CN101736688B - 桥梁带钢臂的组合式浮动防撞装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种桥梁带钢臂的组合式浮动防撞装置，位于航道侧朝向航道中线依次包括基础座、钢臂组件和浮箱；基础座固定设置；钢臂组件包括至少两根首尾沿竖直方向单自由度铰接的钢臂单元；钢臂组件沿与行船方向垂直的方向设置，一端沿竖直方向单自由度铰接于基础座，另一端沿竖直方向单自由度铰接于浮箱；浮箱迎向行船的箱壁水平截面为外凸的弧形；本发明可随水位上下浮动进行桥梁的保护，适当调整钢臂的长度及安装高度，可加大有效防护范围，避免船舶对桥梁的碰撞；发生船撞作用时，能拨转船头，减小防撞设施的受力，尽可能保持防撞设施和船舶的整体完好性；本发明由于脱离桥梁设置，特别适用于拱桥的防撞。

Description

桥梁带钢臂的组合式浮动防撞装置

技术领域

本发明涉及一种桥梁安全部件，特别涉及一种桥梁带钢臂的组合式浮动防撞装置。

背景技术

桥梁的防撞措施是保障桥梁安全的重要手段，主要危险来源于船只碰撞桥墩。桥梁防撞措施为防止船只对桥墩进行损坏，主要包括有三类：附着式防撞系统、独立式防撞系统、人工岛防撞系统。

附着式防撞系统主要以桥墩作为支承结构，防撞设施与桥墩之间采用一定的方式进行连接，并在船舶撞击过程中利用防撞系统的弹性或塑性变形起到缓冲消能的作用，从而达到保护桥墩的目的。根据防撞设施结构形式的不同，目前常用的附着式防撞系统主要包括附着式护舷防撞系统、附着式绳索防撞系统、附着式钢套箱防撞系统和附着式重力摆防撞系统。

对于拱桥的防撞防护、附着式绳索防撞系统，附着式护舷防撞系统不适用于撞击能量较高的行道；附着式钢套箱防撞系统对于拱桥的拱圈防撞，适用条件不足。附着式重力摆防撞系统对于拱圈防撞，无悬挂重力摆系统的承台或墩柱，因此对于拱桥也存在适用条件不足的缺陷。

独立式防撞系统是指防撞设施与桥墩之间互相保持独立，并主要靠独立防撞设施来抵御船舶的撞击。适用于河道较宽的江河航道，而对于航道宽度不大的航道不适合于采用独立式防撞系统，否则会压缩过水断面，影响航道；并且独立式防撞系统的施工有赖于水的深度，主要适用于中等水深以下区域；同时，在阻止船舶撞桥梁的同时，对船舶的损伤较严重。

因此，需要一种适用于拱桥的防撞装置，能够对拱桥的拱圈和拱座起到较好的保护作用，不受水位变化的影响，当受到严重碰撞时能通过自身的变形和破坏充分吸收船舶动能，减少船对桥的碰撞力，碰撞时能较大程度保持防撞设施的整体完好性，并且对船舶的损伤较小。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种桥梁带钢臂的组合式浮动防撞装置，能够对拱桥的拱圈和拱座起到较好的保护作用，不受水位变化的影响，当发生撞击作用时，能拨转船头，减小防撞设施的受力，尽可能保持防撞设施和船舶的整体完好性。

本发明的桥梁带钢臂的组合式浮动防撞装置，位于航道侧朝向航道中线依次包括基座、钢臂组件和浮箱；

所述基座固定设置；

所述钢臂组件包括至少两根首尾沿竖直方向单自由度铰接的钢臂单元；

所述钢臂组件沿与行船方向垂直的方向设置，一端沿竖直方向单自由度铰接于基础座，另一端沿竖直方向单自由度铰接于浮箱；所述浮箱迎船侧的箱壁水平截面为外凸的弧形。

进一步，所述浮箱为由钢材制成的箱体结构，位于浮箱迎船侧外部固定设置防水复合材料防撞箱；

进一步，在行船的上水侧和下水侧分别设置防撞装置，下水侧的防撞装置位于逆流侧设置水下基础，所述水下基础通过钢缆与钢臂组件或/和浮箱连接；

进一步，所述钢臂组件至少两组，相邻钢臂组件之间的相邻钢臂单元之间通过桁杆固定连接；

进一步，防水复合材料防撞箱的箱壁为双层结构；

进一步，所述浮箱内及复合材料防撞箱内分隔成相互密闭的腔室；

进一步，所述钢臂单元的横截面为空心矩形结构；

进一步，所述防水复合材料为纤维加强材料。

本发明的有益效果：本发明的桥梁带钢臂的组合式浮动防撞装置，采用与桥梁分离的钢臂和浮箱组合式防撞设施，钢臂采用两段铰接结构，在库区水位发生变化时，类似手臂一样自由调整钢箱的悬浮状态，无论高水位还是低水位，防撞设施均可起到良好的保护作用，根据正常水位高度适当调整钢臂的安装高度，可加大有效防护范围，高水位时防撞设施可在钢臂带动下外伸，符合危险范围随水位变化的规律，且自水中到岸边均可起到防护作用；浮箱当受到严重碰撞时能通过自身的变形和破坏充分吸收船舶动能，减少船舶的碰撞力；采用圆弧形的钢箱形状，发生船撞作用时，能拨转船头，减小防撞设施的受力，尽可能保持防撞设施和船舶的整体完好性；整个防撞装置方便方便制造和施工，有效适用于拱桥的拱圈和拱座防撞，也可应用于普通桥梁的桥墩防撞。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1沿A向视图；

图3为本发明使用时示意图；

图4为图1I处放大图。

具体实施方式

图1为本发明的结构示意图，图2为图1沿A向视图，图3为本发明使用时示意图，图4为图1I处放大图，如图所示：本发明的桥梁带钢臂的组合式浮动防撞装置，位于航道侧朝向航道中线依次包括基座1、钢臂组件2和浮箱5；

所述基础座1固定设置；本实施例为江河航道，基础座1可固定设置在岸边，方便施工。

所述钢臂组件2包括至少两根首尾沿竖直方向单自由度铰接的钢臂单元，如图4所示，采用轴铰结构实现；本实施例中，两根钢臂单元(分别为钢臂单元21和钢臂单元22)组成一组钢臂组件2；

所述钢臂组件2沿与行船方向垂直的方向设置，一端沿竖直方向单自由度铰接于基础座1，另一端沿竖直方向单自由度铰接于浮箱5，铰接方式类似于两根钢臂单元的铰接方式，见图4；所述浮箱5迎向行船的箱壁水平截面为外凸的弧形，图中箭头B所指的方向为行船方向。

使用时，可使钢臂组件2的安装高度高于正常水位，当水位涨高时，钢臂组件2拉直，增大有效防护范围，符合危险范围随水位变化的规律，且自水中到岸边均可起到防护作用。

本实施例中，所述浮箱5为由钢材制成的箱体结构，位于浮箱5迎船侧外部固定设置防水复合材料防撞箱5a；能够起到较好的防撞效果，采用复合材料防撞箱5a，总体强度高、柔韧性好，变形能力强，弹性好，受外界撞击时能够较彻底的缓冲撞击力，具有较好的能量吸收效果，延缓撞击作用时间，减小撞击力峰值。

本实施例中，如图3所示，在行船的上水侧和下水侧分别设置防撞装置，下水侧的防撞装置位于下水侧设置水下基础3，所述水下基础3通过钢缆4与钢臂组件2或/和浮箱5连接，本实施例与钢臂组件2和浮箱5均连接，图中箭头C所指方向为水流方向；下水侧采用水下基础系缆方式，发生船撞作用时，可有效分担钢臂的受力，共同抵御船舶以及水流对防撞设施的冲击作用；而上水侧可不用水下基础加钢索的结构，发生船撞作用时，防撞设施本身加上水流就可起到阻力作用，消耗船舶的撞击能量；水下基础顶面高程控制的高度可方便低水位时换缆的要求，同时由于钢缆的存在，对靠近岸边的偏航船舶也能起到良好的防护作用，且低水位时基础本身就可起到防撞作用。

本实施例中，所述钢臂组件2至少两组，相邻钢臂组件2之间的相邻钢臂单元之间通过桁杆23固定连接；增加防撞装置的整体强度和变形能力。

本实施例中，防水复合材料防撞箱5a的箱壁为双层结构；增加其防撞击能力和变形能力。

本实施例中，所述浮箱5及防水复合材料防撞箱5a内分隔成相互密闭的腔室51；局部发生损坏对其向上的浮力影响较小，能够继续起到防撞效果。

本实施例中，所述钢臂单元(钢臂单元21和钢臂单元22)的横截面为空心矩形结构；具有良好的抵抗弯矩的作用，增强防撞装置的防撞效果。

本实施例中，所述防水复合材料为纤维加强材料。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种桥梁带钢臂的组合式浮动防撞装置，其特征在于：位于航道侧朝向航道中线依次包括基础座、钢臂组件和浮箱；

所述基础座固定设置；

所述钢臂组件包括至少两根首尾沿竖直方向单自由度铰接的钢臂单元；

所述钢臂组件沿与行船方向垂直的方向设置，一端沿竖直方向单自由度铰接于基础座，另一端沿竖直方向单自由度铰接于浮箱；所述浮箱迎向行船的箱壁水平截面为外凸的弧形。

2.根据权利要求1所述的桥梁组合式浮动防撞装置，其特征在于：所述浮箱为由钢材制成的箱体结构，位于浮箱迎船侧外部固定设置防水复合材料防撞箱。

3.根据权利要求2所述的桥梁组合式浮动防撞装置，其特征在于：在行船的上水侧和下水侧分别设置防撞装置，下水侧的防撞装置位于逆流侧设置水下基础，所述水下基础通过钢缆与钢臂组件或/和浮箱连接。

4.根据权利要求3所述的桥梁组合式浮动防撞装置，其特征在于：所述钢臂组件至少两组，相邻钢臂组件之间的相邻钢臂单元之间通过桁杆固定连接。

5.根据权利要求4所述的桥梁组合式浮动防撞装置，其特征在于：防水复合材料防撞箱的箱壁为双层结构。

6.根据权利要求5所述的桥梁组合式浮动防撞装置，其特征在于：所述浮箱内及防水复合材料防撞箱内分隔成相互密闭的腔室。

7.根据权利要求6所述的桥梁组合式浮动防撞装置，其特征在于：所述钢臂单元的横截面为空心矩形结构。

8.根据权利要求7所述的桥梁组合式浮动防撞装置，其特征在于：所述防水复合材料为纤维加强材料。

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