)架橋機(jī)的過跨，工序簡捷、高效，整機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、自重輕、安全實用。運(yùn)架分體，運(yùn)梁與架梁平行作業(yè)，作業(yè)效率高1.2 無輔助工作量不需采取墩頂及橋面預(yù)埋錨固件等特殊設(shè)施，即可完成第一跨和最后一跨橋梁的架設(shè)，作業(yè)程序簡單。1.3 移機(jī)時間較短雙導(dǎo)梁架橋機(jī)的前支腿，因與主梁直接固接，沒有向后回移的動作，架橋機(jī)自行過跨時，是由輔助支腿騎跨在下導(dǎo)梁上運(yùn)動，前支腿支立于墩頂后，再由鋪助天車將下導(dǎo)梁拎前，只有兩次梁長的縱向運(yùn)動。1.4 轉(zhuǎn)場方便該方案對配套的運(yùn)梁車不受車長和車寬的限制，采用輪胎式，選配范圍廣，機(jī)動靈活，可整機(jī)馱運(yùn)架橋機(jī)實現(xiàn)橋間轉(zhuǎn)場。1.5 操作簡

3、單雙導(dǎo)梁架橋機(jī)操作采用線控和遙控變頻調(diào)速技術(shù)，起落梁安全平穩(wěn)，使得操作更方便。2、架橋機(jī)主要性能序號 項目名稱 參數(shù)1 額定起重能力 850t2 架設(shè)梁跨 32m3 梁體起落速度 0.8mmin梁體橫向微調(diào)速度 1.5mmin 微調(diào)距離：±200mm吊梁縱移速度 05mmin（重載）、010mmin（空載）外形尺寸 70×16×13.5m整機(jī)功率 300kW機(jī) 重 450t3、結(jié)構(gòu)組成TLJ850型高速鐵路架橋機(jī)主要由前后2臺吊梁行車、起重系統(tǒng)、箱型主梁2根及橫梁、前支腿 l套、后支腿1套、后支腿臺車及頂升裝置、輔助支腿、懸臂梁、下導(dǎo)梁、下導(dǎo)梁天車、軌道、電氣控制

4、系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)和動力系統(tǒng)等組成。3.1 吊梁行車吊梁行車共兩臺，前后布置。吊梁行車在走行系統(tǒng)驅(qū)動下于主梁上前后運(yùn)行，吊梁行車縱移為雙軌式，軌道設(shè)置于兩主梁腹板正上方，走形系統(tǒng)采用三合一變頻動力電機(jī)驅(qū)動，走行平穩(wěn)、停位準(zhǔn)確，非常有利于落梁就位。吊梁行車上設(shè)置定滑輪綱組，與吊具上動滑輪組上形成起升系統(tǒng)。吊梁行行車上設(shè)置液壓橫移裝置，可以同步橫移，滿足梁體微調(diào)和曲線架梁需要，確保落梁準(zhǔn)確就位。吊梁行年設(shè)計為倒馬鞍形，充分利用兩主梁之間的空間，非常有效的降低了整機(jī)的高度。3.2 起重系統(tǒng)四臺卷揚(yáng)機(jī)設(shè)置于架橋機(jī)主梁尾端，通過鋼絲繩導(dǎo)繞系統(tǒng)分別通向兩臺吊梁行車，通過行車的定滑輪組與吊具動滑輪相穿繞，形成起

5、重系統(tǒng)。前吊梁行車的兩臺卷揚(yáng)機(jī)鋼絲繩相連通，使吊具的兩吊點相平衡，從而實現(xiàn)四點吊梁，三點起吊的作用。卷揚(yáng)機(jī)均設(shè)有首級和末級雙級制動，首級制動采用錐行電機(jī)本身制動，末級制動采用鉗盤式制動器在卷簡處制動。卷筒處設(shè)置有自動排繩器，可以確保排繩的規(guī)則和起升的安全。3.3 主梁主梁為箱型結(jié)構(gòu)，基本節(jié)長度為12m，采用拼接板栓接，便于裝拆和運(yùn)輸， 主梁前端段設(shè)有橫梁及變跨接頭，橫聯(lián)設(shè)置于兩主梁上部，將兩主聯(lián)接為一個整體，同時，橫聯(lián)也是懸臂梁的安裝基礎(chǔ)。變跨按頭設(shè)置于兩主梁下部，與輔助支腿直接相聯(lián)，滿足32m-24m間變跨施工需要。主梁是架橋機(jī)直按承受荷載的主要構(gòu)件，為使吊梁行車運(yùn)行平穩(wěn)，科學(xué)的設(shè)置預(yù)拱度，

6、采用了SAP 2000和ANSYS等大型程序進(jìn)行計算，在保證強(qiáng)度和剛度的條件下盡可能減輕其自重。3.4 前支腿前支腿為主梁前支撐點，設(shè)有固定節(jié)、折疊節(jié)和調(diào)整節(jié)，以滿足橋梁縱坡、變跨作業(yè)和最后一孔橋梁架設(shè)需要。前支腿固定節(jié)上部設(shè)有移位滾輪，可以沿主梁下蓋板縱向移位，滿足變跨需要；架梁狀態(tài)移位滾輪與主梁脫離，前支腿與土梁鉸接，保證架橋機(jī)為簡支架梁，使受力明確。前支腿下部為折疊節(jié)，在架設(shè)最后一孔梁時向兩側(cè)折起，使前支腿可以支立在橋臺上，實現(xiàn)最后一孔梁架設(shè)。調(diào)整節(jié)用于在變跨作業(yè)時調(diào)整由于梁高不同而要求前支腿長度不同的需要。3.5 后支腿后支腿為閉式O型結(jié)構(gòu)，滿足喂梁凈高、凈寬需要，上部和主梁固接，下部

7、和走行臺車聯(lián)結(jié)，架梁時由傳用裝置受力，設(shè)置液壓干斤頂，實現(xiàn)受力裝置與走走行臺車的轉(zhuǎn)換。后支腿臺車運(yùn)行為單軌方式，軌道采用起重機(jī)軌，采取特殊處理措施加大與梁面按觸面積，走行軌距按箱梁腹板中心設(shè)置，使箱梁合理受力。走行軌道利用設(shè)置于后支腿的卷揚(yáng)機(jī)和設(shè)于前支腿的導(dǎo)繞滑輪進(jìn)行拖抗，極大程度方便施工。專用受力裝置設(shè)于走行輪間，擴(kuò)大面積后與橋面可靠接觸。3.6 懸臂梁懸臂梁為板梁式桁架結(jié)構(gòu)，固接于主梁的橫聯(lián)上，設(shè)置一定的上翹，使下導(dǎo)梁天車運(yùn)行平穩(wěn)。懸臂梁采用多種方法優(yōu)化設(shè)計，具有剛度大、重量輕的特點。滿足下導(dǎo)梁天車前移下導(dǎo)梁需要。3.7 下導(dǎo)梁天車下導(dǎo)梁天車采用雙軌自力運(yùn)行，走行系統(tǒng)采用變頻調(diào)速，有利于下

8、導(dǎo)梁對位。起升系統(tǒng)采用雙卷揚(yáng)起落裝置。3.8 下導(dǎo)梁下導(dǎo)梁為箱式結(jié)構(gòu)，上部設(shè)有雙軌，滿足輔支腿臺車運(yùn)行需要，下部設(shè)八字形箱式結(jié)構(gòu)支腿，設(shè)有可調(diào)支撐，滿足下導(dǎo)梁調(diào)平需要。4、主要工藝作業(yè)流程4.1 架橋機(jī)的安裝架橋機(jī)可在橋臺后路基土安裝，采用過孔的方式移位到第一跨上，也可在較寬闊的地方或預(yù)制場拼裝，然后利用運(yùn)梁車馱運(yùn)到橋頭再過孔到第一跨橋位的方法。4.2 架梁4.2.1 架橋機(jī)就位4.2.2 運(yùn)梁車運(yùn)梁到位，前吊梁行車起吊箱梁前端4.2.3 前吊梁行車吊梁前行（運(yùn)梁車同時推送梁后端）4.2.4 后吊梁行車起吊梁后端4.2.5 吊梁前行到位，落梁，調(diào)梁，落梁就位4.3 過孔4.3.1 鋪設(shè)臨時自行

9、軌道，收縮前支腿，使其脫離橋墩4.3.2 架橋機(jī)前行到位，支立前支腿，回縮輔助支腿，將下導(dǎo)梁提起4.3.3 前吊梁行車吊下導(dǎo)梁后端前行至近1/2 時，輔助天車吊下導(dǎo)梁4.3.4 下導(dǎo)梁就位，架橋機(jī)完成過孔4.4 變跨4.4.1 32m 跨變24m4.4.1.1 完成最后一孔32m 梁架設(shè)，回縮前支腿使其脫離橋墩頂4.4.1.2 架橋機(jī)前行8m4.4.1.3 解除前支腿與主糧聯(lián)接，前支腿后行8m 與主梁重新聯(lián)接4.4.1.4 前支腿支立于橋墩，輔助前支腿后行8m 與主梁重新聯(lián)接4.4.1.5 架橋機(jī)前行到位4.4.1.6 下導(dǎo)梁前移到位支立，架設(shè)24m 梁4.4.2 24m 跨變32m 跨4.4

10、.2.1 完成最后一孔24m 梁架設(shè)4.4.2.2 解除輔助前支腿與主梁聯(lián)接，前行8m 與主梁重新聯(lián)接4.4.2.3 解除前支腿與主梁聯(lián)接并固定，架橋機(jī)后退8m，前支腿與主梁重新聯(lián)接4.4.2.4 架橋機(jī)前行到位4.4.2.5 下導(dǎo)梁前移到位到位并支立，架設(shè)32m 箱梁4.5 架設(shè)最后一孔箱梁4.6 架橋機(jī)馱運(yùn)架橋機(jī)架完一座橋的最后一跨后，架橋機(jī)自行到路基上。輔助支腿支承，后支腿曲腿部分底部支承于路基上；前支腿上節(jié)伸縮部分完全縮回。后天車將后支腿下橫梁拆除并提升；運(yùn)梁車先下降到最低高度，然后進(jìn)入巷內(nèi)馱運(yùn)位置；后天車安放后支腿下橫梁在運(yùn)梁車上的馱運(yùn)支架上，作為架橋機(jī)馱運(yùn)時的后端支點；前支腿與運(yùn)梁

11、車支承作為馱運(yùn)時的前支點。運(yùn)梁車升高托起架橋機(jī)；各部位檢查安全可靠后，運(yùn)梁車馱運(yùn)架橋機(jī)轉(zhuǎn)場。5、TLY850 型運(yùn)梁車TLY850運(yùn)梁車是為滿足850t 箱形梁運(yùn)輸，與架橋機(jī)配套使用。并可馱運(yùn)架橋機(jī)，幫助架橋機(jī)轉(zhuǎn)場作業(yè)，發(fā)動機(jī)廢氣排放標(biāo)準(zhǔn)不低于歐I標(biāo)準(zhǔn)的環(huán)保要求。設(shè)計時考慮了兩個三點支承（預(yù)制箱梁與車架之間為三點支承，車架與液壓懸掛系統(tǒng)之間為三點支承）保證混凝土箱梁及車架在運(yùn)輸過程中不受扭。在載運(yùn)箱梁時，支座表面裝有防滑的硬橡膠墊。運(yùn)梁車頂?shù)囊屏盒≤嚳梢詽M足不同跨度的箱梁沿運(yùn)梁車頂?shù)能壍揽v同時配合架橋機(jī)完成喂梁工作。5.1 運(yùn)梁車主要性能序號 項目名稱 參數(shù)1 運(yùn)載能力 850t2 整機(jī)質(zhì)量

12、230t3 車速 O6kmh（重載）O12kmh（空載）OO.15kmh（穩(wěn)定車速）4 適宜坡度 35 發(fā)動機(jī)功率 400kW×26 外形尺寸 32×7×3.7m5.2 結(jié)構(gòu)組成TLY850型運(yùn)梁平車由車架、懸掛支撐、輪軸、箱梁支撐、驅(qū)動系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、制動系統(tǒng)、梁體臺車移動系統(tǒng)、柴油機(jī)、電器系統(tǒng)、激光導(dǎo)向系統(tǒng)等組成。5.2.1 行走系統(tǒng)輪距約等于箱梁腹板中心距（5m），液壓懸掛；輪胎為23.50R25或18.00R25、21.00R25單胎布置；驅(qū)動軸約為總軸數(shù)的13。車架設(shè)伸縮支腿，供喂梁時使用。5.2.2 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)全輪連桿轉(zhuǎn)向，油缸驅(qū)動，最大車輪偏擺角可為3

13、5°5.2.3 制動系統(tǒng)從動輪設(shè)置行走制動和駐車制動兩套制動系統(tǒng)；鉗盤式或鼓式制動器。5.2.4 承梁系統(tǒng)枕梁支點巾心距梁端小于3m；保證預(yù)制梁始終處于三點支承。前枕梁為固定式，后枕梁為小車式（4軸線，16個車輪，電機(jī)驅(qū)動）5.2.5 控制系統(tǒng)采用總線式控制，兩端設(shè)置駕駛室。6、提梁機(jī)提梁機(jī)是為滿足京滬高速鐵路的施工要求，將預(yù)制好的箱型砼梁吊裝到運(yùn)梁車上，并承擔(dān)TLY850 型箱梁架橋機(jī)梁場組裝及拆卸任務(wù)的大型起重設(shè)備。兩臺提梁機(jī)同時作業(yè)時額定起重量為900噸。6.1 單臺提梁機(jī)主要性能序號 項目名稱 參數(shù)1 額定起重量 450t2 跨度 30m3 起升高度 16m4 起升速度 主起

14、升機(jī)構(gòu)：0.3m/min、 副起升機(jī)構(gòu)：7m/min5 走行速度 大車走行07.75m/min小車走行1.8m/min（重載）3.6m/min（輕載）6 電機(jī)功率主起升機(jī)構(gòu)37kW、 副起升機(jī)構(gòu)13 kW大車走行機(jī)構(gòu)4×5.5kW、小車走行機(jī)構(gòu)11 kW7 單機(jī)重量 280t6.2 結(jié)構(gòu)組成本設(shè)備由兩臺TLJ45030型提梁機(jī)組成，兩臺單機(jī)同時工作，協(xié)同完成提梁任務(wù)。每臺TLJ45030型提梁機(jī)即為一臺單梁龍門起重機(jī)。每臺TLJ45030型提梁機(jī)主要由金屬結(jié)構(gòu)、吊梁小車總成、大車走行總成、電氣系統(tǒng)總成等組成。6.2.1 金屬結(jié)構(gòu)金屬結(jié)構(gòu)主要由主梁、支腿、下橫梁等組成。支腿與主梁的連接

15、方式采用一個剛性支腿與一個柔性支腿，剛性支腿與主梁采用螺栓連接，柔性支腿與主梁采用鉸接。支腿與橫梁均采用鉸接。考慮到公路、鐵路運(yùn)輸?shù)男枰髁汗卜殖晌宥?，相互之間用高庋螺栓連接。6.2.2 吊梁小車總成吊梁小車總成由起升機(jī)構(gòu)、走行機(jī)構(gòu)、小車架及吊具等組成。吊梁小車的起升機(jī)構(gòu)采用安裝在主梁一側(cè)的卷揚(yáng)機(jī)通過滑輪組提升吊具的形式，由吊具起吊箱梁。6.2.3 大車走行總成大車走行總成由電機(jī)、減速機(jī)、車架、走行輪等組成。車架與下橫梁鉸接。大車走行總成還設(shè)有夾軌器、緩沖器、防撞止動器等安全保護(hù)裝置。6.2.4 電氣系統(tǒng)總成為了安全可靠的完成提梁機(jī)的各項工作，電氣系統(tǒng)采用了變頻調(diào)速技術(shù)，對小車走行機(jī)構(gòu)，大車

16、走行機(jī)構(gòu)進(jìn)行調(diào)速，可大大減小對電網(wǎng)的沖擊，提高提梁機(jī)運(yùn)行時的平衡性。電氣系統(tǒng)采用了可編程控制技術(shù)，使提梁機(jī)電氣控制簡單、可靠。提梁機(jī)的安全裝置均按國家標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，可使提梁機(jī)在作業(yè)時，人機(jī)安全能得到有效的保證。6.3 作業(yè)程序提梁機(jī)在制梁場內(nèi)的布設(shè)方式為沿架橋方向布置兩臺提梁機(jī)，提梁機(jī)可沿架橋方向吊梁縱向移動。兩臺提梁機(jī)協(xié)同完成箱梁吊裝任務(wù)時的作業(yè)程序為：6.3.1 兩臺單機(jī)運(yùn)行至待吊箱梁工位；6.3.2 提梁機(jī)上起重卷揚(yáng)機(jī)放下吊具，與箱梁頂面上的吊具相連，卷揚(yáng)機(jī)吊起箱梁到一定高度；6.3.3 提梁機(jī)提梁運(yùn)行至運(yùn)梁車旁，吊梁小車吊梁橫移至運(yùn)梁車上方；6.3.4 起重卷揚(yáng)機(jī)下降，將箱梁落到運(yùn)梁車上，

17、解除吊具。7.盆式橡膠支座安裝7.1 支座安裝支座可以在提升站時吊放在梁面上，隨梁同時運(yùn)輸?shù)轿?，通過架橋機(jī)起重小車上的4臺小懸臂吊具，將支座吊放到位。也可在箱梁橫移到位后起吊前，直接將支座安裝就位。對i>6的支座上的箭頭方向與上坡方向保持一致，緊固上座板螺栓，使支座上座板及石棉板與梁底予埋螺栓板密貼，保證支座方向、搭配、緊固度。支座安裝后，固定支座上座板與下座板中心縱、橫錯動量、以及活動支座中心線橫向錯動量均不得大于3mm；活動支座中心線的縱向錯動量與設(shè)計計算值的允許偏差之和為±3mm。固定支座及活動支座下座板中心線的扭轉(zhuǎn)偏差為1mm。7.2 落梁前檢查落梁前再次校核支座十字線

18、，錨栓孔位置、孔徑、深度，清除錨栓孔內(nèi)的積水及雜物。7.3 鋪砂漿墊層配制C50干硬性無收縮水泥砂漿。采用墊層架根據(jù)支承石標(biāo)高予鋪水泥砂漿墊層，厚度為30mm-50mm，并精確測量、抄平。7.4 落梁架橋機(jī)架橋落梁時分三步完成落梁：7.4.1 距支承墊石頂面500mm左右時，卷揚(yáng)機(jī)制動，上支座下座板套筒錨固螺栓，然后起動卷揚(yáng)機(jī)徐徐落梁；7.4.2 距墩臺支承墊石頂面200mm左右時，采用線錘對中引導(dǎo)、監(jiān)視支座中心的位移量；7.4.3距墩臺支承墊石上水泥砂漿面10mm時，卷揚(yáng)機(jī)制動，利用運(yùn)架梁機(jī)吊裝橫梁縱、橫移裝置微量調(diào)整箱梁落梁位置，予留出橋梁伸縮縫，箱梁精確對位，然后起動卷揚(yáng)機(jī)，徐徐落梁到位

19、。7.5 落梁后的檢查落梁后應(yīng)立即檢查支座十字線和橋梁伸縮縫是否符合下列要求：7.5.1 梁體中心線與設(shè)計位置誤差不得超過3mm，支座底面中心線與墩臺支承墊石頂面字線誤差不超過3mm。7.5.2 梁端伸縮縫誤差符合設(shè)計。當(dāng)梁跨與橋跨有誤差時，其縱向誤差以橋梁中心線為準(zhǔn)向兩端平均分配。但梁的活動端必須保持在按100溫差計算的最小伸縮空間，其近似值為1/1000。7.5.3 活動支座應(yīng)按梁的溫度變化及混凝土梁未完成的收縮徐變產(chǎn)生的錯動量，調(diào)整頂板與底板（或上下座板）的相對位置。7.5.4支座落位后，支座底面與墩臺支承墊石頂面座密貼，梁體同一端的支點相對高差不超過2mm，整孔箱梁不允許有三條腿現(xiàn)象，

20、以消除反力的不均。7.5.5 支座落位調(diào)整后的下座板十字線與墩臺十字線的縱橫向錯動量和同端支座中心線橫向距離的允許偏差及檢驗方法應(yīng)符合表規(guī)定：支座中心線的允許偏差及檢驗方法 表序號 項 目 容許偏差 備注1 一般高度墩臺縱向錯臺 20mm2 一般高度墩臺橫向錯臺 15mm誤差與橋梁設(shè)計中心線對稱 +30,-10mm3同端兩支座中心線橫向距離 誤差與橋梁設(shè)計中心線不對稱+15,-15mm尺量7.6 支座調(diào)整落梁后如果不能滿足上述條件，特別是梁體同端支點相對高差超過2mm時，須將梁重新吊起，調(diào)整到位后再落梁，使箱梁就位滿足上述要求。7.7 坡道落梁在坡道上小于6時，可采用砂漿墊層調(diào)整方法。但在6以

21、上坡度時，在支座與梁底支承鋼板間加焊一塊和坡度相同的楔形鋼板。_8聚乙烯（PE）簡介1.1聚乙烯化學(xué)名稱：聚乙烯英文名稱：polyethylene，簡稱PE結(jié)構(gòu)式： 聚乙烯是乙烯經(jīng)聚合制得的一種熱塑性樹脂，也包括乙烯與少量-烯烴的共聚物。聚乙烯是五大合成樹脂之一，是我國合成樹脂中產(chǎn)能最大、進(jìn)口量最多的品種。1.1.1聚乙烯的性能1.一般性能聚乙烯為白色蠟狀半透明材料，柔而韌，比水輕，無嗅、無味、無毒，常溫下不溶于一般溶劑，吸水性小，但由于其為線性分子可緩慢溶于某些有機(jī)溶劑，且不發(fā)生溶脹。工業(yè)上為使用和貯存的方便通常在聚合后加入適量的塑料助劑進(jìn)行造粒，制成半透明的顆粒狀物料。PE易燃，燃燒時有蠟

22、味，并伴有熔融滴落現(xiàn)象。聚乙烯的性質(zhì)因品種而異，主要取決于分子結(jié)構(gòu)和密度，也與聚合工藝及后期造粒過程中加入的塑料助劑有關(guān)。2.力學(xué)性能PE是典型的軟而韌的聚合物。除沖擊強(qiáng)度較高外，其他力學(xué)性能絕對值在塑料材料中都是較低的。PE密度增大，除韌性以外的力學(xué)性能都有所提高。LDPE由于支化度大，結(jié)晶度低，密度小，各項力學(xué)性能較低，但韌性良好，耐沖擊。HDPE支化度小，結(jié)晶度高，密度大，拉伸強(qiáng)度、剛度和硬度較高，韌性較差些。相對分子質(zhì)量增大，分子鏈間作用力相應(yīng)增大，所有力學(xué)性能，包括韌性也都提高。幾種PE的力學(xué)性能見表1-1。表1-1 幾種PE力學(xué)性能數(shù)據(jù)性能LDPELLDPEHDPE超高相對分子質(zhì)量

23、聚乙烯邵氏硬度(D)拉伸強(qiáng)度MPa拉伸彈性模量MPa壓縮強(qiáng)度MPa缺口沖擊強(qiáng)度kJ·m-2彎曲強(qiáng)度MPa414672010030012.5809012174050152525055070152560702137400130022.540702540646730501508001003.熱性能PE受熱后，隨溫度的升高，結(jié)晶部分逐漸熔化，無定形部分逐漸增多。其熔點與結(jié)晶度和結(jié)晶形態(tài)有關(guān)。HDPE的熔點約為125137，MDPE的熔點約為126134，LDPE的熔點約為105115。相對分子質(zhì)量對PE的熔融溫度基本上無影響。PE的玻璃化溫度（Tg）隨相對分子質(zhì)量、結(jié)晶度和支化程度的不同而異

24、，而且因測試方法不同有較大差別，一般在-50以下。PE在一般環(huán)境下韌性良好，耐低溫性(耐寒性)優(yōu)良，PE的脆化溫度(Tb)約為-80-50，隨相對分子質(zhì)量增大脆化溫度降低，如超高相對分子質(zhì)量聚乙烯的脆化溫度低于-140。PE的熱變形溫度(THD)較低，不同PE的熱變形溫度也有差別，LDPE約為3850(0.45MPa，下同)，MDPE約為5075，HDPE約為6080。PE的最高連續(xù)使用溫度不算太低，LDPE約為82100，MDPE約為105121，HDPE為121，均高于PS和PVC。PE的熱穩(wěn)定性較好，在惰性氣氛中，其熱分解溫度超過300。PE的比熱容和熱導(dǎo)率較大，不宜作為絕熱材料選用。P

25、E的線脹系數(shù)約在(1530)×10-5K-1之間，其制品尺寸隨溫度改變變化較大。幾種PE的熱性能見表1-2。表1-2幾種PE熱性能性能LDPELLDPEHDPE超高相對分子質(zhì)量聚乙烯熔點熱降解溫度(氮?dú)?熱變形溫度(0.45MPa)脆化溫度線性膨脹系數(shù)(×10-5K-1)比熱容J·(kg·K)-1熱導(dǎo)率/ W·(m·K)-11051153003850-80-501624221823010.351201253005075-100-751251373006080-100-701116192523010.421902103007585-14

26、0-704.電性能PE分子結(jié)構(gòu)中沒有極性基團(tuán)，因此具有優(yōu)異的電性能，幾種PE的電性能見表1-3。PE的體積電阻率較高，介電常數(shù)和介電損耗因數(shù)較小，幾乎不受頻率的影響，因而適宜于制備高頻絕緣材料。它的吸濕性很小，小于0.01（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），電性能不受環(huán)境濕度的影響。盡管PE具有優(yōu)良的介電性能和絕緣性，但由于耐熱性不夠高，作為絕緣材料使用，只能達(dá)到Y(jié)級（工作溫度90）。表1-3聚乙烯的電性能性能LDPELLDPEHDPE超高相對分子質(zhì)量聚乙烯體積電阻率/·cm介電常數(shù)/F·m-1（106Hz）介電損耗因數(shù)（106Hz）介電強(qiáng)度/kV·mm-110162.252.350.

27、00052010162.202.300.0005457010162.302.350.0005182810172.350.0005355.化學(xué)穩(wěn)定性PE是非極性結(jié)晶聚合物，具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性。室溫下它能耐酸、堿和鹽類的水溶液，如鹽酸、氫氟酸、磷酸、甲酸、醋酸、氨、氫氧化鈉、氫氧化鉀以及各類鹽溶液(包括具有氧化性的高錳酸鉀溶液和重鉻酸鹽溶液等)，即使在較高的濃度下對PE也無顯著作用。但濃硫酸和濃硝酸及其他氧化劑對聚乙烯有緩慢侵蝕作用。PE在室溫下不溶于任何溶劑，但溶度參數(shù)相近的溶劑可使其溶脹。隨著溫度的升高，PE結(jié)晶逐漸被破壞，大分子與溶劑的作用增強(qiáng)，當(dāng)達(dá)到一定溫度后PE可溶于脂肪烴、芳香烴、鹵

28、代烴等。如LDPE能溶于60的苯中，HDPE能溶于8090的苯中，超過100后二者均可溶于甲苯、三氯乙烯、四氫萘、十氫萘、石油醚、礦物油和石蠟中。但即使在較高溫度下PE仍不溶于水、脂肪族醇、丙酮、乙醚、甘油和植物油中。PE在大氣、陽光和氧的作用下易發(fā)生老化，具體表現(xiàn)為伸長率和耐寒性降低，力學(xué)性能和電性能下降，并逐漸變脆、產(chǎn)生裂紋，最終喪失使用性能。為了防止PE的氧化降解，便于貯存、加工和應(yīng)用，一般使用的PE原料在合成過程中已加入了穩(wěn)定劑，可滿足一般的加工和使用要求。如需進(jìn)一步提高耐老化性能，可在PE中添加抗氧劑和光穩(wěn)定劑等。6.衛(wèi)生性PE分子鏈主要由碳、氫構(gòu)成，本身毒性極低，但為了改善PE性能

29、，在聚合、成型加工和使用中往往需添加抗氧劑和光穩(wěn)定劑等塑料助劑，可能影響到它的衛(wèi)生性。樹脂生產(chǎn)廠家在聚合時總是選用無毒助劑，且用量極少，一般樹脂不會受到污染。PE長期與脂肪烴、芳香烴、鹵代烴類物質(zhì)接觸容易引起溶脹，PE中有些低相對分子質(zhì)量組分可能會溶于其中，因此，長期使用PE容器盛裝食用油脂會產(chǎn)生一種蠟味，影響食用效果。1.1.2聚乙烯的分類聚乙烯的生產(chǎn)方法不同，其密度及熔體流動速率也不同。按密度大小主要分為低密度聚乙烯（LDPE）、線型低密度聚乙烯（LLDPE）、中密度聚乙烯（MDPE）、高密度聚乙烯（HDPE）。其中線性低密度聚乙烯屬于低密度聚乙烯中的一種，是工業(yè)上常用的聚乙烯，其他分類法

30、有時把MDPE歸類于HDPE或LLDPE。按相對分子質(zhì)量可分為低相對分子質(zhì)量聚乙烯、普通相對分子質(zhì)量聚乙烯、超高相對分子質(zhì)量聚乙烯。按生產(chǎn)方法可分為低壓法聚乙烯、中壓法聚乙烯和高壓法聚乙烯。1.低密度聚乙烯英文名稱： Low density polyethylene，簡稱LDPE低密度聚乙烯，又稱高壓聚乙烯。無味、無臭、無毒、表面無光澤、乳白色蠟狀顆粒，密度0.9100.925g/cm3，質(zhì)輕，柔性，具有良好的延伸性、電絕緣性、化學(xué)穩(wěn)定性、加工性能和耐低溫性（可耐-70），但力學(xué)強(qiáng)度、隔濕性、隔氣性和耐溶劑性較差。分子結(jié)構(gòu)不夠規(guī)整，結(jié)晶度較低（55%65%），熔點105115。LDPE可采用熱

31、塑性成型加工的各種成型工藝，如注射、擠出、吹塑、旋轉(zhuǎn)成型、涂覆、發(fā)泡工藝、熱成型、熱風(fēng)焊、熱焊接等，成型加工性好。主要用作農(nóng)膜、工業(yè)用包裝膜、藥品與食品包裝薄膜、機(jī)械零件、日用品、建筑材料、電線、電纜絕緣、吹塑中空成型制品、涂層和人造革等。2.高密度聚乙烯英文名稱：High Density Polyethylene，簡稱HDPE高密度聚乙烯，又稱低壓聚乙烯。無毒、無味、無臭，白色顆粒，分子為線型結(jié)構(gòu)，很少有支化現(xiàn)象,是典型的結(jié)晶高聚物。力學(xué)性能均優(yōu)于低密度聚乙烯，熔點比低密度聚乙烯高，約125137，其脆化溫度比低密度聚乙烯低，約-100-70，密度為0.9410.960g/cm3。常溫下不溶

32、于一般溶劑，但在脂肪烴、芳香烴和鹵代烴中長時間接觸時能溶脹，在70以上時稍溶于甲苯、醋酸中。在空氣中加熱和受日光影響發(fā)生氧化作用。能耐大多數(shù)酸堿的侵蝕。吸水性小，具有良好的耐熱性和耐寒性，化學(xué)穩(wěn)定性好，還具有較高的剛性和韌性，介電性能、耐環(huán)境應(yīng)力開裂性亦較好。HDPE可采用注射、擠出、吹塑、滾塑等成型方法，生產(chǎn)薄膜制品、日用品及工業(yè)用的各種大小中空容器、管材、包裝用的壓延帶和結(jié)扎帶，繩纜、魚網(wǎng)和編織用纖維、電線電纜等。3.線性低密度聚乙烯英文名稱：Linear Low Density Polyethylene，簡稱LLDPE線形低密度聚乙烯被認(rèn)為是“第三代聚乙烯”的新品種，是乙烯與少量高級-烯

33、烴(如丁烯-1、己烯-1、辛烯-1、四甲基戊烯-1等)在催化劑作用下，經(jīng)高壓或低壓聚合而成的一種共聚物，為無毒、無味、無臭的乳白色顆粒，密度0.9180.935g/cm3。與LDPE相比，具有強(qiáng)度大、韌性好、剛性大、耐熱、耐寒性好等優(yōu)點，且軟化溫度和熔融溫度較高，還具有良好的耐環(huán)境應(yīng)力開裂性，耐沖擊強(qiáng)度、耐撕裂強(qiáng)度等性能。并可耐酸、堿、有機(jī)溶劑等。LLDPE可通過注射、擠出、吹塑等成型方法生產(chǎn)農(nóng)膜、包裝薄膜、復(fù)合薄膜、管材、中空容器、電線、電纜絕緣層等。由于不存在長支鏈，LLDPE的 6570用于制作薄膜。4.中密度聚乙烯英文名稱：Medium density polyethylene，簡稱M

34、DPE中密度聚乙烯是在合成過程中用-烯烴共聚，控制密度而成。MDPE的密度為0.9260.953g/cm3，結(jié)晶度為7080，平均相對分子質(zhì)量為20萬，拉伸強(qiáng)度為824MPa，斷裂伸長率為5060，熔融溫度126135，熔體流動速率為0.135g10min，熱變形溫度(0.46MPa)4974。MDPE最突出的特點是耐環(huán)境應(yīng)力開裂性及強(qiáng)度的長期保持性。MDPE可用擠出、注射、吹塑、滾塑、旋轉(zhuǎn)、粉末成型加工方法，生產(chǎn)工藝參數(shù)與HDPE和LDPF相似，常用于管材、薄膜、中空容器等。5.超高相對分子質(zhì)量聚乙烯英文名稱：ultra-high molecular weight polyethylene，

35、簡稱UHMWPE超高相對分子質(zhì)量聚乙烯沖擊強(qiáng)度高，耐疲勞，耐磨，是一種線型結(jié)構(gòu)的具有優(yōu)異綜合性能的熱塑性工程塑料。其相對分子質(zhì)量達(dá)到300600萬，密度0.9360.964g/cm3，熱變形溫度(0.46MPa)85，熔點130136。UHMWPE因相對分子質(zhì)量高而具有其他塑料無可比擬的優(yōu)異性能，如耐沖擊、耐磨損、自潤滑性、耐化學(xué)腐蝕等性能，廣泛應(yīng)用于機(jī)械、運(yùn)輸、紡織、造紙、礦業(yè)、農(nóng)業(yè)、化工及體育運(yùn)動器械等領(lǐng)域，其中以大型包裝容器和管道的應(yīng)用最為廣泛。另外，由于超高相對分子質(zhì)量聚乙烯優(yōu)異的生理惰性，已作為心臟瓣膜、矯形外科零件、人工關(guān)節(jié)等在臨床醫(yī)學(xué)上使用，而且，超高相對分子質(zhì)量聚乙烯耐低溫性能

36、優(yōu)異，在-40時仍具有較高的沖擊強(qiáng)度，甚至可在-269下使用。超高相對分子質(zhì)量聚乙烯纖維的復(fù)合材料在軍事上已用作裝甲車輛的殼體、雷達(dá)的防護(hù)罩殼、頭盔等；體育用品上已制成弓弦、雪橇和滑水板等。由于超高相對分子質(zhì)量聚乙烯熔融狀態(tài)的粘度高達(dá)108Pa·s，流動性極差，其熔體流動速率幾乎為零，所以很難用一般的機(jī)械加工方法進(jìn)行加工。近年來，通過對普通加工設(shè)備的改造，已使超高相對分子質(zhì)量聚乙烯由最初的壓制-燒結(jié)成型發(fā)展為擠出、吹塑和注射成型以及其他特殊方法的成型。6.茂金屬聚乙烯茂金屬聚乙烯(mPE)是近年來迅速發(fā)展的一類新型高分子樹脂，其相對分子質(zhì)量分布窄，分子鏈結(jié)構(gòu)和組成分布均一，具有優(yōu)異的

37、力學(xué)性能和光學(xué)性能，已被廣泛應(yīng)用于包裝、電氣絕緣制品等。1.1.3聚乙烯的成型加工PE的熔體粘度比PVC低，流動性能好，不需加入增塑劑已具有很好的成型加工性能。前文已介紹了各類聚乙烯可采用的成型加工方法，下面主要介紹在成型過程中應(yīng)注意的幾個問題。聚乙烯屬于結(jié)晶性塑料，吸濕小，成型前不需充分干燥，熔體流動性極好，流動性對壓力敏感，成型時宜用高壓注射，料溫均勻，填充速度快，保壓充分。不宜用直接澆口，以防收縮不均，內(nèi)應(yīng)力增大。注意選擇澆口位置，防止產(chǎn)生縮孔和變形。PE的熱容量較大，但成型加工溫度卻較低，成型加工溫度的確定主要取決于相對分子質(zhì)量、密度和結(jié)晶度。LDPE在180左右， HDPE在220左

38、右，最高成型加工溫度一般不超過280。熔融狀態(tài)下，PE具有氧化傾向，因而，成型加工中應(yīng)盡量減少熔體與空氣的接觸及在高溫下的停留時間。PE的熔體粘度對剪切速率敏感，隨剪切速率的增大下降得較多。當(dāng)剪切速率超過臨界值后，易出現(xiàn)熔體破裂等流動缺陷。制品的結(jié)晶度取決于成型加工中對冷卻速率的控制。不論采取快速冷卻還是緩慢冷卻，應(yīng)盡量使制品各部分冷卻速率均勻一致，以免產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，降低制品的力學(xué)性能。收縮范圍和收縮值大(一般成型收縮率為1.55.0)，方向性明顯，易變形翹曲，冷卻速度宜慢，模具設(shè)冷料穴，并有冷卻系統(tǒng)。軟質(zhì)塑件有較淺的側(cè)凹槽時，可強(qiáng)行脫模。1.1.4聚乙烯的改性聚乙烯屬非極性聚合物，與無機(jī)物、極

39、性高分子相容性弱，因此其功能性較差，采用改性可提高PE的耐熱老化性、高速加工性、沖擊強(qiáng)度、粘接性、生物相容性等性質(zhì)。常用的改性方法包括物理改性和化學(xué)改性。1.物理改性物理改性是在PE基體中加入另一組分(無機(jī)組分、有機(jī)組分或聚合物等)的一種改性方法。常用的方法有增強(qiáng)改性、共混改性、填充改性。（1）增強(qiáng)改性 增強(qiáng)改性是指填充后對聚合物有增強(qiáng)效果的改性。加入的增強(qiáng)劑有玻璃纖維、碳纖維、石棉纖維、合成纖維、棉麻纖維、晶須等。自增強(qiáng)改性也屬于增強(qiáng)改性的一種。自增強(qiáng)改性。所謂自增強(qiáng)就是使用特殊的加工成型方法，使得材料內(nèi)部組織形成伸直鏈晶體，材料內(nèi)部大分子晶體沿應(yīng)力方向有序排列，材料的宏觀強(qiáng)度得到大幅度提高

40、，同時分子鏈有序排列將使結(jié)晶度提高，從而使材料的強(qiáng)度進(jìn)一步提高，由于所形成的增強(qiáng)相與基體相的分子結(jié)構(gòu)相同，因而不存在外增強(qiáng)材料中普遍存在的界面問題。如采用超高相對分子質(zhì)量聚乙烯(UHMPE)纖維增強(qiáng)LDPE，在加熱加壓成型的條件下，可以形成良好的界面，最大限度發(fā)揮基體和纖維的強(qiáng)度。纖維增強(qiáng)改性。纖維增強(qiáng)聚合物基復(fù)合材料由于具有比強(qiáng)度高、比剛度高等優(yōu)點而得到廣泛應(yīng)用。如采用經(jīng)KH-550偶聯(lián)劑處理的長玻璃纖維(LGF)與PE復(fù)合制備的PELGF復(fù)合材料，當(dāng)LGF加入量為3O(質(zhì)量分?jǐn)?shù))、長度約為35mm時，復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度分別為52.5MPa和52kJm。晶須改性。晶須的加入能夠大幅

41、度提高HDPE材料的力學(xué)性能，包括短期力學(xué)性能及耐長期蠕變性能。晶須對HDPE材料的增強(qiáng)作用主要?dú)w因于它們之間的良好界面粘接，同時剛性的晶須則能夠承擔(dān)較大的外界應(yīng)力使復(fù)合材料的模量得到提高。納米粒子增強(qiáng)改性。少量無機(jī)剛性粒子填充PE可同時起到增韌與增強(qiáng)的作用。如將表面處理過的納米SiO2粒子填充mLLDPE-LDPE，SiO2納米粒子均勻分散于基材中，與基材形成牢固的界面結(jié)合，當(dāng)填充質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2時，拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長率分別提高了13.7MPa和174.9。（2）共混改性 共混改性主要目的是改善PE的韌性、沖擊強(qiáng)度、粘接性、高速加工性等各種缺陷，使其具有較好的綜合性能。共混改性主要是向PE基體中

42、加入另一種聚合物，如塑料類、彈性體類等聚合物，以及不同種類的PE之間進(jìn)行共混。PE系列的共混改性。單一組分的PE往往很難滿足加工要求，而通過不同種類PE之間的共混改性可以獲得性能優(yōu)良的PE材料。如通過LDPE與LLDPE共混，解決了LDPE因大量添加阻燃劑和抗靜電劑等助劑造成力學(xué)性能急劇降低的問題；LLDPE與HDPE共混后可以提高產(chǎn)品的綜合性能。PE與彈性體的共混改性。彈性體具有低的表面張力、較強(qiáng)的極性、突出的增韌作用，因此與PE共混后，既能保持PE的原有性能，同時也可以制備出具有綜合優(yōu)良性能的PE。如LDPE-聚烯烴彈性體(POE)共混物，當(dāng)POE的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3O時，共混體系的拉伸強(qiáng)度達(dá)到

43、最大值，為21.5 MPa。PE與塑料的共混改性。聚乙烯具有良好的韌性，但制品的強(qiáng)度和模量較低，與工程塑料等共混可提高復(fù)合體系的綜合力學(xué)性能。但PE和這類高聚物的界面問題也是影響其共混物性能的主要原因，因此通常需要加入界面相容劑以提高共混物的力學(xué)性能。（3）填充改性 填充改性是在PE基質(zhì)中加入無機(jī)填料或有機(jī)填料，一方面可以降低成本達(dá)到增重的目的，另一方面可提高PE的功能性，如電性能、阻燃性能等，但同時對復(fù)合材料的力學(xué)性能和加工性能帶來一定程度的影響。無論是無機(jī)填料還是有機(jī)填料，填料與PE基體的相容性和界面粘接強(qiáng)度是PE填充改性必須面臨的問題，而PE是非極性化合物，與填料相容性差，因此，必須對填

44、料進(jìn)行表面處理。填料的表面處理一般采用物理或化學(xué)方法進(jìn)行處理，在填料表面包覆一層類似于表面活性劑的過渡層，起“分子橋”的作用，使填料與基體樹脂間形成一個良好的粘接界面。常用的填料表面處理技術(shù)有：表面活性劑或偶聯(lián)劑處理技術(shù)、低溫等離子體技術(shù)、聚合填充技術(shù)和原位乳液聚合技術(shù)等。PE中填充木粉、淀粉、廢紙粉、滑石粉、碳酸鈣等一類填料，不僅可以改善PE的性能，同時也具有十分重要的健康環(huán)保意義。2.化學(xué)改性化學(xué)改性的方法主要有接枝改性、共聚改性、交聯(lián)改性、氯化及氯磺化改性和等離子體改性處理等方法。其原理是通過化學(xué)反應(yīng)在PE分子鏈上引入其他鏈節(jié)和功能基團(tuán)，由此提高材料的力學(xué)性能、耐侯性能、抗老化性能和粘接

45、性能等。（1）接枝改性 接枝改性是指將具有各種功能的極性單體接枝到PE主鏈上的一種改性方法。接枝改性后的PE不但保持了其原有特性，同時又增加了其新的功能。常用的接枝單體有丙烯酸(AA)、馬來酸酐(MA)、馬來酸鹽、烯基雙酚A醚和活性硅油等。接枝改性的方法主要有溶液法、固相法、熔融法、輻射接枝法、光接枝法等。（2）共聚改性 共聚改性是指通過共聚反應(yīng)將其他大分子鏈或官能團(tuán)引入到PE分子鏈中，從而改變PE的基本性能。主要改性品種有乙烯-丙烯共聚物（塑料）、EVA、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-其他烯烴（如辛烯POE、環(huán)烯烴）共聚物、乙烯-不飽和酯共聚物（EAA、 EMAA 、EEA、EMA、EMMA、EMAH）等。通過共聚反應(yīng)，可以改變大分子鏈的柔順性或使原來的基團(tuán)帶有反應(yīng)性官能團(tuán)，可以起到反應(yīng)性增容劑的作用。（3