CN104831686B - 复合材料消能防撞装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种复合材料消能防撞装置，具有多个相互连接的消能单元，所述消能单元包括壳体，所述壳体包括外壳、套设在外壳内部的内壳和填充材料，所述填充材料填充在所述内壳与外壳之间；每个消能单元的壳体上设有与相邻消能单元的壳体相连接的连接部，所述连接部包括预埋件，所述预埋件与壳体固定；所述预埋件包括固定板，所述固定板上设有固定孔，或所述固定板上设有螺栓，相邻两个消能单元通过预埋件相互固定。本发明的复合材料消能防撞装置，相邻两个消能单元通过预埋件相互固定，两个预埋件可以紧密贴合，且固定孔内可以穿设螺栓，连接强度好，相对公母榫头连接方式的连接强度提高了5‑10倍，不会产生冲击载荷，疲劳载荷大大降低。

Description

复合材料消能防撞装置
技术领域
本发明涉及一种复合材料消能防撞装置。
背景技术
桥梁防撞设施形式多种多样，根据防撞的机理，其中一种应用比较广泛的是，通过缓冲消能延长船舶撞击时间、减小船舶撞击力，阻止船舶撞击力传到桥墩，最终达到保护桥梁安全的目的。现有的桥梁防撞装置多采用在承台或桥墩周围套上复合材料消能防撞圈，这种消能防撞圈一般都是通过多个消能防撞单元相互拼接而成的。为了减小相邻消能防撞单元之间的二次撞击，各个消能防撞单元通过头部和尾部的公母榫头顺次相互插接。但是，这种连接结构在连接处的应力较大，公榫头容易断裂剥落，导致整个消能防撞圈断开。并且，公母榫头是相互插接的，连接处仍具有间隙，属于松连接，导致相邻消能防撞单元之间具有较大的冲击载荷，更加剧了连接处的受损程度。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术中防撞消能装置容易断裂的不足，本发明提供一种复合材料消能防撞装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种复合材料消能防撞装置，具有多个相互连接的消能单元，所述消能单元包括壳体，所述壳体包括外壳、套设在外壳内部的内壳和填充材料，所述填充材料填充在所述内壳与外壳之间；每个消能单元的壳体上设有与相邻消能单元的壳体相连接的连接部，所述连接部包括预埋件，所述预埋件与壳体固定；所述预埋件包括固定板，相邻两个消能单元通过固定板相互固定。
相邻两个消能单元通过固定板相互焊接、卯接或卡接。
所述固定板上设有固定孔，或所述固定板上设有连接部件，所述连接部件为螺栓、卯栓或凸起。
所述连接部还包括外表面层，所述外表面层包覆在预埋件外。预埋件外设有外表面层，一方面可以防止预埋件外露，保护预埋件进水或受到腐蚀等影响；另一方面，相邻两个消能单元之间通过外表面层贴合，两个外表面层可以起到垫片的作用，使得两个消能单元贴合更加紧实。
为了便于人员进入安装，所述壳体上开设有人孔。
作为一种实施方式，所述内壳内部中空。
另一种实施方式为，所述内壳内部填充有填充体，所述填充体内部设有通道，所述通道从所述人孔连通至所述连接部。
所述预埋件与内壳的内壁相固定。这样，可以采用手糊或一体成型的方式将预埋件固定。
所述预埋件包括贴爪，所述预埋件通过所述贴爪与壳体固定。
所述贴爪包括贴合面和轴向紧固部，所述贴合面与壳体贴合固定，所述轴向紧固部沿所述贴合面向外延伸，或所述轴向紧固部偏离所述贴合面翻折或凸起。轴向紧固部可以提升贴爪的轴向对拉性能，可以采用多种方式实现。
作为优选，所述轴向紧固部为沿所述贴合面向外延伸的锯齿或燕尾槽。
为了防止预埋件完全变形，所述固定板表面设有加强筋。
所述预埋件为金属件，所述内壳、外壳和外表面层均为复合材料。
所述填充材料为耗能闭孔材料。
本发明的有益效果是，本发明的复合材料消能防撞装置，相邻两个消能单元通过预埋件相互固定，两个预埋件可以紧密贴合，且固定孔内可以穿设螺栓，连接强度好，相对公母榫头连接方式的连接强度提高了5-10倍，不会产生冲击载荷，疲劳载荷大大降低。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的复合材料消能防撞装置安装后的结构示意图。
图2是本发明的复合材料消能防撞装置安装到桥墩后的截面示意图。
图3是本发明的复合材料消能防撞装置中的消能单元的结构示意图。
图4是图3中A处的局部放大图。
图5是图3的B-B剖面图。
图6是本发明的复合材料消能防撞装置中的预埋件的结构示意图。
图7是本发明的复合材料消能防撞装置中的预埋件的结构示意图。
图8是本发明的复合材料消能防撞装置中的预埋件的另一种实施方式的结构示意图。
图中100、桥梁，200、消能单元，1、壳体，1-1、外壳，1-2、内壳，1-3、填充材料，1-4、填充体，2、连接部，2-1、预埋件，2-11、贴爪，2-111、贴合面，2-112、轴向紧固部，2-12、加强筋，2-2、外表面层，2-13、固定板，2-131、固定孔。
具体实施方式
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。
如图1、图2所示，本发明的一种复合材料消能防撞装置，具有多个相互连接的消能单元200，各消能单元200顺次连接，环设于桥梁100的承台或桥墩外部。
如图3-7所示，所述消能单元200包括壳体1，所述壳体1包括外壳1-1、套设在外壳1-1内部的内壳1-2和填充材料1-3，所述填充材料1-3填充在所述内壳1-2与外壳1-1之间；每个消能单元200的壳体1上设有与相邻消能单元200的壳体1相连接的连接部2，所述连接部2包括预埋件2-1和外表面层2-2，所述预埋件2-1与壳体1固定；所述预埋件2-1包括固定板2-13，相邻两个消能单元200通过固定板2-13相互焊接、卯接或卡接，例如，所述固定板2-13上设有固定孔2-131，另一相邻的消能单元的固定板2-13上设有连接部件，所述连接部件为螺栓、卯栓或凸起。
如图5、图6所示，所述固定板2-13上设有均匀分布的固定孔2-131，各个固定孔2-131环设在固定板2-13边缘部位，每隔20°设置有一固定孔2-131。还可以是在所述固定板2-13上设有均匀分布的螺栓(图中未画出，还可以是卯栓)，相邻两个消能单元200通过预埋件2-1的固定孔2-131内穿设螺栓、卯栓相互固定。螺栓可以是与固定板2-13一体固定，也可以是后期安装时穿设在固定孔2-131内的。
所述预埋件2-1为金属件，例如钢制金属件；所述内壳1-2、外壳1-1和外表面层2-2均为复合材料，所述填充材料1-3为耗能闭孔材料。
所述外表面层2-2包覆在预埋件2-1外。预埋件2-1外设有外表面层2-2，一方面可以防止预埋件2-1外露，保护预埋件2-1进水或受到腐蚀等影响；另一方面，相邻两个消能单元200之间通过外表面层2-2贴合，两个外表面层2-2可以起到垫片的作用，使得两个消能单元200贴合更加紧实。
所述壳体1上开设有人孔。作为一种实施方式，所述内壳1-2内部中空。另一种实施方式为，所述内壳1-2内部填充有填充体1-4，所述填充体1-4内部设有通道，所述通道从所述人孔连通至所述连接部2。图3中的内壳1-2内部填充有填充体1-4。人孔和通道图中未画出。
所述预埋件2-1包括贴爪2-11，所述预埋件2-1通过所述贴爪2-11与内壳1-2的内壁固定。可以采用手糊或一体成型的方式将预埋件2-1的贴爪2-11与内壳1-2固定。为了防止预埋件2-1完全变形，所述固定板2-13表面设有加强筋2-12。
所述贴爪2-11包括贴合面2-111，所述贴合面2-111与内壳1-2的内壁贴合固定。如图8所示，贴爪2-11还包括轴向紧固部2-112，所述轴向紧固部2-112沿所述贴合面2-111向外延伸，或所述轴向紧固部2-112偏离所述贴合面2-111翻折或凸起。轴向紧固部2-112可以提升贴爪2-11的轴向对拉性能，可以采用多种方式实现。例如，图8所示的轴向紧固部2-112为沿所述贴合面2-111向外延伸的锯齿或燕尾槽。
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)

1.一种复合材料消能防撞装置，其特征在于：具有多个相互连接的消能单元（200），所述消能单元（200）包括壳体（1），所述壳体（1）包括外壳（1-1）、套设在外壳（1-1）内部的内壳（1-2）和填充材料（1-3），所述填充材料（1-3）填充在所述内壳（1-2）与外壳（1-1）之间；
每个消能单元（200）的壳体（1）上设有与相邻消能单元（200）的壳体（1）相连接的连接部（2），所述连接部（2）包括预埋件（2-1），所述预埋件（2-1）与壳体（1）固定；
所述预埋件（2-1）包括固定板（2-13），相邻两个消能单元（200）通过固定板（2-13）相互固定；
所述预埋件（2-1）包括贴爪（2-11），所述预埋件（2-1）通过所述贴爪（2-11）与内壳（1-2）的内壁固定。
2.如权利要求1所述的复合材料消能防撞装置，其特征在于：相邻两个消能单元（200）通过固定板（2-13）相互焊接、卯接或卡接。
3.如权利要求2所述的复合材料消能防撞装置，其特征在于：所述固定板（2-13）上设有固定孔（2-131），或所述固定板（2-13）上设有连接部件，所述连接部件为螺栓、卯栓或凸起。
4.如权利要求1所述的复合材料消能防撞装置，其特征在于：所述连接部（2）还包括外表面层（2-2），所述外表面层（2-2）包覆在预埋件（2-1）外。
5.如权利要求1所述的复合材料消能防撞装置，其特征在于：所述壳体（1）上开设有人孔。
6.如权利要求5所述的复合材料消能防撞装置，其特征在于：所述内壳（1-2）内部中空，或者所述内壳（1-2）内部填充有填充体（1-4），所述填充体（1-4）内部设有通道，所述通道从所述人孔连通至所述连接部（2）。
7.如权利要求1所述的复合材料消能防撞装置，其特征在于：所述贴爪（2-11）包括贴合面（2-111）和轴向紧固部（2-112），所述贴合面（2-111）与壳体（1）贴合固定，所述轴向紧固部（2-112）沿所述贴合面（2-111）向外延伸，或所述轴向紧固部（2-112）偏离所述贴合面（2-111）翻折或凸起。
8.如权利要求7所述的复合材料消能防撞装置，其特征在于：所述轴向紧固部（2-112）为沿所述贴合面（2-111）向外延伸的锯齿或燕尾槽。
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