[发明专利]一种复合材料节点的连接装置及其组装方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种构件的节点连接装置，具体讲是一种复合材料杆（管）件之间的复合材料节点连接装置，同时还提供了该复合材料节点连接装置的组装方法。

背景技术

复合材料构件，因其具有的比强度高、重量轻、耐腐蚀、电气绝缘性能好等优点，已应用于电力设施的输电线路杆塔等承载构件、复合材料桥梁构件及土木工程等领域。特别在输电线路杆、塔等承载/电气绝缘的综合性能应用方面，越来越受到行业重视。

现有的复合材料构件节点的连接方式多采用传统的胶接、开孔螺栓连接、胶接/螺栓混合连接或通过金属件转接连接。其中，开孔螺栓连接的方式，一般是通过在复合材料构件的连接区域开孔或打孔，然后用金属螺栓穿孔连接；这种方式，因在复合材料构件上开孔，造成该复合材料周边区域的增强纤维断裂、基体树脂的开裂等损伤，而复合材料对该类损伤具有较大的敏感性，往往会造成构件在连接区域内承载能力削弱，在一定承载载荷的作用下，会出现构件未破坏而连接处先破坏的状况；而要满足整体力学载荷承载能力，就需要在更大安全系数下的重新设计结构。特别在电力设施的输电线路的杆、塔等结构这种荷载等级较大、安全可靠性要求高的工况下，更显示出其结构应用的制约性及局限性。

胶接及螺纹/胶接的连接方式，一般是不可拆卸的。虽然对复合材料构件本身没有更多损伤，但因其胶接处胶层本体的抗剪性能及胶层厚度的制约，致使其承载能力受到限制，且在整体连接结构上，有的情况下是不可能实现的。

通过金属件转接的连接方式，实现复合材料构件的连接，在输电线路杆塔、土木工程及复合材料桥梁等场合，具有一定的应用。但这种连接方式，一方面增加了结构的复杂性，另一方面因其他的防腐蚀、电气绝缘性能等的要求，限制了该结构的应用。特别在电力设施中要求的绝缘性、防雷击性能等要求的应用场合，在大承载连接结构上，更希望可靠安全的全复合材料的连接方式。

发明内容

为了克服上述现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种可满足各种复杂结构的连接、防雷击、绝缘性能好，使用安全的全复合材料节点连接装置。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种复合材料节点的连接装置，连接于交叉设置的复合材料主杆和至少1个复合材料辅杆之间；其特点为：所述连接装置为一抱箍结构；该抱箍结构由一内径与上述的复合材料主杆连接段外径吻合的主套筒和至少1个内径与上述复合材料辅杆连接段外径吻合的辅杆套筒交叉组合且由真空辅助预成型工艺一体成型；其中，主套筒连接区域的长度为复合材料主杆直径的1.2～1.5倍；辅杆套筒连接区域的长度为复合材料辅杆直径的1.2～1.5倍；主套筒和辅杆套筒复合部位形成的内腔与其各自套接的复合材料主杆和复合材料辅杆之间的空腔中还装有自锁紧机构；该自锁紧机构由自锁紧块体、拉紧螺栓和螺母组装而成；其中，自锁紧块体嵌装在上述形成的内腔中，拉紧螺栓设有2根，并行且垂直穿设于该自锁紧块体横向截面上，拉紧螺栓的两端分别由螺母螺接固定。

上述的抱箍结构为单耳抱箍；其中，辅杆套筒设有1个，该辅杆套筒沿主套筒轴向外壁至辅杆套筒两端口径同侧的外周边和该辅杆套筒轴向外壁至主套筒两端口径同侧的外周边为4个两两相对的弧形面，将辅杆套筒与主套筒两端口连接为一体；辅杆套筒与主套筒两端口连接的一对弧形面上各开有2个相对的螺栓孔；主套筒内腔一侧与辅杆套筒内腔相通，形成一异形的六面空间；其中，该主套筒与复合材料主杆外径吻合的一侧和该辅杆套筒与复合材料辅杆外径吻合一侧均为弧形面，余下的四面均为垂直面；自锁紧块体的形状为一与六面空间的内腔形状吻合的六面体，该六面体自锁紧块体的周边距其内腔壁之间留有间隙，其间隙为5mm～8mm；六面体自锁紧块体中与复合材料主杆轴向平行的两侧面，均横穿有2根所述拉紧螺栓，该拉紧螺栓的两端分别穿出与其对应的螺栓固定孔；自锁紧块体横向由拉紧螺栓横向的中部切开，切开处留有切缝；穿出该螺栓固定孔的拉紧螺栓两端分别通过螺母与螺栓固定孔外侧固定。