一種連續(xù)浮筒復(fù)合材料浮式結(jié)構(gòu)體系的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種連續(xù)浮筒復(fù)合材料浮式結(jié)構(gòu)體系，主要由復(fù)合材料圓形浮筒、橋面體系、浮筒連接單元以及抱樁裝置構(gòu)成，復(fù)合材料圓形浮筒之間采用浮筒連接單元連接；橋面體系架設(shè)在浮筒連接單元上，橋面體系由復(fù)合材料拉擠型材組成框架、然后在上面鋪設(shè)復(fù)合材料板或者直接在浮筒連接單元上鋪設(shè)復(fù)合材料板材構(gòu)成；最后采用抱樁裝置將浮筒連接單元與定位樁連接，形成復(fù)合材料浮式結(jié)構(gòu)體系。本發(fā)明施工時連接節(jié)點少，能夠迅速的完成施工，工業(yè)化程度高；同時在海洋環(huán)境中具有良好的耐久性；是一種適用于各類水上浮橋、游艇碼頭浮棧橋以及其他水上平臺的浮式結(jié)構(gòu)體系。
【專利說明】一種連續(xù)浮筒復(fù)合材料浮式結(jié)構(gòu)體系
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種浮式結(jié)構(gòu)體系，具體涉及一種連續(xù)浮筒復(fù)合材料浮式結(jié)構(gòu)體系?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]目前的水上浮式結(jié)構(gòu)主要基于小型浮箱體系展開，可分為浮箱+面板體系和浮箱拼接體系兩大類結(jié)構(gòu)體系。前一體系中，面板部分一般由不銹鋼或鋁合金梁(桿)構(gòu)件組成框架、并在其上鋪設(shè)木板或木塑板材構(gòu)成，而浮箱固定于框架上，呈連續(xù)分布或間斷分布。后一種體系中，將一定數(shù)量的浮箱緊密排列連接為一體，所有浮箱上表面連為一體作為水上平臺的面板使用，而不單獨設(shè)置面板。上述兩種解決方案采用的浮箱以PE浮箱和HDPE浮箱為主，也有PVC浮箱、鋼浮箱和混凝土浮箱等，其耐久性較差，尤其是在海洋環(huán)境中的耐腐蝕性能較差。另外，對于PE浮箱和HDPE浮箱，由于尺寸較小、連接接頭繁多，因此其整體性能較差，承載力較低，且施工繁瑣、效率低下；對于鋼浮箱或混凝土浮箱，雖可制作大型浮箱以提供足夠的浮力，但由于其自重大，導(dǎo)致運輸、安裝困難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種承載力高、整體性好、耐腐蝕性能好、施工方便的水上浮式結(jié)構(gòu)體系，適用于大型海洋石油平臺、觀光旅游平臺以及浮棧橋等浮式結(jié)構(gòu)體系，可以有效解決傳統(tǒng)的浮式結(jié)構(gòu)耐久性不足、承載能力不高，以及現(xiàn)場安裝復(fù)雜等問題；而且，該浮式結(jié)構(gòu)的主要組成部分可在工廠采用纏繞工藝以及拉擠工藝，實現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)，有效縮短了浮式結(jié)構(gòu)建造時間。
[0004]本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:一種連續(xù)浮筒復(fù)合材料浮式結(jié)構(gòu)體系，包括多個復(fù)合材料圓形浮筒、浮筒連接單元、橋面體系和抱樁裝置；
[0005]所述復(fù)合材料圓形浮筒由復(fù)合材料殼提和位于殼體內(nèi)的填充體構(gòu)成；
[0006]所述復(fù)合材料圓形浮筒并列放置成兩排，每排的相鄰浮筒單元之間采用承插式法蘭和連接件固定，兩排浮筒采用多個內(nèi)部設(shè)有雙孔的浮筒連接單元固定，浮筒連接單元為復(fù)合材料夾芯結(jié)構(gòu)；
[0007]所述橋面結(jié)構(gòu)體系包括復(fù)合材料夾芯板或者復(fù)合材料層合板,復(fù)合材料夾芯板或者復(fù)合材料層合板直接鋪設(shè)在浮筒連接單元上，或者鋪設(shè)在由復(fù)合材料型材組成的框架上；
[0008]所述浮筒連接單元通過抱樁裝置與定位樁連接，抱樁裝置與定位樁的接觸面設(shè)有滾動裝置或滑動裝置，抱樁裝置為復(fù)合材料夾芯板殼；
[0009]所述復(fù)合材料層合板殼由復(fù)合材料殼體組成，所述復(fù)合材料夾芯板殼由復(fù)合材料殼體和夾芯材料組成。
[0010]作為優(yōu)選，所述復(fù)合材料殼體為玻璃纖維布、碳纖維布、玄武巖纖維布、芳綸纖維布中的一種與樹脂固化而成，玻璃纖維布為雙軸向布、多軸向布、網(wǎng)格布或纖維氈中的至少一種，樹脂為不飽和聚酯、鄰苯樹脂、乙烯基樹脂、環(huán)氧樹脂、無機樹脂或熱塑性樹脂中的至少一種。
[0011]作為優(yōu)選，所述的填充體包括聚氨酯泡沫、聚氯乙烯泡沫、碳泡沫、PEI泡沫和PMI泡沫、Balsa木、泡桐木、EPS泡沫、杉木或強芯氈中的至少一種。
[0012]作為優(yōu)選，所述連接件包括尼龍棒、螺栓、銷釘中的一種或幾種。
[0013]作為優(yōu)選，所述的螺栓為金屬螺栓、復(fù)合材料螺栓的一種。
[0014]作為優(yōu)選，所述的滾動裝置為萬向輪或尼龍滾輪。
[0015]作為優(yōu)選，所述的滑動裝置為聚四氟乙烯滑板。
[0016]本發(fā)明的一種連續(xù)浮筒復(fù)合材料浮式結(jié)構(gòu)體系是一種全復(fù)合材料組成的浮式結(jié)構(gòu)體系，主要由纏繞工藝制作的浮筒單元、拉擠工藝制作的夾芯板或夾層板以及浮筒連接單元以及抱樁裝置構(gòu)成，等截面圓形浮筒單元之間采用浮筒連接單元連接；橋面結(jié)構(gòu)體系架設(shè)在浮筒連接單元上，橋面結(jié)構(gòu)體系由復(fù)合材料拉擠型材(桿件)組成框架，然后在上面鋪設(shè)復(fù)合材料夾芯板殼或者直接在浮筒連接單元上鋪設(shè)復(fù)合材料夾芯板(層合板)；最后并且采用抱樁裝置將浮筒連接單元與定位樁連接，形成復(fù)合材料浮式結(jié)構(gòu)體系。
[0017]本發(fā)明構(gòu)件可以在工廠完成，運至現(xiàn)場后可以通過簡單的架設(shè)、施工時連接節(jié)點少，能夠迅速的完成施工，工業(yè)化程度高；同時，由于本發(fā)明采用全復(fù)合材料結(jié)構(gòu)體系，在海洋環(huán)境中具有良好的耐久性；是一種適用于各類水上浮橋、游艇碼頭浮棧橋以及其他水上(海洋)平臺的浮式結(jié)構(gòu)體系。
[0018]本發(fā)明的有益效果:1、施工簡單，架設(shè)快速，各組成部分可在工廠預(yù)制完成，現(xiàn)場僅需少量接頭連接即可；
[0019]2、具有更好的整體受力性能。浮筒為FRP纏繞管，可連續(xù)化生產(chǎn)，因此可有效減少接頭數(shù)量，提高結(jié)構(gòu)體系的整體受力性能；
[0020]3、具有更長的使用壽命，維修保養(yǎng)方便。復(fù)合材料能在酸、堿、海水等各種惡劣環(huán)境下使用，因此特別適用于海洋環(huán)境，且在使用過程中基本不需要維護，具有較長的使用壽命;
[0021]4、浮筒單元具有損壞后不進水的優(yōu)點，即使外殼破損也可提足夠的供浮力，可在一定程度上為生命、財產(chǎn)安全提供保障。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1為本發(fā)明的浮式結(jié)構(gòu)體系示意圖；
[0023]圖2為本發(fā)明復(fù)合材料圓形浮筒單元截面形式示意圖；
[0024]圖3為本發(fā)明的浮筒單元構(gòu)造示意圖；
[0025]圖4為本發(fā)明的浮筒單元之間連接示意圖；
[0026]圖5為本發(fā)明的浮筒連接單元示意圖；
[0027]圖6為本發(fā)明實施例1抱樁裝置示意圖；
[0028]圖7為本發(fā)明實施例1的橋面體系示意圖；
[0029]圖8為本發(fā)明實施例2抱樁裝置示意圖；
[0030]圖9為本發(fā)明實施例2的應(yīng)用示意圖。
【具體實施方式】[0031 ] 下面結(jié)合【具體實施方式】和附圖對本發(fā)明做進一步說明:
[0032]實施例1:
[0033]本發(fā)明的連續(xù)浮筒復(fù)合材料浮式結(jié)構(gòu)，如圖1-7所示。等截面復(fù)合材料圓形浮筒單元I采用玄武巖纖維布與乙烯基酯樹脂通過纏繞工藝制備形成復(fù)合材料管，復(fù)合材料殼體2內(nèi)填充體3為PU泡沫。相鄰浮筒單元之間的連接采用承插式法蘭6和螺栓7連接。雙浮筒并列放置，采用雙孔的浮筒連接單元固定雙浮筒，浮筒連接單元4采用真空導(dǎo)入工藝制作而成的夾芯板殼結(jié)構(gòu)，板殼采用玻璃纖維與不飽和聚酯樹脂，夾芯材料5使用聚氯乙烯泡沫。橋面結(jié)構(gòu)體系10包括復(fù)合材料框架14，并在上面鋪設(shè)復(fù)合材料夾芯板殼13，夾芯板構(gòu)造與夾板連接單元相同。抱樁裝置12安置在浮筒連接單元4外側(cè)，與浮筒連接單元4一體成型，與定位樁11接觸側(cè)安裝尼龍滾輪作為滾動裝置8。尤其適用于戰(zhàn)爭時臨時橋梁建設(shè)的需要等。
[0034]實施例2:
[0035]本發(fā)明的連續(xù)浮筒復(fù)合材料浮式結(jié)構(gòu)，如圖1-5及8-9所示。等截面圓形浮筒單元I采用玻璃纖維與不飽和聚酯樹脂通過纏繞工藝制備，復(fù)合材料殼體2內(nèi)填充體3為聚苯泡沫；相鄰浮筒單元之間連接采用承插式法蘭6和螺栓7連接；雙浮筒并列放置，采用雙孔的浮筒連接單元4固定雙浮筒，浮筒連接單元采用真空導(dǎo)入工藝制作而成的夾芯板殼結(jié)構(gòu)，板殼采用玻璃纖維與不飽和聚酯樹脂，夾芯材料5使用聚氨酯泡沫；輔棧橋的等截面圓形浮筒單元I與浮筒連接單元4連接；橋面結(jié)構(gòu)體系10為直接在浮筒連接單元上面鋪設(shè)復(fù)合材料夾芯板殼13，采用玻璃纖維和不飽和聚酯樹脂、泡桐木通過拉擠工藝制作而成。抱樁裝置12安置在浮筒連接單元4外側(cè)，與浮筒連接單元4 一體成型，與定位樁11接觸側(cè)安裝聚四氟乙烯滑板作為滑動裝置9。尤其適用于游艇碼頭的需要。
[0036]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出:對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種連續(xù)浮筒復(fù)合材料浮式結(jié)構(gòu)體系，其特征在于:包括多個復(fù)合材料圓形浮筒、浮筒連接單元、橋面體系和抱樁裝置； 所述復(fù)合材料圓形浮筒由復(fù)合材料殼和位于殼內(nèi)的填充體構(gòu)成； 所述復(fù)合材料圓形浮筒單元并列放置成兩排，每排的相鄰浮筒單元之間采用承插式法蘭和連接件固定，兩排浮筒單元采用多個內(nèi)部設(shè)有雙孔的浮筒連接單元固定，浮筒連接單元為復(fù)合材料夾芯結(jié)構(gòu)； 所述橋面體系包括復(fù)合材料夾芯板或者復(fù)合材料層合板，復(fù)合材料夾芯板或者復(fù)合材料層合板直接鋪設(shè)在浮筒連接單元上，或者鋪設(shè)在由復(fù)合材料型材組成的框架上； 所述浮筒連接單元通過抱樁裝置與定位樁連接，抱樁裝置與定位樁的接觸面設(shè)有滾動裝置或滑動裝置，抱樁裝置為復(fù)合材料夾芯板殼。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種連續(xù)浮筒復(fù)合材料浮式結(jié)構(gòu)體系，其特征在于:所述復(fù)合材料殼體為玻璃纖維布、碳纖維布、玄武巖纖維布、芳綸纖維布中的一種與樹脂固化而成，玻璃纖維布為雙軸向布、多軸向布、網(wǎng)格布或纖維氈中的至少一種，樹脂為不飽和聚酯、鄰苯樹脂、乙烯基樹脂、環(huán)氧樹脂、無機樹脂或熱塑性樹脂中的至少一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種連續(xù)浮筒復(fù)合材料浮式結(jié)構(gòu)體系，其特征在于:所述的填充體包括聚氨酯泡沫、聚氯乙烯泡沫、碳泡沫、PEI泡沫和PMI泡沫、Balsa木、泡桐木、EPS泡沫、杉木或強芯氈中的至少一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種連續(xù)浮筒復(fù)合材料浮式結(jié)構(gòu)體系，其特征在于:所述連接件包括尼龍棒、螺栓、銷釘中的一種或幾種。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種連續(xù)浮筒復(fù)合材料浮式結(jié)構(gòu)體系，其特征在于:所述的螺栓為金屬螺栓、復(fù)合材料螺栓的一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種連續(xù)浮筒復(fù)合材料浮式結(jié)構(gòu)體系，其特征在于:所述的滾動裝置為萬向輪或尼龍滾輪。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種連續(xù)浮筒復(fù)合材料浮式結(jié)構(gòu)體系，其特征在于:所述的滑動裝置為聚四氟乙烯滑板。
【文檔編號】B63B35/44GK103895829SQ201410132149
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年4月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月2日
【發(fā)明者】劉偉慶, 謝龍飛, 齊玉軍, 方海 申請人:南京工業(yè)大學(xué)