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1、10申请公布号CN102505638A43申请公布日20120620CN102505638ACN102505638A21申请号201110355168022申请日20111108E01D21/00200601E01D6/00200601E01D101/30200601E01D101/4020060171申请人赵启武地址210007江苏省南京市白下区海福巷1号72发明人赵启武王娅娜李飞赵启林陈浩森74专利代理机构南京中新达专利代理有限公司32226代理人孙鸥朱杰54发明名称一种主承力树脂基复合材料钢桁组合结构制备方法57摘要本发明涉及一种主承力树脂基复合材料钢桁组合结构制备方法。本发明技术方案是。
2、该结构是由弦杆、斜杆与竖杆组成，在树脂基复合材料管端部内部设置外径与树脂基复合材料管内径相同的金属管，通过高强螺栓连接，杆件与杆件之间焊接完成，且在焊接处两旁进行降温，在桁架上弦杆、下弦杆的端部焊接阴头与阳头，通过阴头、阳头实现桁架与桁架之间的连接。本发明解决了单片桁架结构的自重过高成为影响该桥使用的缺陷。本发明通过该方式制备的桁架是现有装配式公路钢桥桁架片重量的1/2，极大地提高了改桁架桥的承载力，且桁架结构重量较小，拉伸与压缩强度较高，由于只在杆件端部是金属其他部位都是复合材料，因此该结构的防腐性能比一般的钢桁架好。51INTCL权利要求书1页说明书3页附图2页19中华人民共和国国家知识产。
3、权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页附图2页1/1页21一种主承力树脂基复合材料钢桁组合结构制备方法，其步骤在于1该结构是由弦杆、斜杆与竖杆组成；2所述杆件包括上弦杆、下弦杆、斜杆与竖杆，结构为在树脂基复合材料管端部内部设置外径与树脂基复合材料管内径相同的金属管，然后在树脂基复合材料管连接端部外圆上设置螺纹，在金属套管内壁设置同样的螺纹，套在树脂基复合材料管上，通过高强螺栓施加预紧力将树脂基复合材料管与金属套管连接；3杆件与杆件之间连接时，通过树脂基复合材料管端部的金属套筒之间进行焊接完成；4在焊接处两旁进行降温；5在桁架上弦杆、下弦杆的端部焊接阴头与阳头，通过阴头、阳头实现桁架与桁架。
4、之间的连接。2根据权利要求1所述的一种主承力树脂基复合材料钢桁结构制备方法，其特征在于在金属套管上有三个耳朵按120度分布。3根据权利要求1所述的一种主承力树脂基复合材料钢桁结构制备方法，其特征在于在外部金属套筒的三个耳朵的高度必须大于螺栓孔12CM。4根据权利要求1所述的一种主承力树脂基复合材料钢桁结构制备方法，其特征在于在步骤3中，将杆件一端部的金属套筒焊接到另一杆件端部金属套筒的耳朵上。5根据权利要求1所述的一种主承力树脂基复合材料钢桁结构制备方法，其特征在于在步骤3中，在杆件焊完成后必须再一次通过高强螺栓施加预紧力。6在将单双耳与上下弦杆焊接时，上弦杆、下弦杆端部的金属套管必须比树脂基。
5、复合材料管长510CM。权利要求书CN102505638A1/3页3一种主承力树脂基复合材料钢桁组合结构制备方法技术领域0001本发明涉及一种桥梁结构，特别涉及一种主承力树脂基复合材料钢桁组合结构制备方法。背景技术0002在本发明之前，装配式公路钢桥是一种由预制钢桁架构件为基本拼装单元，单元与单元之间以单双耳为连接方式的制式桥梁。由于该桁架主要是由钢材制备，单片装配式公路桁架片重达270KG，由自重形成的荷载几乎占了整个承载力的1/3，极大的影响该类桥梁的承载力。同时，在一些只能通过人工进行架设和交通运输不便的地方，由于单片桁架片需要4人才能搬运，很难将其运到现场进行安装，因此严重地影响了架设。
6、桥梁的进度，甚至无法进行桥梁架设。因此单片桁架结构的自重过高成为影响该桥使用的重要因素，但如果降低单片桁架片重量，就会必然降低单片桁架片的结构强度。因此，这个难题一直难以解决。发明内容0003本发明的目的就在于克服上述缺陷，研制一种主承力树脂基复合材料钢桁组合结构制备。0004本发明的技术方案是0005一种主承力树脂基复合材料钢桁结构制备方法，其主要技术步骤在于00061该结构是由弦杆、斜杆与竖杆组成；00072所述杆件包括弦杆、下弦杆、斜杆与竖杆，结构为在树脂基复合材料管端部内部设置外径与树脂基复合材料管内径相同的金属管，然后在树脂基复合材料管连接端部外圆上设置螺纹，在金属套管内壁设置同样的。
7、螺纹，套在树脂基复合材料管上，通过高强螺栓施加预紧力将树脂基复合材料管与金属套管连接；00083杆件与杆件之间连接时，通过树脂基树脂基复合材料管端部的金属套筒之间进行焊接完成；00094在焊接处两旁进行降温；00105在桁架上弦杆、下弦杆的端部焊接阴头与阳头，通过阴头、阳头实现桁架与桁架之间的连接。0011本发明的优点和效果在于00121通过该方式制备的桁架是现有装配式公路钢桥桁架片重量的1/2。这样极大地提高了改桁架桥的承载力，同时又由于该桁架结构重量较小，便于运输和架设。00132树脂基复合材料在顺纤维方向的拉伸与压缩强度较高，而其他强度较低，由于树脂基桁架结构主要承受拉力与压力，可以充分。
8、发挥复合材料的优点。00143通过该方法制备的桁架结构由于只在杆件端部是金属其他部位都是复合材料，因此该结构的防腐性能比一般的钢桁架好。说明书CN102505638A2/3页40015本发明的其他具体优点和效果将在下面继续说明。附图说明0016图1本发明中树脂基复合材料与金属套筒连接原理示意图。0017图2图1的左视图。0018图3阴头示意图。0019图4阳头示意图。0020图5本发明结构原理示意图以三角形桁架结构为例。0021图中各标号表示各部件如下0022树脂基复合材料管1、金属套筒2、金属管3、螺纹4、高强螺栓5、上弦杆6、下弦杆7、斜杆8、竖杆9、阴头10、耳朵11、阳头12。具体实施。
9、方式0023本发明的技术思路是0024既要降低桁架结构单片桁架片的重量，又要保持桁架结构的强度，同时又有利桥梁的施工和安装。为此，本发明先从桁架结构的材料和连接方式着手。0025下面是本发明的详细说明。0026如图1、图2所示0027首先，杆件端部连接处采用金属与树脂基复合材料组合的结构。在树脂基复合材料管1连接处内部设置外径与树脂基复合材料管1内径相同的金属管3，以提高树脂基复合材料管1的刚度，然后在树脂基复合材料管1连接端部外圆上设置螺纹4，在金属套管2内壁设置同样的螺纹4，使金属套管2与树脂基复合材料管1上螺纹4相互咬合形成整体；杆件包括上弦杆6、下弦杆7、斜杆8、竖杆9。0028如图3。
10、所示0029为了提高复合材料齿的抗剪强度，可将金属套筒2沿着耳朵11剖成三部分，分别与树脂基复合材料管1进行螺纹连接，然后用高强螺栓5加强连接；由于复合材料螺纹4的抗剪强度较低，为了提高复合材料螺纹4的抗剪强度，从而达到提高树脂基复合材料与钢材在连接处连接效率的目的，用高强螺栓5将金属套筒2与树脂基复合材料管1拧紧，使二者之间产生较大的预紧力。0030在桁架结构制备中，所有杆件的部件均是指由上述方法制备出来的。0031在桁架结构制备如图1、图5所示0032第一步0033制备钢接头。首先在树脂基复合材料管1连接处内部设置外径与树脂基复合材料管1内径相同、刚度较大的金属管3，以提高树脂基复合材料管。
11、1的刚度；然后分别在树脂基复合材料管1外表面以及金属套筒2内表面加工相互匹配的螺纹4，最后将金属套筒2与树脂基复合材料管1进行连接时，将金属套筒2分成几部分与树脂基复合材料管1进行螺纹连接，本例中用三个环向高强螺栓5、按照120度分布，将金属套筒2与树脂基复合材料管1连接成整体，通过紧固高强螺栓5向树脂基复合材料管1施加预紧力，以提高其承载力。说明书CN102505638A3/3页50034第二步0035按第一步的方法对各杆件制备钢接头对于上弦杆6、下弦杆7和竖杆9必须在所有树脂基复合材料管1端部制备钢接头和中部制备钢接头；而对于斜杆8只需在端部制备钢接头；在杆件上制备钢接头时，为保证装配精度。
12、，在树脂基复合材料管1上加工螺纹时必须保证螺纹的第一道齿。0036第三步0037杆件与杆件之间的拼装。具体杆件之间的连接见图5所示，杆件与杆件之间的拼装主要是指杆件的焊接。由于复合材料不耐高温，所有杆件的焊接都是将杆件端部的金属套筒2焊接到另一杆件端部金属套筒的耳朵11上。杆件的焊接必须保证焊接好的桁架片整个杆件在一个平面，同时为防止焊接产生的高温对树脂基复合材料管1的复合材料产生影响在焊接时必须通过湿毛巾对杆件焊接处进行降温，同时金属套筒2的三个耳朵11的高度必须大于螺栓孔径12CM。在焊接完后为防止温度降低接头预紧力，必须通过高强螺栓5对接头重新施加预紧力。0038第四部0039将阴头11，阳头12分别通过焊接到桁架的上弦杆6、下弦杆7上，以实现桁架片与桁架片之间的连接。在焊接时为防止树脂基复合材料管受高温影响，上弦杆6和下弦杆7端部必须的金属套管必须比树脂基复合材料管长510CM。0040应用本发明，单片复合材料桁架片在承载力与现有钢桁架承载力相当的情况下，重量变轻，从原来270公斤变为140公斤，2人就可搬运。同时由于本结构主要是由复合材料组成因此该结构防腐性能比传统的钢桁架结构好。说明书CN102505638A1/2页6图1图2图3图4说明书附图CN102505638A2/2页7图5说明书附图CN102505638A。