基于FRP的复合钢套管制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于FRP的复合钢套管，包括钢管(1)、FRP材料层(2)、套管(3)和连接圆盘(4)；FRP材料层(2)包裹在钢管(1)的外壁上，形成FRP管；套管(3)套置在FRP管的外部，套管(3)的内壁与FRP管的外壁之间通过胶层(5)粘结，形成FRP复合钢套管；两根FRP复合钢套管能通过连接圆盘(4)对接，连接圆盘(4)的两侧面分别与两根FRP复合钢套管的套管(3)的外壁焊接，连接圆盘(4)的两侧面分别通过环形焊缝7与两根FRP复合钢套管固定连接。本实用新型专利技术能满足FRP复合钢套管的连接节点处的力学性能要求。FRP复合钢套管的连接节点处的力学性能要求。FRP复合钢套管的连接节点处的力学性能要求。

【技术实现步骤摘要】
基于FRP的复合钢套管


[0001]本技术涉及一种FRP(Fiber Reinforced Plastics，即纤维增强材料)管，尤其涉及一种基于FRP的复合钢套管。

技术介绍

[0002]近年来，FRP材料在航空航天、汽车制造等行业崭露头角。但是FRP材料在土木工程等建筑领域中的应用却频繁受限，其中一个主要原因是FRP材料的施工、安装较传统钢材困难的多，不但不具备钢材优良的焊接性能，无法满足土木工程使用现场对FRP管的对接要求，其连接节点形式不明确也制约着FRP材料在工程中的应用。因此，需要一种能安全可靠连接的FRP管用于土木工程领域中。

技术实现思路

[0003]本技术的目的在于提供一种基于FRP的复合钢套管，能满足FRP复合钢套管的连接节点处的力学性能要求。
[0004]本技术是这样实现的：
[0005]一种基于FRP的复合钢套管，包括钢管、FRP材料层、套管和连接圆盘；FRP 材料层包裹在钢管的外壁上，形成FRP管；套管套置在FRP管的外部，套管的内壁与FRP管的外壁之间通过胶层粘结，形成FRP复合钢套管；两根FRP复合钢套管能通过连接圆盘对接，连接圆盘的两侧面分别与两根FRP复合钢套管的套管的外壁焊接，连接圆盘的两侧面分别通过环形焊缝与两根FRP复合钢套管固定连接。
[0006]所述的套管的两端形成有对接缺口，使两根FRP复合钢套管通过连接圆盘对接时，连接圆盘的内环壁能通过对接缺口贴合在胶层的表面上。
[0007]所述的对接缺口的长度为连接圆盘的厚度的一半，使两根FRP复合钢套管通过连接圆盘对接时，连接圆盘的两侧面能贴合在套管的端面上。
[0008]所述的连接圆盘的外环直径大于套管的外径。
[0009]所述的钢管内灌注有核心混凝土，核心混凝土与钢管、FRP材料层和套管形成一体结构。
[0010]所述的核心混凝土的端面延伸至钢管的端面外部。
[0011]所述的核心混凝土的端面延伸至钢管的端面外部1mm。
[0012]本技术与现有技术相比，具有以下有益效果：
[0013]1、本技术由于设有连接圆盘和套管，套管套接在FRP管的外部，不仅提高了FRP复合钢套管的结构强度，又便于与连接圆盘焊接固定，使FRP复合钢套管处具有良好的焊接性能，以保证两根FRP复合钢套管的连接节点具有良好的力学性能，可用于土木工程等的现场焊接。
[0014]2、本技术由于设有核心混凝土，核心混凝土的端面延伸至钢管外部1mm，在两根FRP复合钢套管对接时，核心混凝土的端面贴合并优先受力，避免了连接圆盘与套管角焊
部位的直接受力，进一步提高了连接节点处的安全可靠，有利于发挥FRP复合钢套管的承载能力。
[0015]3、本技术结构简单，可在工厂预制完成，对环境友好，成本低，能满足施工现场的对接要求，可在土木工程等建筑领域中广泛使用。
附图说明
[0016]图1是本技术基于FRP的复合钢套管的轴向剖视图；
[0017]图2是本技术基于FRP的复合钢套管的侧视图。
[0018]图中，1钢管，2FRP材料层，3套管，4连接圆盘，5胶层，6核心混凝土， 7环形焊缝。
具体实施方式
[0019]下面结合附图和具体实施例对本技术作进一步说明。
[0020]请参见附图1和附图2，一种基于FRP的复合钢套管，包括钢管1、FRP材料层2、套管3和连接圆盘4；FRP材料层2包裹在钢管1的外壁上，形成FRP管；套管3套置在FRP管的外部，套管3的内壁与FRP管的外壁之间通过胶层5粘结，形成FRP复合钢套管；两根FRP复合钢套管能通过连接圆盘4对接，连接圆盘4 的两侧面分别与两根FRP复合钢套管的套管3的外壁焊接，连接圆盘4的两侧面分别通过环形焊缝7与两根FRP复合钢套管固定连接。
[0021]优选的，FRP材料层2可采用碳纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维等纤维材料，钢管1和FRP材料层2可采用灌胶等方式连接成一体结构，形成FRP管，套管3 通过胶层5固定粘结在FRP管上，套管3和连接圆盘4均可采用钢结构，具有良好的焊接性能，通过套管3和连接圆盘4的焊接既能满足两根FRP复合钢套管的节点连接要求，又能保证连接节点的安全可靠。FRP复合钢套管为钢管、FRP材料和钢管的结构形式，结构强度高，能在土木工程等建筑领域中广泛使用。
[0022]所述的套管3的两端形成有对接缺口(图中未示出)，使两根FRP复合钢套管通过连接圆盘4对接时，连接圆盘4的内环壁能通过对接缺口贴合在胶层5的表面上。
[0023]通过对接缺口的设置便于将连接圆盘4的内环插入套管3内，连接圆盘4的内环壁与胶层5贴合，具有良好的密封性能，同时利用连接圆盘4与套管3之间的环形角焊缝达到连接固定的目的，使两根FRP复合钢套管的连接节点处具有良好的力学性能和密封性能。
[0024]所述的对接缺口的长度为连接圆盘4的厚度的一半，使两根FRP复合钢套管通过连接圆盘4对接时，连接圆盘4的两侧面能贴合在套管3的端面上。
[0025]对接两根FRP复合钢套管时，连接圆盘4的一半与一侧的FRP复合钢套管连接固定，连接圆盘4的另一半与另一侧的FRP复合钢套管连接固定，受力均匀，连接节点的结构稳定。
[0026]所述的连接圆盘4的外环直径大于套管3的外径，便于将连接圆盘4的侧面与套管3的外壁进行角焊连接，连接圆盘4的外径尺寸可根据实际需求调整。
[0027]所述的钢管1内灌注有核心混凝土6，核心混凝土6与钢管1、FRP材料层2 和套管3形成一体结构，能进一步增强FRP复合钢套管的结构强度。
[0028]所述的核心混凝土6的端面延伸至钢管1的端面外部，能在两根FRP复合钢套管对接时使核心混凝土6面优先受力，从而避免连接圆盘4与套管3角焊连接处的直接受力，提高了两根FRP复合钢套管连接节点的安全性。
[0029]优选的，所述的核心混凝土6的端面延伸至钢管1的端面外部1mm。
[0030]两根FRP复合钢套管的核心混凝土6面对齐贴合后，连接圆盘4与套管3间之间的空隙不能过大，否则会导致连接圆盘4与套管3无法焊接，故将核心混凝土6的端面延伸范围控制在1mm，既能保证核心混凝土6面的优先受力，又能保证连接圆盘4与套管3的焊接。
[0031]请参见附图1和附图2，本技术的加工方法是：
[0032]步骤A：分节制作FRP管(直管或弧形管)；
[0033]FRP管均在工厂预制。采用3
‑
6mm钢管1作为模具，在其上缠绕纤维及其制品即FRP材料层2作为增强材料，增强材料以高分子成分的不饱和聚脂树脂、环氧树脂等为基本材料，以石英砂及碳酸钙等无机非金属颗粒材料为填料作为主要原料，形成FRP管。
[0034]FRP管形式：可以采用直管或弧形管等形式。
[0035]FRP管尺寸：理论上任意尺寸，FRP管与FRP管之间匹配、FRP管与连接圆盘4匹配本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于FRP的复合钢套管，其特征是：包括钢管(1)、FRP材料层(2)、套管(3)和连接圆盘(4)；FRP材料层(2)包裹在钢管(1)的外壁上，形成FRP管；套管(3)套置在FRP管的外部，套管(3)的内壁与FRP管的外壁之间通过胶层(5)粘结，形成FRP复合钢套管；两根FRP复合钢套管能通过连接圆盘(4)对接，连接圆盘(4)的两侧面分别与两根FRP复合钢套管的套管(3)的外壁焊接，连接圆盘(4)的两侧面分别通过环形焊缝(7)与两根FRP复合钢套管固定连接。2.根据权利要求1所述的基于FRP的复合钢套管，其特征是：所述的套管(3)的两端形成有对接缺口，使两根FRP复合钢套管通过连接圆盘(4)对接时，连接圆盘(4)的内环壁能通过对接缺口贴合在胶层(5)的表面上。3.根据权利要求2所述的基于FRP的复合钢套管，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕柏行，何俊，郭志光，刘斌，包汉营，
申请(专利权)人：中国建筑土木建设有限公司，
类型：新型
国别省市：