技术领域
[0001] 本实用新型涉及工程结构技术领域，具体涉及一种用于岛礁、沿岸的大跨距、可旋转拆卸的轻质
复合材料桁架装置。
背景技术
[0002] 常见的金属桁架无法长期抵抗海洋
气候环境带来的
腐蚀、高温、高湿等问题，并且金属桁架因自重较大无法达到类似
水平
悬臂梁大跨距的技术要求，大跨距条件下也不能满足抗台
风的功能，因而无法长期地保障岛礁或沿岸海洋监测设备的安全。利用复合材料轻质、高强、耐腐蚀、耐海洋气候的优异性能，可大幅减少水平单悬臂大跨距桁架的重量，提高其在海洋环境中的使用寿命。
[0003] 复合材料
桁架结构，如
碳纤维桁架结构，具有优异的
力学性能，比强度和比模量高，另外耐高温、耐腐蚀、抗疲劳、高振动衰减性、低
热膨胀系数、导电导热性、比较适合海洋性气候。但是通过已发表的相关工作来看，国内外桁架结构多用于两端水平简支或者竖直安装放置的环境中，很少有水平安装、跨度达到11m以上的单悬臂复合材料桁架，也未发现类似大跨距且可旋转拆卸安装、适用于海洋环境的桁架结构及装置。实用新型内容
[0004] 本实用新型要解决的技术问题在于针对上述
现有技术存在的常规金属桁架抗海洋性气候差、水平大跨距时自重大无法抵挡台风
载荷、普通复合材料桁架成型工艺复杂等不足，提供一种大跨距、可旋转拆卸的桁架装置，它是一种单悬臂大跨距、轻质、抗台风的复合材料桁架装置。
[0005] 本实用新型为解决上述提出的技术问题所采用的技术方案为：
[0006] 一种大跨距、可旋转拆卸的桁架装置，包括复合材料桁架主体、复合材料承载平台、底座和固定装置，所述固定装置固定在
指定的
水泥桩上，所述底座与所述固定装置铰接，所述复合材料桁架主体的一端与所述底座
焊接固定、另一端与所述复合材料承载平台固定连接，所述复合材料承载平台上设有与监测仪器连接的
接口。
[0007] 上述方案中，所述复合材料桁架主体包括三根呈三
角形分布的大跨距主梁，三根主梁通过沿其长度方向布置的横梁连接成整体结构，横梁之间通过设置
斜梁进行加固。
[0008] 上述方案中，所述主梁采用
碳纤维复合材料制成，其长度不小于12m，三根主梁构成的三角形结构的横截面从底座一端至另一端逐渐变小。
[0009] 上述方案中，单根主梁的横截面为回字形，主梁内部沿长度方向填充有多个复合材料小方
块，提升桁架的总体强度和抗屈服能力。
[0010] 上述方案中，所述横梁和斜梁为碳纤维复合材料制成的
型材梁，横截面为矩形、L形或圆形。
[0011] 上述方案中，所述底座是由三根
钢管焊接而成的三角形结构，所述三根主梁的根部分别与底座的三个角对应固定连接；所述底座的其中一根钢管两端分别通过套筒与所述固定装置铰接，所述底座以该钢管为旋
转轴旋转。
[0012] 上述方案中，与所述底座
旋转轴相对的角上设有插销筒，所述固定装置上对应的
位置设有
锁定插销，当所述底座旋转至与所述固定装置重合时，通过所述锁定插销锁定。
[0013] 上述方案中，所述底座的三根钢管上分别设有插销筒，所述固定装置上对应的位置设有锁定插销，当所述底座旋转至与所述固定装置重合时，通过所述锁定插销锁定。
[0014] 上述方案中，所述固定装置上还设有可拆卸
压板，所述可拆卸压板主体为U型槽钢，U型槽钢开口处向两边延伸有
固定板，固定板上开设
螺纹孔，U型槽钢的尺寸与所述主梁适配使所述主梁能够卡置于U型槽内，并通过
螺栓将主梁紧固于所述固定装置上。
[0015] 上述方案中，所述底座的旋转角度为0-180°。
[0016] 本实用新型的有益效果在于：
[0017] 1.本实用新型将复合材料桁架结构改为单悬臂水平大跨距外伸结构，水平外伸距离达到11m以上，大幅提升了监测仪器的探测距离，解决了由于海岛、海岸地理环境的限制导致监测仪器监测不到退潮
海水的问题。
[0018] 2.针对大跨距单悬臂水平桁架结构，使用高模量碳纤维复合材料，提升了桁架结构的强度、
刚度和抗腐蚀能力，具备抵抗12级以下台风的能力，大幅减少了所在地区高频次台风袭扰致使设备频繁拆卸的次数。
[0019] 3.针对大尺寸复合材料桁架结构，采用了可旋转结构设计，解决了大尺寸悬臂梁桁架不便移动、安装、拆卸、维护困难等问题。
附图说明
[0020] 下面将结合附图及
实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：
[0021] 图1是本实用新型桁架装置的复合材料桁架主体锁定状态示意图；
[0022] 图2是本实用新型桁架装置的复合材料桁架主体回收状态示意图；
[0023] 图3是本实用新型桁架装置的复合材料桁架主体停机状态示意图；
[0024] 图4是本实用新型桁架装置的复合材料桁架主体的结构图；
[0025] 图5是本实用新型桁架装置的底座和固定装置的结构图。
[0026] 图中：10、复合材料桁架主体；11、主梁；12、横梁；13、斜梁；20、复合材料承载平台；30、底座；31、旋转轴；32、插销筒；40、固定装置；41、锁定插销；42、套筒；43、可拆卸压板。
具体实施方式
[0027] 为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。
[0028] 如图1-5所示，为本实用新型一较佳实施例的大跨距、可旋转拆卸的桁架装置，包括碳纤维复合材料桁架主体10、玻璃纤维复合材料承载平台20、底座30和固定装置40。固定装置40用于将整个桁架装置固定在指定的水泥桩上。底座30与固定装置40铰接，底座30作为复合材料桁架主体10的安装
基座，可以带动复合材料桁架主体10相对固定装置40转动，以提高桁架安装、拆卸、维护的便利性。复合材料桁架主体10的一端与底座30固定连接、另一端与复合材料承载平台20固定连接，复合材料承载平台20上设有与监测仪器连接的接口。
[0029] 进一步优化，本实施例中，复合材料桁架主体10包括三根呈三角形分布的大跨距主梁11，三根主梁11通过沿其长度方向布置的多组横梁12连接成整体结构，作为主要的承载部件，横梁12之间通过设置斜梁13进行加固。
[0030] 进一步优化，本实施例中，主梁11采用碳纤维复合材料制成，其长度不小于11m，三根主梁构成的三角形结构的横截面从底座30一端至另一端逐渐变小。本实用新型将复合材料桁架结构改为单悬臂水平大跨距外伸结构，水平外伸距离达到11m以上，大幅提升了监测仪器的探测距离，解决了由于海岛、海岸地理环境的限制导致监测仪器监测不到退潮海水的问题。大跨距单悬臂水平桁架结构采用高模量碳纤维复合材料，提升了桁架结构的强度、刚度和抗腐蚀能力，具备抵抗12级以下台风的能力，大幅减少了所在地区高频次台的风袭扰致使设备频繁拆卸的次数。
[0031] 进一步优化，本实施例中，单根主梁的横截面为“回”字形，主梁11内部沿长度方向填充有多个复合材料小方块，从而提升桁架的总体强度和抗屈服能力。主梁11根部固定端通过钢制预埋件与底座30焊接，主梁11另一端与复合材料承载平台20固定连接。
[0032] 进一步优化，本实施例中，横梁12和斜梁13为碳纤维复合材料制成的型材梁，横截面为矩形、L形或圆形。
[0033] 具体的，本实施例中，主梁11由12米以上40mm×40mm×4mm“回”形截面梁组成，由碳纤维
拉挤成型；横梁12和斜梁13由40mm×40mm×4mm“L”形截面梁组成，由碳纤维拉挤成型，上述复合材料主梁、复合材料横梁、复合材料斜梁是组成大跨距高强度轻质稳定复合材料桁架的重要部分。复合材料主梁11、横梁12、斜梁13之间在常温下通过结构胶黏剂及复合材料填充物固结，并外加碳纤维布表层缠绕包覆
固化。复合材料承载平台20上设置预留孔，方便主梁11穿过并与承载平台通过结构胶及碳纤维布缠绕固
化成一体。
[0034] 进一步优化，本实施例中，底座30是由三根
不锈钢钢管焊接而成的三角形结构，三根主梁11的根部分别与底座30的三个角对应固定连接；底座30的其中一根钢管两端分别通过套筒42与固定装置40铰接，套筒42固定在固定装置40上，底座30以该钢管为旋转轴进行旋转。具体的，本实施例中，底座30由不锈钢钢管呈等腰三角形焊接而成。
[0035] 进一步优化，本实施例中，固定装置40由不锈钢材料焊接而成。与底座30旋转轴31相对的角上设有插销筒32，固定装置40上对应的位置设有锁定插销41，当底座30旋转至与固定装置40重合时，通过锁定插销41锁定。
[0036] 进一步优化，本实施例中，底座30的三根钢管上分别设有插销筒32，固定装置40上对应的位置设有锁定插销41，当底座30旋转至与固定装置40重合时，通过锁定插销41锁定。
[0037] 进一步优化，本实施例中，固定装置40上还设有可拆卸压板43，可拆卸压板43主体为U型槽钢，U型槽钢开口处向两边延伸有固定板，固定板上开设
螺纹孔，U型槽钢的尺寸与主梁11适配使所述主梁11能够卡置于U型槽内，并通过螺栓将主梁11紧固于所述固定装置40上。当复合材料桁架主体10整体旋转180°，可拆卸压板43通过与螺栓配合将复合材料桁架主体10的大跨距主梁11固定于固定装置40上，主要用于台风来临时复合材料桁架主体10通过旋转后改变桁架装置的固定状态从而达到增强抵抗台风的能力。
[0038] 进一步优化，本实施例中，底座30的旋转角度为0-180°。
[0039] 操作流程方面，由于地理环境限制，待在水泥
基桩上完成固定装置40的安装后，可通过
脚手架或少许人力先将复合材料桁架主体10及底座30通过旋转轴31安装于固定装置40上，此时安装状态如图2所示。然后将复合材料桁架主体10旋转至
正面，并在固定装置40上安装好锁定插销41即为桁架装置的工作状态，如图1所示。当复合材料承载平台20上的仪器需要维护时，可拔开锁定插销41，将复合材料桁架主体10旋转回海岸边方便近距离维护，此时状态如图2所示。当桁架装置所处地理位置台风等级超过操作规程规定承受能力时，可将复合材料桁架主体10旋转180°成如图5所示状态，即为桁架停机状态，并将主梁11通过可拆卸压板43固定于固定装置40和基桩上。
[0040] 本实用新型将复合材料桁架主体10及复合材料承载平台20固结成一体，形成稳定的大跨度、大尺寸、抗台风、轻质复合材料桁架，利用碳纤维材料的高模量、高强度等优异性能和三角形结构的
稳定性以及成熟的连接工艺，使复合材料桁架主体10结构在水平端部承载平台10kg以下负重时，仍具备较强的抗台
风能力。
[0041] 本
说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
[0042] 上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和
权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护之内。
