CN104894956A - 一种超大伸缩量的桥墩防撞装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超大伸缩量的桥墩防撞装置，在桥墩(1)的外侧设有与一体化环形浮箱组，在所述一体化环形浮箱组上设有伸缩装置，所述伸缩装置上设有可控制拉伸位移量的配重块(36)，该一体化环形浮箱组包括第一浮箱组(21)和第二浮箱组(22)，第一浮箱组(21)和第二浮箱组(22)的内侧均设有多个吸能阻尼元件，多个吸能阻尼元件均依附在桥墩(1)的外侧面上。本发明设有可伸缩的一体化环形浮箱组，还设有相应的带配重块的伸缩装置，便于调节一体化浮箱组的伸缩量，另外，吸能阻尼元件能更好地依附桥墩外侧形状，并起到缓冲消能的作用，结构简单实用、成本低廉、操作便捷、适用范围广。

Description

一种超大伸缩量的桥墩防撞装置

技术领域

本发明涉及水上建筑安全防护技术领域，特别涉及一种超大伸缩量的桥墩防撞装置。

背景技术

近年来，随着航道提档升级，通航船舶吨位显著提升，船舶通航流量也大幅增加，一旦船舶失控或走偏航道撞击桥梁，极易造成桥梁垮塌、船舶倾覆的恶性事故，后果不堪设想。

西部山区河流具有水位变幅大、水流湍急的特点，特别是枢纽库区，随着水库的蓄、放水，水位变幅更大。跨越山区河流的桥梁，或位于枢纽库区的桥梁，为了在大水位变幅下，仍保证具有足够的通航净空尺度，为此其桥墩高度均较高。大水位变幅下，在不同水位期，偏航或失控船舶会撞击桥墩的不同高度位置，所以该类桥梁的防船撞设施应具有防护区域广、适应不同水位下桥墩周长与吸能量大等特点。

目前，防撞装置主要分为：附着式防撞装置、独立式防撞装置与人工岛三类。附着式防撞装置主要包含橡胶护舷，独立式防撞装置主要包括防撞浮箱与防撞墩等。其中，防撞浮箱因具有型式美观、造价经济、适于大水位变幅下的墩式桥梁防撞等优点，成为墩式桥梁的最主要防撞设施类型。

虽然，防撞浮箱可随水位自动升降，并能够满足在不同水位期下桥梁桥墩的防船撞保护问题，但对于某些线形变化量大、随水位变化桥墩周长变化量大的桥墩而言，常规的等截面防撞浮箱或小量程的可伸缩防撞浮箱均无法适用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供了一种既能适应大水位变幅，又具有超大伸缩量的桥墩防撞装置。

本发明的技术方案如下：

一种超大伸缩量的桥墩防撞装置，在桥墩的外侧设有一体化环形浮箱组，在所述一体化环形浮箱组上设有伸缩装置，该伸缩装置可调节一体化环形浮箱组的伸缩量以适应桥墩对应位置周长的变化，在所述伸缩装置上设有可调节伸缩位移量的配重块，该一体化环形浮箱组包括第一浮箱组和第二浮箱组，所述第一浮箱组的内侧设有凹槽，所述第二浮箱组嵌设在第一浮箱组的凹槽内滑动连接；该第一浮箱组和第二浮箱组的内侧均设有多个吸能阻尼元件，多个吸能阻尼元件均依附在桥墩四周的外侧面上。

采用以上结构，在水位升降变化时，桥墩露出水面外形的横截面将会发生较大变化，此时，两个浮箱组组成的一体化环形浮箱通过内部伸缩装置的自动调节，会随着桥墩外形的变化拉伸或收拢，在拉伸过程中，伸缩装置上设置的配重块能调节环形浮箱组的位移量，具备较大的自动伸缩功能，使一体化环形浮箱组顺着桥墩外侧上下自由滑动，并紧紧依附在桥墩外侧，两个浮箱组内侧的吸能阻尼元件在日常运行时能减少摩擦，碰撞时吸能并缓冲撞击力作用，并可防止一体化环形浮箱组脱离桥墩或撞击桥墩，在防撞装置遭受撞击时，使最终传递至桥墩的撞击力小于桥墩自身的抗力，达到保护桥墩的作用。

为了在有限空间内解决配重块运行距离的问题，不使配重块沉入水底而失效，采用杠杆原理让配重块对伸缩装置进行制动，作为优选，所述伸缩装置包括两个滑轮组和两个导轮，两个所述滑轮组对称设在第一浮箱组上，每个所述滑轮组均包括第一滑轮和第二滑轮，每个所述第一滑轮的轮轴上设有第一齿轮，每个所述第二滑轮的轮轴上均设有第二齿轮，对应位置的所述第二齿轮与第一齿轮均啮合连接；两个所述导轮对称设在第二浮箱组上，每个所述导轮与对应侧的第一滑轮之间均由第一钢丝绳连接，每根所述第一钢丝绳的一端与对应侧的导轮连接，另一端固定在第一滑轮上，每个所述第二滑轮上固设有第二钢丝绳，每个所述第二钢丝绳的伸出端均固设有配重块。

为了防止在拉伸过程中发生干涉、卡死或受力不均的情况，同时满足大多数桥墩形状的设计要求，作为优选，所述第一浮箱组和第二浮箱组均为“U”形结构，两个所述浮箱组的开口端相向设置；两个所述滑轮组对称设在第一浮箱组非开口端的两侧，两个所述导轮对称设在第二浮箱组非开口端的两侧。

为了保证配重块的移动距离能够满足水深，防止配重块工作失效，作为优选，所述第二齿轮的齿根圆直径大于第一齿轮的齿根圆直径。

为了使两个浮箱组都能很好地依附在桥墩的外侧表面，更好地缓冲外力对桥墩的影响，作为优选，所述第一浮箱组内侧的上部设有多个吸能阻尼元件，所述第二浮箱组的内侧也设有多个吸能阻尼元件，多个所述吸能阻尼元件均沿对应浮箱组的内侧轴向分布。

为了进一步减小各类型船舶对桥墩的撞击力，同时减小对桥墩外侧的损耗，作为优选，每个所述吸能阻尼元件均包括弹性设置的多根橡胶支座，在多根所述橡胶支座的外侧环设有一个拱形橡胶，多根所述橡胶支座与对应位置的拱形橡胶之间均设有一个挡板，所述挡板固定在多根橡胶支座上；在所述拱形橡胶上设有耐磨板，所述耐磨板与桥墩的外侧面相向设置。

为了避免撞击时产生应力作用，同时对撞击力起到一定的消能作用，作为优选，所述耐磨板的外侧面与桥墩的外形相适配。

为了保护桥墩，减小桥墩外侧的磨损，作为优选，所述耐磨板的外表设有耐磨防护涂层。

有益效果：本发明设有可伸缩的一体化环形浮箱组，还设有相应的带配重块的伸缩装置，便于调节一体化浮箱组的伸缩量，另外，吸能阻尼元件能更好地依附桥墩外侧形状，并起到缓冲消能的作用，结构简单实用、成本低廉、操作便捷、适用范围广。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为图1的A-A向视图。

图3为滑轮组、导轮和配重块的结构示意图。

图4为图3的俯视图。

图5为滑轮组的结构示意图。

图6为阻尼元件的结构示意图。

图7为本发明的工作状态图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1和图2所示，本发明包括在桥墩1的外侧包围的一体化环形浮箱组，该一体化环形浮箱组包括第一浮箱组21和第二浮箱组22，所述第一浮箱组21的内侧设有凹槽，所述第二浮箱组22嵌设在凹槽内且滑动连接。

如图1、图3、图4和图5所示，在所述一体化环形浮箱组上设有伸缩装置，该伸缩装置可调节一体化环形浮箱组的伸缩量以适应桥墩1对应位置周长的变化，所述第一浮箱组21和第二浮箱组22均为“U”形结构，两个所述浮箱组的开口端相向设置；所述伸缩装置包括两个滑轮组和两个导轮33，两个所述滑轮组左、右对称设在第一浮箱组21非开口端的两侧，两个所述导轮33左、右对称设在第二浮箱组22非开口端的两侧，每个所述滑轮组均包括第一滑轮31和第二滑轮32，每个所述第一滑轮31的轮轴上设有第一齿轮34，每个所述第二滑轮32的轮轴上均设有第二齿轮35，对应位置的所述第二齿轮35与第一齿轮34均啮合连接，所述第二齿轮35的齿根圆直径大于第一齿轮34的齿根圆直径，其直径比优选为10：1，在第一齿轮34快速转动下，带动第二浮箱组22快速伸缩，以便贴合随水位变化的桥墩1的外侧面；每个所述导轮33与对应侧的第一滑轮31之间均由第一钢丝绳4连接，每根所述第一钢丝绳4的一端与对应侧的导轮33连接，另一端固定在第一滑轮31上，每个所述第二滑轮32上固设有第二钢丝绳5，每个所述第二钢丝绳5的伸出端均固设有可调节第二浮箱组22拉伸位移量的配重块36。

如图1、图6和图7所示，所述第一浮箱组21内侧的上部设有多个吸能阻尼元件，所述第二浮箱组22的内侧也设有多个吸能阻尼元件，多个所述吸能阻尼元件均沿对应浮箱组的内侧轴向分布，每个所述吸能阻尼元件均包括弹性设置的多根橡胶支座51，在多根所述橡胶支座51的外侧环设有一个拱形橡胶52，多根所述橡胶支座51与对应位置的拱形橡胶52之间均设有一个挡板53，所述挡板53固定在多根橡胶支座51上；在所述拱形橡胶52设有耐磨板54，所述耐磨板54与桥墩1的外侧面相向设置，所述耐磨板54的外表设有耐磨防护涂层，该耐磨板54的外侧面与桥墩1的外形相适配。

本发明的使用方法如下：

如图1到图7所示，把第二浮箱组22和第一浮箱组21合围住桥墩1，再让第二浮箱组22嵌设在第一浮箱组21的凹槽内，把两端对应侧的第一滑轮31和导轮33分别用两根第一钢丝绳4固定连接，再把两个配重块36分别由第二钢丝绳5固定在对应侧的第二滑轮32上，两个浮箱组组成的一体化环形浮箱通过内部伸缩装置的自动调节，会随着桥墩1外形的变化拉伸或收拢，在拉伸过程中，伸缩装置上设置的配重块36将调节两个浮箱组之间的相对位移量，使一体化环形浮箱组顺着桥墩1外侧上下自由滑动，紧紧依附在桥墩1外侧。

在伸缩过程中，左、右两侧的第一钢丝绳4同时带动对应侧的第一滑轮31转动，并由对应侧第一齿轮34和第二齿轮35之间的啮合传动，在第二浮箱组22快速伸缩的同时，使得对应侧的配重块36相应地上下浮动，利用杠杆力平衡原理对两个齿轮的转动进行制动，以便限制第二浮箱组22的伸缩位移量，防止环形浮箱组脱离桥墩1或撞击桥墩1；两个浮箱组内侧的阻尼元件可以缓冲撞击力，当遇上船舶撞击时，受撞击位置的一体化环形浮箱组向桥墩1移动，并使耐磨板54贴住桥墩1外侧，此时，拱形橡胶52受力压缩，再加上橡胶支座51受弹性力作用，能缓冲撞击力，如撞击力较大时，挡板53贴住耐磨板54，橡胶支座51继续弹力作用，再利用挡板53的厚度对撞击力进行缓冲消能，并使最终传递至桥墩1的撞击力小于桥墩1自身的抗力，达到保护桥墩1的作用。

如图7所示，本发明随着水位变化，与桥墩1之间的位置关系也发生变化，本发明中吸能阻尼元件的形状可根据桥墩1的具体外形进行调整，本实施例不具有唯一性。

本发明未描述部分与现有技术一致，在此不作赘述。

以上仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本发明的专利保护范围之内。

Claims (8)

1.一种超大伸缩量的桥墩防撞装置，其特征在于：在桥墩（1）的外侧设有一体化环形浮箱组，在所述一体化环形浮箱组上设有伸缩装置，该伸缩装置可调节一体化环形浮箱组的伸缩量以适应桥墩（1）对应位置周长的变化，在所述伸缩装置上设有可调节伸缩位移量的配重块（36），该一体化环形浮箱组包括第一浮箱组（21）和第二浮箱组（22），所述第一浮箱组（21）的内侧设有凹槽，所述第二浮箱组（22）嵌设在第一浮箱组（21）的凹槽内滑动连接；该第一浮箱组（21）和第二浮箱组（22）的内侧均设有多个吸能阻尼元件，多个吸能阻尼元件均依附在桥墩（1）四周的外侧面上。

2.根据权利要求1所述的一种超大伸缩量的桥墩防撞装置，其特征在于：所述伸缩装置包括两个滑轮组和两个导轮（33），两个所述滑轮组对称设在第一浮箱组（21）上，每个所述滑轮组均包括第一滑轮（31）和第二滑轮（32），每个所述第一滑轮（31）的轮轴上设有第一齿轮（34），每个所述第二滑轮（32）的轮轴上均设有第二齿轮（35），对应位置的所述第二齿轮（35）与第一齿轮（34）均啮合连接；两个所述导轮（33）对称设在第二浮箱组（22）上，每个所述导轮（33）与对应侧的第一滑轮（31）之间均由第一钢丝绳（4）连接，每根所述第一钢丝绳（4）的一端与对应侧的导轮（33）连接，另一端固定在第一滑轮（31）上，每个所述第二滑轮（32）上固设有第二钢丝绳（5），每个所述第二钢丝绳（5）的伸出端均固设有配重块（36）。

3.根据权利要求1所述的一种超大伸缩量的桥墩防撞装置，其特征在于：所述第一浮箱组（21）和第二浮箱组（22）均为“U”形结构，两个所述浮箱组的开口端相向设置；两个所述滑轮组对称设在第一浮箱组（21）非开口端的两侧，两个所述导轮（33）对称设在第二浮箱组（22）非开口端的两侧。

4.根据权利要求1所述的一种超大伸缩量的桥墩防撞装置，其特征在于：所述第二齿轮（35）的齿根圆直径大于第一齿轮（34）的齿根圆直径。

5.根据权利要求2所述的一种超大伸缩量的桥墩防撞装置，其特征在于：所述第一浮箱组（21）内侧的上部设有多个吸能阻尼元件，所述第二浮箱组（22）的内侧也设有多个吸能阻尼元件，多个所述吸能阻尼元件均沿对应浮箱组的内侧轴向分布。

6.根据权利要求5所述的一种超大伸缩量的桥墩防撞装置，其特征在于：每个所述吸能阻尼元件均包括弹性设置的多根护舷支座（51），在多根所述橡胶支座（51）的外侧环设有一个拱形橡胶（52），多根所述橡胶支座（51）与对应位置的拱形橡胶（52）之间均设有一个挡板（53），所述挡板（53）固定在多根橡胶支座（51）上；在所述拱形橡胶（52）上设有耐磨板（54），所述耐磨板（54）与桥墩（1）的外侧面相向设置。

7.根据权利要求6所述的一种超大伸缩量的桥墩防撞装置，其特征在于：所述耐磨板（54）的外侧面与桥墩对应位置的外形相适配。

8.根据权利要求1所述的一种超大伸缩量的桥墩防撞装置，其特征在于：所述耐磨板（54）的外表面设有耐磨防护涂层。