一种内部填充泡沫金属材料的管节点加强结构的制作方法

本实用新型涉及一种管节点加强结构型式，属于海洋工程及土木工程技术领域。

背景技术：

管节点广泛地存在于建筑结构、塔架结构、海洋平台等钢结构中，是这些钢结构的关键部位。在服役期内，会受到各种荷载作用，特别是钻井平台、海上风电基础等海洋工程结构，长期受到风、浪、流等恶劣环境荷载作用，容易发生疲劳失效、冲剪破坏等管节点破坏问题，进而危害整体结构的安全。

为了增加管节点的强度、疲劳寿命等性能，最常用的加强方法有：主管加厚、主管内焊加劲环、主管填充混凝土等方法。主管加厚耗材大，加强效果不够突出；主管内焊加劲环的施工难度较大，需要增加多道焊接工序，产生额外的焊接残余应力；主管填充混凝土加固存在界面粘接不足，填充混凝土额外增加结构重量，混凝土在海洋环境下容易发生材料腐蚀破坏。

技术实现要素：

本实用新型针对上述加强方式的不足之处，提供一种内部填充泡沫金属材料的管节点加强结构，能够增加管节点的强度、降低应力集中，有效提高管节点的承载力、抗疲劳、抗冲击及防火性能，进而保证空间钢结构或桁架结构具备良好的力学性能。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种内部填充泡沫金属材料的管节点加强结构，包括主管及连接在主管外表面的支管，支管一端与主管外表面连接形成管节点，位于支管与主管相交区域的主管内部空间采用泡沫金属材料填充；泡沫金属材料的截面中心设置通孔，泡沫金属材料两端面及通孔的内表面由钢板进行蒙皮，与相应部位的主管构成中心通孔两端封闭的加强管节点。

所述主管与支管均为钢质金属材料，截面为圆形或矩形，支管一端通过焊接与主管外表面焊接形成各类管节点型式。

所述主管内填充的泡沫金属材料为泡沫铝或其它泡沫金属材料。

所述填充的泡沫金属材料外表面与主管内表面粘接，位于支管与主管相交附近区域，预制钢板蒙皮结构的两端与主管内表面焊接连接，组成了中心通孔整体密封的填充加强型式。

本实用新型的有益效果是：

1. 泡沫铝等泡沫金属材料具有轻质、高刚度比、高能量吸收率、耐腐蚀性好、耐热性好、易加工等特性，与预制的钢板蒙皮组成内部密闭填充结构对管节点进行加强，继承了泡沫金属材料的优异性能，使管节点具有良好的承载能力、抗冲击性能、防火性能；

2.与填充混凝土相比，填充泡沫金属加强主管能减轻结构重量、粘接良好，能有效降低管节点应力集中，提高疲劳寿命。

3. 通孔密闭填充加强型式使得泡沫填充材料与外界隔绝，有效提高管节点在恶劣海洋环境下的耐腐蚀性能；预留通孔可减少填充材料的使用，并使整个主管连通，避免海洋平台结构主腿由于填充堵塞引起额外水压力。

附图说明

图1是本实用新型的剖视图。

图2是泡沫金属填充结构的局部立面图。

具体实施方式

如图1、图2所示，本实施例为一种内部填充泡沫金属材料的管节点加强结构，包括主管1、支管2、泡沫金属材料3、泡沫金属通孔表面蒙皮5、泡沫金属材料两端蒙皮6，所述泡沫金属材料的通孔蒙皮5与两端蒙皮6组成泡沫金属的钢质蒙皮结构（5、6），所述钢质蒙皮（5、6）、主管内表面与填充的泡沫金属材料3共同构成通孔密闭的加强结构，与主管连接进而形成内部填充泡沫金属材料的管节点。

本实施例的具体操作过程为：在工厂内，加工制作通孔表面蒙皮5、泡沫金属两端蒙皮6、主管1和支管2，将支管一端焊接到主管外表面形成各种管节点；加工制作泡沫金属材料3，先将通孔表面蒙皮5放置在填充的泡沫金属截面中心通孔4，通过环氧树脂粘剂与泡沫金属通孔表面粘接；然后将两端蒙皮6通过环氧树脂粘剂与泡沫金属两端粘接，接着将两端蒙皮6与通孔蒙皮5相交位置进行焊接处理，形成含有泡沫金属填充材料4和钢板蒙皮（5、6）的加强结构；再将所述加强结构放入主管内，位于支管与主管相交区域，然后通过环氧树脂粘剂将泡沫金属外表面与主管内表面进行粘接，最后通过焊接将泡沫金属两端蒙皮6与主管内部连接形成中心通孔整体密封的泡沫金属填充管节点加强型式。