CN103774621B - 桥梁桥墩防撞装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种桥梁桥墩防撞装置，包括由内到外同圆设置的内缓冲垫、转动组件和外防撞组件，所述内缓冲垫紧密包裹于桥墩设置，所述外防撞组件通过转动组件可绕轴向中心线转动，所述转动组件包括内圈、外圈和匀布设置于内圈和外圈之间的球状滚动体，所述外圈可相对于所述内圈转动，所述内圈与所述内缓冲垫之间可相对转动配合；不仅可以通过外防撞组件达到延长受力时间、减小桥墩所受撞击力的目的，外防撞组件还可在桥墩受撞时通过转动组件绕轴向中心线旋转，从而引导船只等物体带来的撞击力偏移桥墩，尽可能多的转移掉由外防撞组件缓冲后剩下的巨大撞击力，大大提高了桥梁的安全性；并且转动组件的内圈还可相对于内缓冲垫外圆周侧面转动，产生二次转动效果，进一步提高撞击力偏移桥墩的效果。

Description

桥梁桥墩防撞装置
技术领域
本发明涉及桥梁领域，特别涉及一种桥梁桥墩防撞装置。
背景技术
随着交通事业的快速发展，桥梁由于其跨越江河，方便两岸联系，缩短公路里程等特点被大量修建，与此同时水路运输行业的发展也使得船舶的数量、吨位不断增加。这两个因素造成船只撞击桥梁的概率越来越大，威胁桥梁安全和桥上人员生命。例如：2007年“九江大桥6-15船撞桥事故”中造成桥梁垮塌和9人死亡的沉痛代价。
为提高船撞桥后桥梁的安全性，现有做法主要是两种，一是通过加强桥墩自身抵抗力，二是在桥墩上设防撞装置，其中，单纯依靠加强桥墩自身抵抗力的做法，需要提高桥梁建设的经济成本，不利于节约，而且仍然会面临着被撞毁的结局；另外，目前桥墩防撞装置分为直接方式和间接方式，其中直接方式包括弹性变形型（缓冲材料方式、绳索方式）、抗压变形型（缓冲工事方式）和变位型（重力方式），间接方式包括弹性变形型（桩方式）、抗压变形型（沉箱方式、人工岛方式）和变位型（浮体系泊索方式）。上述桥墩防撞装置防撞方式大多是通过缓冲材料削弱船只等带来的撞击力，实现桥墩的安全，大都将精力集中在缓冲材料的类型和形式构造上，以求延长受力时间，减小桥墩所受撞击力。这种仅通过缓冲材料设置和改变的途径抵御船只等物体带来的较大撞击力是不现实的，因为船只等较大物体所带来的撞击力通常达到几十到几百MN，企图完全依靠缓冲材料抵御巨大撞击力无异于以卵击石。
因此，需要对现有的桥梁桥墩防撞装置进行改进，不仅可以通过缓冲材料的设置达到减小桥墩所受撞击力的目的，还可使其引导船只等物体带来的撞击力偏移桥墩，尽可能转移掉剩下的巨大撞击力，进一步确保桥梁的安全。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种桥梁桥墩防撞装置，不仅可以通过缓冲材料的设置达到减小桥墩所受撞击力的目的，还可使其引导船只等物体带来的撞击力偏移桥墩，进一步确保桥梁的安全。
本发明的桥梁桥墩防撞装置，包括由内到外同圆设置的内缓冲垫、转动组件和外防撞组件，所述内缓冲垫紧密包裹于桥墩设置，所述外防撞组件通过转动组件可绕轴向中心线转动，所述转动组件包括内圈、外圈和匀布设置于内圈和外圈之间的球状滚动体，所述外圈可相对于所述内圈转动，所述内圈与所述内缓冲垫之间可相对转动配合。
进一步，所述外防撞组件包括由外至内设置的第一防撞层和第二防撞层，所述第一防撞层、所述第二防撞层和所述内缓冲垫由外至内轴向方向上的受力面积逐渐增大。
进一步，所述外防撞组件还包括沿圆周方向设置于所述第一防撞层外侧的外防撞架。
进一步，所述转动组件还包括保持架，所述保持架沿轴向设置多个，并将对应圆周方向的球状滚动体等距离隔开。
进一步，所述内圈通过沿圆周方向分布的滚轮与所述内缓冲垫转动配合。
进一步，所述第一防撞层包括弹簧环状曩体，所述弹簧环状曩体由多个弹簧相互交织成网状结构形成。
进一步，所述第二防撞层包括气囊环状曩体，所述气囊环状曩体由沿圆周方向并列设置的中空缓冲气囊形成，所述中空缓冲气囊之间相互接触。
本发明的有益效果：本发明的桥梁桥墩防撞装置，不仅可以通过外防撞组件达到延长受力时间、减小桥墩所受撞击力的目的，外防撞组件还可在桥墩受撞时通过转动组件绕轴向中心线旋转，从而引导船只等物体带来的撞击力偏移桥墩，尽可能多的转移掉由外防撞组件缓冲后剩下的巨大撞击力，大大提高了桥梁的安全性；并且转动组件的内圈还可相对于内缓冲垫外圆周侧面转动，产生二次转动效果，进一步提高撞击力偏移桥墩的效果。
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为本发明结构示意图；
图2为图1A-A向剖面视图；
图3为转动组件结构示意图；
图4为图1局部放大图。
具体实施方式
图1为本发明结构示意图，图2为图1A-A向剖面视图，图3为转动组件结构示意图，图4为图1局部放大图，如图所示：本实施例的桥梁桥墩防撞装置，包括由内到外同圆设置的内缓冲垫2、转动组件和外防撞组件，所述内缓冲垫2紧密包裹于桥墩1设置，所述外防撞组件通过转动组件可绕轴向中心线转动，所述转动组件包括内圈4、外圈7和匀布设置于内圈4和外圈7之间的球状滚动体6，所述外圈7可相对于所述内圈转动，所述内圈4与所述内缓冲垫2之间可相对转动配合。
本实施例中，所述外防撞组件包括由外至内设置的第一防撞层8和第二防撞层9，所述第一防撞层8、所述第二防撞层9和所述内缓冲垫2由外至内轴向方向上的受力面积逐渐增大；在整个受力过程中，由于防撞装置受力面积逐步增大，船只等物体的撞击力被分摊到更大的受力面积，使防撞装置受力更加均匀，减小被撞击处桥墩的压强，避免桥墩局部遭受较大压强损毁而导致整个桥墩垮塌、桥梁断裂，置于各部分受力面积的具体值需根据防撞装置使用处所需承受撞击力大小进行相关计算后方能确定。
本实施例中，所述外防撞组件还包括沿圆周方向设置于所述第一防撞层8外侧的外防撞架10；所述外防撞架可为三角形、梯形或其它现有形状，本实施例中，外防撞架为三角形，由于三角形外防撞架所触及的范围大于第一防撞层，故在第一防撞层还没接触到船只等物体时，三角形外防撞架所施加力就已经作用于船只等物体上，该力进一步增强了船只等物体运动方向偏离桥墩的效果。
本实施例中，所述转动组件还包括保持架5，所述保持架5沿轴向设置多个，并将对应圆周方向的球状滚动体6等距离隔开；防止防撞装置旋转时球状滚动体相互碰撞，同时引导并带动球状滚动体旋转，保持架为随动结构，既不与内圈连接，也不与外圈连接，保持架上对应每个球状滚动体形成圆周方向的夹持。
本实施例中，所述内圈4通过沿圆周方向分布的滚轮3与所述内缓冲垫2转动配合；滚轮设置在内圈和所述内缓冲垫之间，并沿圆周方向分布，并且，滚轮以内圈产生一定径向压紧力的方式压靠于内缓冲垫外圆周侧面，当桥梁受撞时，内圈可在滚轮的作用下相对于内缓冲垫转动，从而进一步提高防撞装置的旋转效果；当然，内圈和内缓冲垫之间还可通过其它转动件配合设置，如轴状结构滚柱等，只要能实现内圈在桥梁受撞时可相对于内缓冲垫转动即可。
本实施例中，所述第一防撞层包括弹簧环状曩体9a，所述弹簧环状曩体9由多个弹簧相互交织成网状结构形成；所述第二防撞层包括气囊环状曩体8a，所述气囊环状曩体8由沿圆周方向并列设置的中空缓冲气囊形成，所述中空缓冲气囊之间相互接触；该防撞装置在缓冲材料方面采用弹簧加气囊两种缓冲材料用以延长受力时间，并且，弹簧环状囊体、气囊环状囊体采用多个小部件构成一个整体，如当受到较大撞击力时，个别部件损坏失去工作能力，其他部件仍能正常工作，而不至于导致防撞装置整体失效，同时也增强了该防撞装置的可靠性。另外，当桥墩遭受船只等物体撞击时，弹簧环状囊体被压缩，吸收部分撞击力，同时也给船只等物体一个反作用力，该力有利于改变船只等物体的运动方向，当弹簧环状囊体达到缓冲极限时，紧接着气囊环状囊体被动压缩，从而进一步吸收撞击力；
另外，第一防撞层还包括弹簧环状曩体内环和弹簧环状曩体外环，弹簧环状曩体填充设置在弹簧环状曩体内环和弹簧环状曩体外环之间，第二防撞层还包括气囊环状曩体内环和气囊环状曩体外环，气囊环状曩体填充设置在气囊环状曩体内环和气囊环状曩体外环之间，气囊环状曩体内环固定在外圈上，弹簧环状曩体内环固定在气囊环状曩体外环上，外防撞架设置在弹簧环状曩体外环上。
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 (6)

1.一种桥梁桥墩防撞装置，其特征在于：包括由内到外同圆设置的内缓冲垫、转动组件和外防撞组件，所述内缓冲垫紧密包裹于桥墩设置，所述外防撞组件通过转动组件可绕轴向中心线转动，所述转动组件包括内圈、外圈和匀布设置于内圈和外圈之间的球状滚动体，所述外圈可相对于所述内圈转动，所述内圈与所述内缓冲垫之间可相对转动配合；
所述外防撞组件包括由外至内设置的第一防撞层和第二防撞层，所述第一防撞层包括弹簧环状曩体，所述弹簧环状曩体由多个弹簧相互交织成网状结构形成，所述第二防撞层包括气囊环状曩体，所述气囊环状曩体由沿圆周方向并列设置的中空缓冲气囊形成，所述中空缓冲气囊之间相互接触。
2.根据权利要求1所述的桥梁桥墩防撞装置，其特征在于：所述第一防撞层、所述第二防撞层和所述内缓冲垫由外至内轴向方向上的受力面积逐渐增大。
3.根据权利要求2所述的桥梁桥墩防撞装置，其特征在于：所述外防撞组件还包括沿圆周方向设置于所述第一防撞层外侧的外防撞架。
4.根据权利要求3所述的桥梁桥墩防撞装置，其特征在于：所述转动组件还包括保持架，所述保持架沿轴向设置多个，并将对应圆周方向的球状滚动体等距离隔开。
5.根据权利要求4所述的桥梁桥墩防撞装置，其特征在于：所述内圈通过沿圆周方向分布的滚轮与所述内缓冲垫转动配合。
6.根据权利要求5所述的桥梁桥墩防撞装置，其特征在于：所述内缓冲垫由橡胶材料制成。
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