CN105200914A - 一种水路桥梁防撞装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型水路桥梁防撞装置，包括正面防撞箱、侧面防撞箱，导轨缓冲单元，连接件和报警装置，主要利用蜂窝芯子及其四周侧板的塑性变形来吸收撞击能量，船舶撞击桥梁时，在冲击载荷的作用下，防撞箱将发生较大的塑性变形，从而吸收撞击能量，报警装置通过导线连接至正面防撞箱和侧面防撞箱内部的相应开关，给出相应的声、光信号，以便于事故后维修人员及时检查损毁情况，更换相应的部件，本发明相比钢结构防撞套箱，导轨缓冲单元减小了防撞箱上下浮动时受到的阻力，具有导向作用，较强的耐腐蚀性能，防护能力可调整，生产和维护成本低，连接方便。

Description

一种水路桥梁防撞装置

技术领域

本发明涉及一种水路桥梁防撞装置，属于桥梁安全设施技术领域。

背景技术

随着经济和交通运输业的快速发展，我国近期修建的跨越通航江河、港区和海峡的大型桥梁数量逐步增多，而航道上的船舶数量也不断增加且船型趋于大型化，使得桥梁和通行船舶之间的矛盾日趋突出，船舶撞击桥墩的事故亦不断增加，所导致的人员伤亡、财产损失以及环境破坏是惊人的，因此对桥梁采取防撞措施尤为必要。为防止桥梁被撞事故的发生，保障人们的生命财产安全和桥梁安全，在研究船舶撞桥原理的基础上，设置合理有效的防撞设施以已引起有关部门和研究人员的广泛重视。

近年来，国内外出现了多种类型的防护装置，常用的防撞装置有桩群方式、薄壳筑沙围堰方式、人工岛方式等，一般都只适用于水浅、地质情况较好的场合，且影响航道，常因为造价太高或者条件不具备而放弃。此外，还有一种钢结构套箱消能设施，利用了钢材塑性变形破损消能的原理，但其撞损后维修较困难，维护费用较高。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，本发明提供了一种水路桥梁防撞装置，具有很强的缓冲变形能力并能随水流变化上下浮动，对过往船舶有预警措施，在遭受撞击时发出警报，生产和维护成本低，安装便捷，事故后损坏部件更换方便。

本发明的技术解决方案是：

一种水路桥梁防撞装置，包括正面防撞箱、导轨缓冲单元和撞击报警器，正面防撞箱通过导轨缓冲单元与桥墩连接，正面防撞箱沿竖直方向叠置于桥墩的前后两面，正面防撞箱与桥墩之间保持一定距离，导轨缓冲单元安装在桥墩上。

一种水路桥梁防撞装置，包括正面防撞箱、导轨缓冲单元、侧面防撞箱、连接件和撞击报警器，正面防撞箱通过导轨缓冲单元与桥墩连接，正面防撞箱沿竖直方向叠置于桥墩的前后两面，侧面防撞箱沿竖直方向叠置于桥墩的两侧面，正面防撞箱和侧面防撞箱与桥墩之间保持一定距离，正面防撞箱与侧面防撞箱通过连接件固定连接，导轨缓冲单元安装在桥墩上。

在上述的一种水路桥梁防撞装置中，正面防撞箱包括上下两块盖板、左右两块侧板、前后两块蒙皮和拱形缓冲材料，正面防撞箱的外表面采用防锈铝材料，上下两块盖板、左右两块侧板和前后两块蒙皮通过加工过程中设置的预埋件与拱形缓冲材料连接，实现对拱形缓冲材料密封，每个正面防撞箱沿竖直方向均设置有通孔。

在上述的一种水路桥梁防撞装置中，正面防撞箱的覆盖面积在竖直方向上随着深度增加而增大，正面防撞箱的数量不局限于5个。

在上述的一种水路桥梁防撞装置中，上下两块盖板、左右两块侧板和前后两块蒙皮均可以采用超塑性钢质材料或高强塑料，也可以是两种材料的组合，使得正面防撞箱具有一定的浮力。

在上述的一种水路桥梁防撞装置中，侧面防撞箱包括上下两块方盖板、左右两块方侧板、前后两块方挡板和矩形缓冲材料，侧面防撞箱的外表面采用防锈铝材料，上下两块方盖板、左右两块方侧板和前后两块方挡板通过加工过程中设置的预埋件与矩形缓冲材料连接，实现对矩形缓冲材料密封。

在上述的一种水路桥梁防撞装置中，侧面防撞箱的数量不局限于5个。

在上述的一种水路桥梁防撞装置中，上下两块方盖板、左右两块方侧板和前后两块方挡板均可以采用超塑性钢质材料或高强塑料，也可以是两种材料的组合，使得侧面防撞箱具有一定的浮力。

在上述的一种水路桥梁防撞装置中，拱形缓冲材料和矩形缓冲材料采用耐腐蚀蜂窝或防锈铝蜂窝，且其芯格轴线方向平行于水平面。

在上述的一种水路桥梁防撞装置中，导轨缓冲单元包括纤维增强塑料材质的外壳和填充在外壳内的耗能材料，耗能材料采用轻质木材、橡胶粒或橡胶轮胎，导轨缓冲单元的数量不局限于3个。

本发明与现有技术相比的有益效果是：

1、本发明采用了两种防撞箱，包括正面防撞箱和侧面防撞箱，正面防撞箱的覆盖面积在竖直方向上随着深度增加而增大，使得正面防撞箱在承受冲击载荷时，单位时间内箱体与船体的有效接触面积最大化，可以更高效的保护桥梁、船舶及船上乘员的安全，且两种防撞箱的防护能力调整范围较大，防撞箱的数量可以根据实际水域、航道情况调整，在桥墩间距较短，通航能力有限的水域，可取消设置侧面防撞箱。

2、本发明采用的两种防撞箱制造成本低，具有较强的耐腐蚀性能，在发生撞击后，被撞箱体的更换较为简便快捷。

3、本发明采用的两种防撞箱具有一定的浮力，使得箱体能够在水位高度发生变化时自动调整以满足设计需求，当浮力不足时，在防撞箱最底层加装小型防撞空箱以保证浮力。

4、本发明采用的两种防撞箱受到冲击载荷发生塑性变形时，导线断开，撞击报警器发出相应的声、光信号以便桥梁维修人员和船舶驾驶人员在事故后及时检查损毁情况，更换相应的部件，或者在防撞箱四周装备激光发射仪及接收器，当防撞箱受到冲击载荷发生塑性变形时，接收器无法接受到光信号，相应的发出警报。

5、本发明采用的导轨缓冲单元，对正面防撞箱起导向作用，能够减小防撞箱上下浮动时所受的阻力，在防撞箱发生损毁的情况下，能够继续保持防撞箱整体的稳定性。

附图说明

图1为本发明实施例一的示意图

图2是本发明防撞箱的俯视图

图3是正面防撞箱结构示意图

图4是侧面防撞箱结构示意图

图5是导轨缓冲单元示意图

图6是本发明实施例二的示意图

图7是本发明实施例三的示意图

图8是桥跨防撞箱结构示意图

具体实施方式

下面结合附图说明和具体实施例对本发明做进一步描述:

如图1和2所示，一种水路桥梁防撞装置的实施例一，包括正面防撞箱2、导轨缓冲单元3、侧面防撞箱4、连接件5和撞击报警器7，正面防撞箱2通过导轨缓冲单元3与桥墩1连接，正面防撞箱2沿竖直方向叠置于桥墩1的前后两面，侧面防撞箱4沿竖直方向叠置于桥墩1的两侧面，正面防撞箱2和侧面防撞箱4与桥墩1之间保持一定距离，正面防撞箱2与侧面防撞箱4通过连接件5固定连接，导轨缓冲单元3安装在桥墩1上。

如图1和2所示，正面防撞箱2的覆盖面积在竖直方向上随着深度增加而增大，正面防撞箱的数量设置为5个。

如图1和2所示，导轨缓冲单元3的数量设置为3个。

如图1和2所示，侧面防撞箱4的数量设置为5个。

如图1和2所示，撞击报警器7包括LED预警灯、防雾灯和大功率喇叭，以实现预警和报警的功能。

如图3所示，正面防撞箱2包括上下两块盖板21、左右两块侧板22、前后两块蒙皮23和拱形缓冲材料24，正面防撞箱2的外表面采用防锈铝材料，上下两块盖板21、左右两块侧板22和前后两块蒙皮23通过加工过程中设置的预埋件与拱形缓冲材料24连接，实现对拱形缓冲材料24密封，每个正面防撞箱2沿竖直方向均设置有通孔。

如图3所示，上下两块盖板21、左右两块侧板22和前后两块蒙皮23均可以采用超塑性钢质材料或高强塑料，也可以是两种材料的组合，使得正面防撞箱2具有一定的浮力，当浮力不足时，在正面防撞箱2最底层加装小型防撞空箱以保证浮力。

如图4所示，侧面防撞箱4包括上下两块方盖板31、左右两块方侧板32、前后两块方挡板33和矩形缓冲材料34，侧面防撞箱4的外表面采用防锈铝材料，上下两块方盖板31、左右两块方侧板32和前后两块方挡板33通过加工过程中设置的预埋件与矩形缓冲材料34连接，实现对矩形缓冲材料34密封。

如图4所示，上下两块方盖板31、左右两块方侧板32和前后两块方挡板33均可以采用超塑性钢质材料或高强塑料，也可以是两种材料的组合，使得侧面防撞箱4具有一定的浮力，当浮力不足时，在侧面防撞箱4最底层加装小型防撞空箱以保证浮力。

拱形缓冲材料24和矩形缓冲材料34采用耐腐蚀蜂窝或防锈铝蜂窝，且其芯格轴线方向平行于水平面。

如图5所示，导轨缓冲单元3包括纤维增强塑料材质的外壳41和填充在外壳41内的耗能材料42，耗能材料42采用轻质木材、橡胶粒或橡胶轮胎。

如图6所示，一种新型水路桥梁防撞装置的实施例二，包括正面防撞箱2、导轨缓冲单元3和撞击报警器7，正面防撞箱2通过导轨缓冲单元3与桥墩1连接，正面防撞箱2沿竖直方向叠置于桥墩1的前后两面，正面防撞箱2与桥墩1之间保持一定距离，导轨缓冲单元3安装在桥墩1上。实施例二与实施例一的区别在于，除去了侧面防撞箱4和连接件5，正面防撞箱2的宽度与桥墩1宽度相同，既可以保护桥墩1，又可以避免因占用水面而降低水路通航能力，这对于跨度较小、通航能力有限的桥梁是有利的。

如图7所示，一种新型水路桥梁防撞装置的实施例三，与实施例一的区别在于，增加了桥跨防撞箱8，如图8所示，桥跨防撞箱8包括上下两块长盖板51、左右两块长侧板52、前后两块长挡板53和缓冲材料54，上下两块长盖板51、左右两块长侧板52和前后两块长挡板53均可以采用超塑性钢质材料或高强塑料，也可以是两种材料的组合，缓冲材料54采用耐腐蚀蜂窝或防锈铝蜂窝，且其芯格轴线方向平行于水平面，桥跨防撞箱8的形状采用矩形或拱形，通过膨胀螺栓穿过后侧长挡板上的耳片55上的孔，将桥跨防撞箱8安装在桥跨结构6上，且箱体的底面与桥跨结构6下底面平齐，既对桥垮进行全面防护，又可以避免因降低桥洞高度而影响通航能力。桥跨防撞箱8通常在水平方向紧邻布置多个，加大防护能力。桥跨防撞箱8具有较好的自然环境适用性，使用过程中无特殊保养需求，维护成本低，拆装方便，对于高度较低的桥梁，可以有效地防护桥跨结构6。

本发明的工作原理是：导轨缓冲单元3对正面防撞箱2起导向作用，在承受冲击载荷时，正面防撞箱2和侧面防撞箱4内部的拱形缓冲材料24和矩形缓冲材料34能够发生较大的塑性变形，从而吸收冲击能量，正面防撞箱2和侧面防撞箱4内部设置贯通导线，连通至位于桥跨结构6上的撞击报警器7，当防撞箱受到冲击载荷发生塑性变形时，导线断开，撞击报警器7发出相应的声、光信号以便桥梁维修人员和船舶驾驶人员在事故后及时检查损毁情况，更换相应的部件。

本发明未详细描述内容为本领域技术人员公知技术。

Claims (10)

1.一种水路桥梁防撞装置，其特征在于：包括正面防撞箱(2)、导轨缓冲单元(3)和撞击报警器(7)，正面防撞箱(2)通过导轨缓冲单元(3)与桥墩(1)连接，正面防撞箱(2)沿竖直方向叠置于桥墩(1)的前后两面，正面防撞箱(2)与桥墩(1)之间保持一定距离，导轨缓冲单元(3)安装在桥墩(1)上。

2.一种水路桥梁防撞装置，其特征在于：包括正面防撞箱(2)、导轨缓冲单元(3)、侧面防撞箱(4)、连接件(5)和撞击报警器(7)，正面防撞箱(2)通过导轨缓冲单元(3)与桥墩(1)连接，正面防撞箱(2)沿竖直方向叠置于桥墩(1)的前后两面，侧面防撞箱(4)沿竖直方向叠置于桥墩(1)的两侧面，正面防撞箱(2)和侧面防撞箱(4)与桥墩(1)之间保持一定距离，正面防撞箱(2)与侧面防撞箱(4)通过连接件(5)固定连接，导轨缓冲单元(3)安装在桥墩(1)上。

3.根据权利要求1或2所述的一种水路桥梁防撞装置，其特征在于：所述正面防撞箱(2)包括上下两块盖板(21)、左右两块侧板(22)、前后两块蒙皮(23)和拱形缓冲材料(24)，正面防撞箱(2)的外表面采用防锈铝材料，上下两块盖板(21)、左右两块侧板(22)和前后两块蒙皮(23)通过加工过程中设置的预埋件与拱形缓冲材料(24)连接，实现对拱形缓冲材料(24)密封，每个正面防撞箱(2)沿竖直方向均设置有通孔。

4.根据权利要求1或2所述的一种水路桥梁防撞装置，其特征在于：所述正面防撞箱(2)的覆盖面积在竖直方向上随着深度增加而增大，正面防撞箱(2)的数量不局限于5个。

5.根据权利要求3所述的一种水路桥梁防撞装置，其特征在于：所述上下两块盖板(21)、左右两块侧板(22)和前后两块蒙皮(23)均采用超塑性钢质材料或高强塑料，或两种材料的组合，使得正面防撞箱(2)具有一定的浮力。

6.根据权利要求2所述的一种水路桥梁防撞装置，其特征在于：所述侧面防撞箱(4)包括上下两块方盖板(31)、左右两块方侧板(32)、前后两块方挡板(33)和矩形缓冲材料(34)，侧面防撞箱(4)的外表面采用防锈铝材料，上下两块方盖板(31)、左右两块方侧板(32)和前后两块方挡板(33)通过加工过程中设置的预埋件与矩形缓冲材料(34)连接，实现对矩形缓冲材料(34)密封。

7.根据权利要求2所述的一种水路桥梁防撞装置，其特征在于：所述侧面防撞箱(4)的数量不局限于5个。

8.根据权利要求6所述的一种水路桥梁防撞装置，其特征在于：所述上下两块方盖板(31)、左右两块方侧板(32)和前后两块方挡板(33)均采用超塑性钢质材料或高强塑料，或两种材料的组合，使得侧面防撞箱(4)具有一定的浮力。

9.根据权利要求3或6所述的一种水路桥梁防撞装置，其特征在于：所述拱形缓冲材料(24)和矩形缓冲材料(34)采用耐腐蚀蜂窝或防锈铝蜂窝，且其芯格轴线方向平行于水平面。

10.根据权利要求1或2所述的一种水路桥梁防撞装置，其特征在于：所述导轨缓冲单元(3)包括纤维增强塑料材质的外壳(41)和填充在外壳(41)内的耗能材料(42)，耗能材料(42)采用轻质木材、橡胶粒或橡胶轮胎，导轨缓冲单元(3)的数量不局限于3个。