CN103953005A - 一种桥墩防护装置 - Google Patents

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陈伟
方海
马伟刚
杨杰
黄宝宝
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Abstract

本发明涉及水上建筑结构安全防护技术领域,尤其是一种桥墩防护装置,包括若干环绕设置在桥墩周围的防撞消能柱,消能柱的轴线与桥墩的轴线平行,消能柱包括壳体以及设置在壳体空腔内的消能气囊。本发明提供的一种桥墩防护装置,在受到撞击时,首先壳体的塑性变形时消耗大量的能量,在壳体进行第一级消能后,壳体内的消能气囊可以对撞击进行二次消能,防撞效果好,可有效减少船舶对桥墩的撞击力,并且每个消能柱都是独立单元,方便维修,采用蜂窝型填充孔结构强度高,并且用于填充消能材料的空间大,在相同的填充空间内,具有可以填充更多的消能材料,使其结构在受到撞击时不易变形,使得防撞结构的强度更大,结构稳定性更强。

Description

一种桥墩防护装置
技术领域
[0001] 本发明涉及水上建筑安全防护技术领域,尤其是一种桥墩防护装置,具体地说是一种用于减小各类桥梁的桥墩、桥塔、承台、码头等水上建筑在撞击事故中受到的冲击力的防护装置。
背景技术
[0002] 随着内河航运量与船舶吨位的增大,以及江河上大桥的大量兴建,船舶碰撞大桥的机率越来越大.仅长江中下游1985-1990年6年中,江上各大桥被撞259次。而武汉长江大桥建桥40年以来被撞70多次,其中重创6次,损失巨大。黄石长江公路大桥3年之中被撞20多次,其中一次船毁人伤,货物沉没,桥墩受损.直接经济损失上千万元。因此,研究和采用桥墩防撞技术势在必行。
[0003] 经过多年的研究运用,国内外出现了多种针对船桥碰撞的桥墩防撞设施,但其基本原理是基于能量吸收、动量缓冲而设计的,每种防撞设施都有其特点和使用条件。具体来说防撞设施看分为两大类:一为间接式,其特点为:在桥墩之外另设防撞设施,桥墩不直接接受力,让桥墩彻底回避船舶撞击问题。如:桩群方式、薄壳筑沙围堰方式、人工岛方式等,一般适用于水浅、地质情况较好的场合。间接式防撞方法虽然一劳永逸,但会影响航道,且常常因为造价太高或者条件不具备二放弃。二为直接式,其特点为:力经过缓冲后直接作用在桥墩上,如护弦方式、绳索变形方式、缓冲材料设施方式、缓冲设施工程方式及固定或浮式套箱防撞设施等。一般使用在航道较窄、水较深的场合,通常建造费用较省,土建工程量不大。如:湛江海湾大桥、上海长江大桥采用钢箱型防撞装置,该消能设施利用钢材塑性变形破损消能,当船舶撞击钢套箱防撞装置时,防撞结构外层非连续(间断的)结构钢板发生大的变形,吸收了部分碰撞能量,并且延长了接触时间,使撞击力峰值得以降低,同时由于结构变形和相互作用,从而拨动船头方向,减少了船舶与结构间的能量交换。但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,故采用新材料设计开发新型防撞系统迫在眉睫。
发明内容
[0004] 本发明要解决的技术问题是:为了解决现有的桥墩防撞装置存在的防撞效差,维护费用高的问题,本发明提供了一种桥墩防护装置,在受到撞击时,首先壳体的塑性变形时消耗大量的功,在壳体进行第一级消能后,壳体内的消能气囊可以对撞击进行二次消能,防撞效果好,可有效减少船舶对桥墩的撞击力,并且每个消能柱都是独立单元,方便维修。
[0005] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种桥墩防护装置,包括若干环绕设置在桥墩周围的防撞消能柱,消能柱的轴线与桥墩的轴线平行,所述消能柱包括壳体以及设置在壳体空腔内的消能气囊。
[0006] 在受到撞击时,首先壳体的塑性变形时消耗大量的功,在壳体进行第一级消能后,壳体内的消能气囊可以对撞击进行二次消能。[0007] 具体地,所述消能气囊从外到内依次包括橡胶层、消能材料层和橡胶层。
[0008] 作为优选,所述壳体与消能气囊之间的空隙填充有消能材料。
[0009] 具体地,所述消能材料为聚氨酯泡沫、玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、混合纤维中的一种。
[0010] 具体地,所述壳体为玻璃纤维增强复合材料,所述的玻璃纤维增强复合材料壳体材料为不饱和树脂、间苯树脂、邻苯树脂、乙烯基树脂、环氧树脂、双酚A型树脂、反应型树脂中的一种。
[0011] 具体地,所述壳体设有若干轴线方向的填充孔,所述填充孔内填充有聚氨酯泡沫、玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维或混合纤维。
[0012] 在消能柱受到撞击力时,由于消能柱内个填充孔外壁是相互交联的,撞击力会被迅速传递开,防止撞击力过于集中。
[0013] 具体地,所述填充孔为蜂窝型填充孔。
[0014] 蜂窝型填充孔结构强度高,并且用于填充消能材料的空间大,在相同的填充空间内,具有可以填充更多的消能材料,使其结构在受到撞击时不易变形,整体结构在应力上强度更大,结构稳定性更强。
[0015] 具体地,所述消能柱通过螺栓固定在桥墩上。
[0016] 本发明的有益效果是:本发明提供的一种桥墩防护装置,在受到撞击时,首先壳体的塑性变形时消耗大量的能量,在壳体进行第一级消能后,壳体内的消能气囊可以对撞击进行二次消能,防撞效果好,可有效减少船舶对桥墩的撞击力,并且每个消能柱都是独立单元,方便维修,在消能柱受到撞击力时,由于消能柱内个填充孔外壁是相互交联的,撞击力会被迅速传递开,防止撞击力过于集中,采用蜂窝型填充孔结构强度高,并且用于填充消能材料的空间大,在相同的填充空间内,具有可以填充更多的消能材料,使其结构在受到撞击时不易变形,使得防撞结构的强度更大,结构稳定性更强。
附图说明
[0017] 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0018] 图1是本发明的一种桥墩防护装置安装示意图;
[0019] 图2是本发明的一种桥墩防护装置的剖面图;
[0020] 图3是本发明的一种桥墩防护装置壳体的横截面图。
[0021] 图中:1.桥墩,2,消能柱,3.壳体,4.消能气囊,5.消能材料,31.填充
[0022] 孔,4L橡胶层,42.消能材料层。
具体实施方式
[0023] 现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图,仅以示意方式说明本发明的基本结构,因此其仅显示与本发明有关的构成。
[0024] 如图1、图2所示,一种桥墩防护装置,包括若干环绕设置在桥墩I周围的防撞消能柱2,消能柱2的轴线与桥墩I的轴线平行,消能柱2包括壳体3以及设置在壳体3空腔内的消能气囊4。
[0025] 在受到撞击时,首先壳体3的塑性变形时消耗大量的功,在壳体3进行第一级消能后,壳体3内的消能气囊4可以对撞击进行二次消能;防撞效果好,可有效减少船舶对桥墩的撞击力,并且每个消能柱都是独立单元,方便维修,
[0026] 作为优选,消能气囊4从外到内依次包括橡胶层41、消能材料层42和橡胶层41。
[0027] 作为优选,壳体3为玻璃纤维增强复合材料,的玻璃纤维增强复合材料壳体材料为不饱和树脂、间苯树脂、邻苯树脂、乙烯基树脂、环氧树脂、双酚A型树脂、反应型树脂中的一种。
[0028] 在一中具体实施方式中,壳体3与消能气囊4之间的空隙填充有消能材料5。
[0029] 作为优选,消能材料5为聚氨酯泡沫、玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、混合纤维中的一种。
[0030] 在一种具体实施方式中,壳体3设有若干轴线方向的蜂窝型填充孔31,填充孔31内填充有聚氨酯泡沫、玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、混合纤维。
[0031] 在一种具体实施方式中,消能柱2可以通过螺栓固定桥墩I上,或者通过将相邻的消能柱2通过锁链锁合在桥墩I周围。
[0032] 以上述依据本发明的理想实施例为启示,通过上述的说明内容,相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内,进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容,必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (8)

1.一种桥墩防护装置,包括若干环绕设置在桥墩(I)周围的防撞消能柱(2),消能柱(2)的轴线与桥墩(I)的轴线平行,其特征在于:所述消能柱(2)包括壳体(3)以及设置在壳体(3)空腔内的消能气囊(4)。
2.如权利要求1所述的一种桥墩防护装置,其特征在于:所述消能气囊(4)从外到内依次包括橡胶层(41)、消能材料层(42 )和橡胶层(41)。
3.如权利要求1或2所述的一种桥墩防护装置,其特征在于:所述壳体(3)与消能气囊(4)之间的空隙填充有消能材料(5)。
4.如权利要求3所述的一种桥墩防护装置,其特征在于:所述消能材料(5)为聚氨酯泡沫、玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、混合纤维中的一种。
5.如权利要求1所述的一种桥墩防护装置,其特征在于:所述壳体(3)为玻璃纤维增强复合材料,所述的玻璃纤维增强复合材料壳体材料为不饱和树脂、间苯树脂、邻苯树脂、乙烯基树脂、环氧树脂、双酚A型树脂、反应型树脂中的一种。
6.如权利要求1所述的一种桥墩防护装置,其特征在于:所述壳体(3)设有若干轴线方向的填充孔(31),所述填充孔(31)内填充有聚氨酯泡沫、玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维或混合纤维。
7.如权利要求6所述的一种桥墩防护装置,其特征在于:所述填充孔(31)为蜂窝型填充孔。
8.如权利要求1所述的一种桥墩防护装置,其特征在于:所述消能柱(2)通过螺栓固定在桥墩上。
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