[發明專利]導風裝置及其制造裝配方法

有效

• 申請號: 201410845934.5
• 申請日: 2014-12-31
• 公開（公告）號: CN104631306A
• 公開（公告）日: 2015-05-20
• 發明（設計）人: 鄧芳
• 申請（專利權）人: 鄧芳
• 主分類號: E01D19/00
• 分類號: E01D19/00
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所 43008
• 代理人: 趙洪

技術領域

本發明涉及一種用于改善主體結構抗風特性的輔助結構，尤其涉及一種用于大跨橋梁結構和高層建筑結構中的導風裝置及其制造裝配方法。

背景技術

一般對于大跨橋梁，由于其主梁的寬度和高度遠小于其跨度，造成橋梁對風振的敏感性顯著。自從1940年位于美國華盛頓州的Tacoma懸索橋因風振而破壞后，人們開始注重橋梁的抗風設計。近年來隨著一些輕質高強建筑材料的應用，進一步增加了橋梁對風的敏感性，使橋梁的風振問題更加突出。橋梁的導風裝置是為了減少強風對橋面結構引起的諧振而采取的設計措施，是橋梁結構的組成部分，尤其是特大型橋梁，導風裝置是輔助結構的設計中不可忽視的重要組成部分，導風裝置的設計除了要滿足抗風要求，還要求盡量不增加橋梁的自重。現有大跨橋梁導風裝置多用鋼結構，便于加工和連接，但也存在自重大，維護困難、焊接易變形等問題，尤其是在海洋或大氣腐蝕環境中，鋼導風裝置表面需要定期進行防腐處理。在現實橋梁養護工作中，由于導風裝置處于空中懸臂狀態，養護人員無法到達導風裝置位置，給后期的橋梁導風裝置維修養護工作帶來一定的難度。

發明內容

本發明要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種輕質、高強度、耐腐蝕性強、易于和主梁連接的導風裝置及其制造裝配方法。

為解決上述技術問題，本發明提出的技術方案為：

一種導風裝置，包括至少一段導風節段，所述導風節段包括由頂板和底板組成的本體，所述本體內設有加強肋，所述頂板、底板和加強肋均由纖維增強復合材料內層和纖維增強復合材料外層組成。

作為上述技術方案的進一步改進：

所述纖維增強復合材料內層和纖維增強復合材料外層之間夾設有輕質夾層。

所述纖維增強復合材料內層和纖維增強復合材料外層均由纖維增強復合材料構成，所述纖維增強復合材料中的增強纖維包括碳纖維、玻璃纖維、玄武巖纖維和芳綸纖維中的一種或多種，所述纖維增強復合材料中的樹脂基體包括不飽和聚酯、乙烯基樹脂、環氧樹脂和酚醛樹脂中的一種或多種；所述輕質夾層是由聚氨酯泡沫、PVC泡沫、PMI泡沫和木材中的一種或多種構成。

所述加強肋包括肋板和肋條，所述肋板固定于頂板和底板之間，所述肋條相對應地固定于頂板和底板上。

所述本體的開口端設有側板，所述本體的兩端均設有端隔板，所述側板的構成材料和端隔板的構成材料與所述本體的構成材料相同。

所述側板設有用于與橋梁的主梁連接的螺孔。

所述本體與橋梁的主梁均設有耳板。

所述本體所設的側板與橋梁的主梁均設有耳板。

作為一個總的技術構思，本發明還提供一種上述的導風裝置的制造裝配方法，包括如下步驟：

（1）制作：制作纖維增強復合材料內層、纖維增強復合材料外層和輕質夾層，使其構成頂板、底板和加強肋，形成一段導風節段；

（2）裝配：制作預設數量的導風節段，導風節段與橋梁的主梁通過螺栓連接，連接方式采用以下方式a或方式b：

方式a：在側板上預設螺孔，側板與主梁直接連接，再安裝兩端的端隔板；

方式b：在本體或者側板上設置耳板，先安裝兩端的端隔板，再用螺栓將耳板與主梁連接；

所述導風節段與導風節段之間通過螺栓連接。

上述的制造裝配方法中，優選的，所述步驟（1）的導風節段是由以下方法制備得到：先預制導風節段的模具，預留螺孔的位置；再采用真空導入成型工藝一次成型導風節段。

本發明中，導風節段的制備也可采用手糊成型。

與現有技術相比，本發明的優點在于：

（1）本發明的導風裝置采用纖維增強復合材料內層和纖維增強復合材料外層的結構，優選在纖維增強復合材料內層和纖維增強復合材料外層之間夾設輕質夾層，具有輕質、高強、耐腐、環保、剛度大等特點，不僅能夠滿足導風裝置的受力要求，而且自重僅為現有技術中鋼導風裝置的三分之一，對主梁的附加重量小。現有導風裝置在鋼板焊接時由于封嘴鋼板很薄，焊接怕變形需要加筋，操作較復雜，而本發明的導風裝置采用的加強肋為復合材料，剛度可較傳統金屬加筋結構更好，且加筋工藝簡單方便。

（2）本發明的導風裝置耐海洋腐蝕環境性能好，從根本上減輕甚至避免了因鋼材銹蝕引發的結構劣化等問題，節約了大量的維護和修復費用。本發明的纖維增強復合材料層在成型時可在表面添加色糊，則后期無需涂裝，并避免了油漆剝落的問題。

（3）本發明的導風裝置通過螺栓與主梁相連（即螺紋連接），安裝、更換或維修拆卸都很方便。