CN101725158B - 桥梁承台防撞缓冲袋 - Google Patents

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Abstract

一种桥梁承台防撞缓冲袋，其特征是它包括圆管轴(6)、汽车外轮胎(3)和帆布袋(4)，所述的圆管轴(6)由复合材料圆管(1)和填充材料(2)构成，汽车外轮胎(3)依次套装叠压在圆管轴(6)上，每个汽车外轮胎(3)的内部填装有弹性材料填充料，圆管轴(6)和汽车外轮胎(3)均套装在帆布袋(4)中。本发明可有效延长撞击时间，削减部分撞击力，保护混凝土桥墩承台不发生局部损伤，并可有效保护船舶。

Description

桥梁承台防撞缓冲袋
本发明同日申请了实用新型专利。
技术领域
本发明涉及一种桥梁承台防撞用品，尤其是一种采用绿色回收材料为主体制造的桥梁承台防撞用品，具体地说是一种可串接后安装在桥梁承台四周的桥梁承台防撞缓冲袋。
背景技术
众所周知，桥梁的承台在结构设计时一般已能满足防撞要求，但在较低通航水位时，为了保护船舶尤其是其水下的球首部分在与承台碰撞时，由于钢板与混凝土承台属于“硬碰硬”，船舶易严重受损。目前多采用在承台周围套上钢结构套箱，如：杭州湾大桥，当船舶撞击钢套箱防撞装置时，防撞结构外层结构钢板发生大的变形，吸收了部分碰撞能量，但钢套箱造价较高；且钢套箱通常承受单次撞击，撞损后维修较困难；同时碰撞时船体易受损伤；另外钢材常年在水中易锈蚀，维护费用较高。
据申请人所知，目前尚无一种适用于较低水位通航时对桥梁承台进行有效防护的造价低廉、弹性和耗能能力较好的防撞缓冲用品可供采用。
发明内容
本发明的目的是针对现有的桥梁承台防撞装置结构复合，成本高，不能有效保护船舶的问题，设计一种弹性和耗能能力较好的桥梁承台防撞缓冲袋，将本发明的防撞缓冲袋串接后围装在桥梁承台四周即可实现有效的防护作用，即可保护承台不受损伤，又能有效地保护船舶不会受损。
本发明的技术方案是：
一种桥梁承台防撞缓冲袋，其特征是它包括圆管轴6、汽车外轮胎3和帆布袋4，所述的圆管轴6由复合材料圆管1和填充材料2构成，汽车外轮胎3依次套装叠压在圆管轴6上，每个汽车外轮胎3的内部填装有弹性材料填充料，圆管轴6和汽车外轮胎3均套装在帆布袋4中。
所述的复合材料圆管1为树脂基纤维复合材料圆管，它由玻璃纤维浸过树脂后缠绕而成，且缠绕角度可变。
所述的复合材料圆管1为拉挤或手糊形成的圆管，所采用的基材为碳纤维、玄武岩纤维或芳纶纤维，所采用的树脂为不饱和聚酯、乙烯基树脂、环氧树脂或无机树脂。
所述的填充材料2为竖向布置的毛竹、聚氨酯泡沫材料、泡沫铝或橡胶粒。
所述的汽车外轮胎3为废修汽车轮胎、新汽车轮胎或类似的橡胶制品。
所述的弹性材料为环绕在轮胎内部的细毛竹、废旧橡胶粒或聚氨酯弹性体。
所述的帆布袋4为包裹在汽车外轮胎3的表面的圆柱形PVC帆布袋、PVDF帆布袋、Teflon帆布袋。
本发明的有益效果：
1)本发明的复合材料+汽车轮胎缓冲袋与船舶碰撞时吸能效果好，可有效减轻混凝土承台所受到的局部损伤。
2)本发明的复合材料+汽车轮胎缓冲袋的中间复合材料轴的制备原材料为玻璃纤维/乙烯基树脂，该材料耐腐蚀性能优越；而废旧汽车轮胎的外套为的PVC、PVDF或Teflon帆布袋，耐腐蚀性能好，使用年限长。
3)本发明的复合材料+汽车轮胎缓冲袋重量轻，容易安装，施工方便。
4)若部分缓冲袋遭受船舶撞击损坏后，可方便更换，经济性明显。
5)用本发明的防撞袋组成的防撞设施制造成本适中，防撞功能可靠、完善，使用寿命长，便于维护和修理。
6)本发明的防撞袋弹性好，使用时可转动且可全部采用绿色回收材料制造，它可广泛适用于各类桥梁的承台以及码头、水上(海洋)建筑减轻船舶(浮冰)撞击灾害领域。当船舶撞击发生后，首先接触围绕承台四周的复合材料+汽车轮胎缓冲袋，该缓冲袋为圆柱体，具有一定的转动能力，能够拨离船舶行驶方向。同时该缓冲袋为弹性结构，可有效延长撞击时间，削减部分撞击力，保护混凝土桥墩承台不发生局部损伤，并可有效保护船舶。
附图说明
图1是本发明的立体结构示意图。
图2是图1的径向断面结构示意图。
图3是本发明在桥梁承台上的安装位置示意图。
图4是图3的俯视图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
如图1所示。
一种桥梁承台防撞缓冲袋，其整体呈圆柱状，由纤维复合材料圆管1、圆管内的填充材料2、叠合放置的废旧汽车轮胎3和圆柱形帆布袋4构成，如图1。纤维复合材料圆管1一般为采用玻璃纤维缠绕成型的复合材料圆管，并在空心圆管中间填充竖向布置的毛竹作为填充材料2，如图2，具体实施时也可采用聚氨酯等泡沫材料、泡沫铝、回收的橡胶粒等作为填充材料2。复合材料圆管1和填充材料2构成圆管轴6，然后该圆管轴6为轴，依次叠合套上废旧汽车外轮胎3(也可为新的汽车轮胎或类似形状的橡胶制品)，在每个轮胎的空心内部可环绕弹性较好的细毛竹作为弹性材料填充料，以形成具有较大缓冲能力的圆柱形弹性轮胎柱。最后为了满足圆柱形轮胎柱的防腐需要，可在圆柱形轮胎柱的外侧套上圆柱形帆布袋4，形成废旧汽车轮胎防撞缓冲袋7(图1)。当桥梁的桥墩承台8施工完成之后，可将缓冲袋7通过钢绞线5间隔捆绑固定在承台8四周(图3、4)。当船舶撞击发生后，首先接触围绕承台8四周的复合材料+汽车轮胎缓冲袋，该缓冲袋7为圆柱体，具有一定的转动能力，能够略微拨离船舶行驶方向。同时该缓冲袋7为弹性结构，可有效延长撞击时间，削减部分撞击力，保护混凝土桥墩承台不发生局部损伤，并可有效保护船舶。而复合材料圆管内部填充的毛竹具有天然的竹节，具有较高的抗剪强度，当船舶撞击力较大时，船舶压扁轮胎后，复合材料圆管发生弹性压缩变形，毛竹破碎耗能。当与船舶直接接触的部分缓冲柱撞坏之后，船舶才能接触到混凝土承台，因此复合材料缓冲袋能有效减小承台结构的局部损坏，也可作为桥墩、码头以及海洋采油平台等建筑的防船撞、防冰撞设施。
具体实施时纤维复合材料圆管1可由玻璃纤维浸过树脂后在大型缠绕设备上缠绕而成，缠绕角度可变，最佳缠绕角度为60度；圆管的直径、壁厚、长度可根据承台的规模、通航水位和通航船型而定。复合材料圆管1也可采用拉挤工艺、或者手糊工艺制备，在原材料方面特殊领域也可采用碳纤维、玄武岩纤维、芳纶纤维。树脂采用不饱和聚酯、乙烯基树脂、环氧树脂、无机树脂。填充材料2为在圆管内竖向布置的毛竹，也可填充聚氨酯等泡沫材料、泡沫铝、回收的橡胶粒等。汽车外轮胎3作为缓冲袋的主要缓冲装置，优选为物美价廉、弹性较好的废旧汽车轮胎，也可在每个轮胎的空心内部环绕弹性较好的细毛竹，或者在轮胎的空心内部填充回收的废旧橡胶粒聚氨酯弹性体等。圆柱形帆布袋4用于盛装废旧汽车轮胎3，可采用PVC帆布、PVDF帆布、Teflon帆布等。钢绞线5用于将缓冲袋间隔捆绑固定在承台四周，并保证缓冲袋具备一定的转动能力。
以下是本发明防撞缓冲袋的几个实例：
实例1。
本发明的桥梁承台防撞缓冲袋，缠绕成型的玻璃纤维/不饱和聚酯树脂复合材料圆管1的外径为0.6m、壁厚0.02m、长5m，圆管内紧密填满竖向布置的毛竹2，以复合材料圆管为轴，依次叠合套上橡胶轮胎，轮胎内部无填充，形成5m高的轮胎缓冲柱，在轮胎柱外围套上Teflon帆布，构成缓冲袋，用钢绞线将缓冲袋间隔固定在桥墩承台的四周。
实例2。
本发明的桥梁承台防撞缓冲袋，拉挤成型的玄武岩纤维/乙烯基树脂复合材料圆管1的外径为0.5m、壁厚0.01m、长6m，圆管内填满聚氨酯泡沫2，以复合材料圆管为轴，依次叠合套上橡胶轮胎，轮胎内部填充环向弯曲的细水竹，形成6m高的轮胎缓冲柱，在轮胎柱外围套上PVC帆布，构成缓冲袋，用钢绞线将缓冲袋固定在靠岸码头的岸边。
实例3。
本发明的桥梁承台防撞缓冲袋，缠绕成型的碳纤维/环氧树脂复合材料圆管1的外径为0.3m、壁厚0.005m、长3m，圆管内填满泡沫铝2，以复合材料圆管为轴，依次叠合套上橡胶轮胎，轮胎内部填充聚氨酯泡沫，形成3m高的轮胎缓冲柱，在轮胎柱外围套上PVDF帆布，构成缓冲袋，用钢绞线将缓冲袋固定在海洋采油平台的四周。
本发明的防撞缓冲袋的制造方法为：
a.制备一套圆柱形钢模具，根据受力计算，确定好缠绕角、壁厚、长度、直径等参数之后，在钢模具上采用缠绕工艺制备玻璃纤维/乙烯基树脂复合材料圆管1；
b.在复合材料圆管内紧密填满沿轴向布置的毛竹作为填充材料2；
c.以复合材料圆管为轴，依次叠合套上橡胶轮胎，轮胎内部填充环向弯曲的细水竹，形成一定高度的轮胎缓冲柱；
d.在轮胎柱外围套上PVC、PVDF或Teflon帆布，构成缓冲袋；
e.将工厂里预制好的缓冲袋运至现场，用钢绞线5将其间隔固定在桥墩承台的四周。如图3、4所示。
本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims (6)

1.一种桥梁承台防撞缓冲袋，其特征是它包括圆管轴(6)、汽车外轮胎(3)和帆布袋(4)，所述的圆管轴(6)由树脂基纤维圆管(1)和填充材料(2)构成，汽车外轮胎(3)依次套装叠压在圆管轴(6)上，每个汽车外轮胎(3)的内部填装有弹性材料填充料，圆管轴(6)和汽车外轮胎(3)均套装在帆布袋(4)中；所述的填充材料(2)为竖向布置的毛竹、聚氨酯泡沫材料、泡沫铝或橡胶粒。
2.根据权利要求1所述的桥梁承台防撞缓冲袋，其特征在于所述的树脂基纤维圆管(1)由玻璃纤维浸过树脂后缠绕而成，且缠绕角度可变。
3.根据权利要求1所述的桥梁承台防撞缓冲袋，其特征在于所述的树脂基纤维圆管(1)为拉挤或手糊形成的圆管，所采用的基材为碳纤维、玄武岩纤维或芳纶纤维，所采用的树脂为不饱和聚酯、乙烯基树脂、环氧树脂或无机树脂。
4.根据权利要求1所述的桥梁承台防撞缓冲袋，其特征在于所述的汽车外轮胎(3)为废修汽车轮胎或新汽车轮胎。
5.根据权利要求1所述的桥梁承台防撞缓冲袋，其特征在于所述的弹性材料为环绕在轮胎内部的细毛竹、废旧橡胶粒或聚氨酯弹性体。
6.根据权利要求1所述的桥梁承台防撞缓冲袋，其特征在于所述的帆布袋(4)为包裹在汽车外轮胎(3)的表面的圆柱形PVC帆布袋、PVDF帆布袋、Teflon帆布袋。
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