CN105839568B - 一种桥墩主动迎撞装置及防撞方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及桥梁安全防护技术领域，具体涉及一种桥墩主动迎撞装置及防撞方法。该装置包括防撞板，防撞板上连接有可折叠装置，相邻的防撞板通过该可折叠装置连接，防撞板与桥墩之间设置有电磁伸缩装置，电磁伸缩装置的一端与桥墩连接，另一端与防撞板连接，电磁伸缩装置伸长后用于防撞板与桥墩之间的缓冲，电磁伸缩装置上连接有控制系统，控制系统用于实时采集过往车辆的位置数据和尺寸数据，并根据所采集的数据控制电磁伸缩装置4是否伸长。利用磁铁同性相斥的原理，使相撞事故发生前桥墩能做好迎撞准备，事故发生时能缓冲车辆撞击，有效的保护桥墩安全。

Description

一种桥墩主动迎撞装置及防撞方法

【技术领域】

本发明涉及桥梁安全防护技术领域，具体涉及一种桥墩主动迎撞装置及防撞方法。

【背景技术】

随着陆路交通运输业蓬勃发展，城市立交桥和高速铁路线的需求量也越来越大，跨线桥梁日益增多。随之而来的是车桥相撞事故也大量增加，造成了严重的直接和间接的损失。因此，对桥墩抗撞装置的研究具有重要的现实意义，已引起各有关部门和相关研究人员的广泛重视。

虽然桥墩防撞装置的研究已有很大进展，但大多是针对水路桥梁设计的，相对来说陆路桥梁防撞装置研究不多。且陆路桥梁的空间相对有限，不宜直接采取水路桥梁桥墩防撞装置。而现有的一些陆路桥梁桥墩防撞装置，如加大桥墩结构尺寸，或把墩柱底部灌注成一个大体积混凝土实体块，或者采用钢管围栏等保护方式，都需占据较大的空间，进一步压缩了桥下有限的空间，不利于安全行车。

【发明内容】

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种桥墩主动迎撞装置即防撞方法，该装置不过多占据桥下有限的空间，当有车辆撞击桥墩的危险时主动打开迎撞装置，能够智能化地给桥墩提供保护。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种桥墩主动迎撞装置，包括围绕桥墩1设置且相互连接的防撞板2，防撞板2上连接有可折叠装置，相邻的防撞板2通过该可折叠装置连接，防撞板2与桥墩1之间设置有电磁伸缩装置4，电磁伸缩装置4的一端与桥墩1连接，另一端与防撞板2连接，电磁伸缩装置4伸长后用于防撞板2与桥墩1之间的缓冲，电磁伸缩装置4上连接有控制系统5，控制系统5用于实时采集过往车辆的位置数据和尺寸数据，并根据所采集的数据控制电磁伸缩装置4是否伸长。

所述的可折叠装置包括连接板3，连接板3与防撞板2铰接，相邻的防撞板2连接处的连接板3铰接。

所述的电磁伸缩装置4包括固定壳体43，电磁伸缩装置4通过固定壳体43与桥墩1固定连接，固定壳体43的内腔设置有顶杆41，顶杆41的自由端延伸出固定壳体43的自由端，且顶杆41的自由端设置有顶板46，电磁伸缩装置4通过顶板46与防撞板2连接；顶杆41另一端的端部设置有永磁铁44，在所述的固定壳体43的内腔中，与永磁铁44相对的位置设有电磁铁45，电磁铁45与所述的控制系统5连接。

所述的顶杆41上套设有导向环42，导向环42与固定壳体43的自由端连接。

所述的控制系统5包括数据采集装置51，数据采集装置51用于实时采集过往车辆的位置数据和尺寸数据，数据采集装置51上连接有数据处理装置52，数据处理装置52与所述的电磁伸缩装置4连接。

所述的控制系统5设置四个，并分别固定在桥墩1的四个不同方位上，在所述四个不同方位上均设置一个防撞板2。

一种桥墩防撞方法，在未发生碰撞时，控制系统5控制电磁收缩装置4处于收缩状态，可折叠装置处于折叠状态，同时，控制系统5实时采集过往车辆的位置数据和尺寸数据，控制系统5根据采集的数据判断车辆撞击桥墩的可能性；当控制系统5判断车辆不会撞击桥墩时，则继续实时进行数据采集；当判断车辆会撞击桥墩时，控制系统5控制电磁收缩装置4伸长，电磁收缩装置4推动防撞板2向外移动，防撞板2的移动使可折叠装置打开，使整个迎撞装置做好主动迎撞准备。

在未发生碰撞时，控制系统5控制电磁收缩装置4上的电磁铁45与永磁铁44的磁极方向相同，即电磁铁45与永磁铁44相互吸引。

当控制系统5判断车辆会撞击桥墩时，控制系统5控制电磁收缩装置4上的电磁铁45与永磁铁44的磁极方向相反，即电磁铁45与永磁铁44相互排斥。

当碰撞处理完成后，控制系统5控制电磁收缩装置4收缩，防撞板2与可折叠装置复位，以待下次迎撞。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明的桥墩主动迎撞装置在正常无危险时，通过控制系统控制电磁伸缩装置处于收缩状态，电磁收缩装置的收缩使得可折叠装置处于折叠状态，进而使整个迎撞装置处于收缩状态，因此，不占据过多桥下的有限空间，不影响交通；当控制系统通过实时采集过往车辆的位置数据和尺寸数据判断车辆会撞击桥墩时，控制系统控制电磁伸缩装置伸长，电磁伸缩装置推动防撞板向撞击方向迅速移动，同时可折叠装置展开，准备主动迎接车辆的撞击，在撞击过程中，电磁伸缩装置通过克服磁场之间排斥力能够大量吸收车辆撞击的动能，产生有效的缓冲作用，保护桥墩不受伤害的同时能减小车辆和人员所受伤害，实现智能化和人性化。

进一步的，本发明通过在桥墩的四个不同方位上均设置一个控制系统，能够使本发明对来自不同方位的撞击均能够进行探测并做好主动迎撞的准备。

进一步的，当碰撞处理完成后，还能够控制系统控制电磁收缩装置收缩，防撞板与可折叠装置复位，以待下次迎撞，使得本发明的装置利用次数增加，节约成本。

【附图说明】

图1为本发明的桥墩主动迎撞装置处于收缩状态时的横截面示意图；

图2为本发明的桥墩主动迎撞装置处于展开状态时的横截面示意图；

图3为本发明的防撞板与连接板连接方式的结构示意图；

图4为本发明的电磁伸缩装置的结构示意图；

图5为本发明的电磁伸缩装置及控制系统布置示意图。

其中：1-桥墩，2-防撞板，3-连接板，4-电磁伸缩装置，5-控制系统，6-轴件，7-合页，41-顶杆，42-导向环，43-固定壳体，44-永磁铁，45-电磁铁，46顶板，51-数据采集装置，52-数据处理装置。

【具体实施方式】

下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意的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。在各个附图中，相同的构件采用类似的附图标记来表示，本发明装置的具体尺寸可以根据具体实施工程拟定。

如图1～图5所示，本发明提供了一种桥墩主动迎撞装置，包括防撞板2，连接板3，电磁伸缩装置4，控制系统5，轴件6，合页7。防撞板2通过电磁伸缩装置4与桥墩1连接，各单块防撞板2通过连接板3连成整体，相邻的防撞板2连接处的连接板3之间通过合页7互相铰接，连接板3与防撞板2之间通过可以自由转动的轴件6铰接。电磁伸缩装置4包括固定壳体43，电磁伸缩装置4通过固定壳体43与桥墩1固定连接，固定壳体43的内腔设置有顶杆41，顶杆41的自由端延伸出固定壳体43的自由端，且顶杆41的自由端设置有顶板46，电磁伸缩装置4通过顶板46与防撞板2连接；顶杆41另一端的端部设置有永磁铁44，在所述的固定壳体43的内腔中，与永磁铁44相对的位置设有电磁铁45，电磁铁45与所述的控制系统5连接。控制系统5共有4个，分别固定在墩身4个方向，包括相互连接的数据采集装置51和数据处理装置52，数据处理装置52与电磁铁45连接；数据处理装置52能够发布指令给电磁铁45通电，在通电状态下，电磁铁45与永磁铁44磁极方向相反。

本发明的防撞板2为钢板、橡胶板或复合材料防撞板中的一种；连接板3与防撞板2为同种材质。

本发明的数据采集装置51实时采集过往车辆的位置数据和尺寸数据并传递给数据处理装置52，数据处理装置52实时处理所得到的数据，根据车辆过去和现在的运动状态预测车辆未来的运动状态，从而估算出车辆撞击桥墩的可能性，如果车辆撞击桥墩的可能性值小于预设的值时，则继续实时采集并处理新的数据，如果车辆撞击桥墩的可能性值大于或等于预设的值时，则数据处理装置52将发布指令控制电磁铁45通电，电磁铁45与永磁铁44的磁极方向相反，推动顶杆41向外移动，从而展开防撞板2，做好主动迎撞的准备。

基于本发明的桥墩主动迎撞装置的一种桥墩防撞方法，在未发生碰撞时，控制系统5控制电磁收缩装置4处于收缩状态，可折叠装置处于折叠状态，同时，控制系统5实时采集过往车辆的位置数据和尺寸数据，控制系统5根据采集的数据判断车辆撞击桥墩的可能性；当控制系统5判断车辆不会撞击桥墩时，则继续实时进行数据采集；当判断车辆会撞击桥墩时，控制系统5控制电磁收缩装置4伸长，电磁收缩装置4推动防撞板2向外移动，防撞板2的移动使可折叠装置打开，使整个迎撞装置做好主动迎撞准备。

在未发生碰撞时，控制系统5控制电磁收缩装置4上的电磁铁45与永磁铁44的磁极方向相同，即电磁铁45与永磁铁44相互吸引。

当控制系统5判断车辆会撞击桥墩时，控制系统5控制电磁收缩装置4上的电磁铁45与永磁铁44的磁极方向相反，即电磁铁45与永磁铁44相互排斥。

当碰撞处理完成后，控制系统5控制电磁收缩装置4收缩，防撞板2与可折叠装置复位，以待下次迎撞，使得本发明的装置利用次数增加，节约成本。

本发明的有益效果是：正常无危险时该防撞装置处于收缩状态，不占据过多桥下的有限空间，不影响交通，当数据处理装置根据数据采集装置传来的数据分析车辆与桥墩的相对速度和直线距离达到危险程度时，判断车辆可能撞击桥墩时，便迅速发布指令给电磁铁通电使整个防撞装置展开，主动迎接车辆的撞击，且碰撞时克服磁场之间排斥力能够大量吸收车辆撞击的动能，产生有效的缓冲作用，保护桥墩不受伤害的同时能减小车辆和人员所受伤害，实现智能化和人性化。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，本领域相关技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改或变形都视为对本发明的等同替换，仍在本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种桥墩主动迎撞装置，其特征在于，包括围绕桥墩(1)设置且相互连接的防撞板(2)，防撞板(2)上连接有可折叠装置，相邻的防撞板(2)通过该可折叠装置连接，防撞板(2)与桥墩(1)之间设置有电磁伸缩装置(4)，电磁伸缩装置(4)的一端与桥墩(1)连接，另一端与防撞板(2)连接，电磁伸缩装置(4)伸长后用于防撞板(2)与桥墩(1)之间的缓冲，电磁伸缩装置(4)上连接有控制系统(5)，控制系统(5)用于实时采集过往车辆的位置数据和尺寸数据，并根据所采集的数据控制电磁伸缩装置(4)是否伸长。

2.根据权利要求1所述的一种桥墩主动迎撞装置，其特征在于，所述的可折叠装置包括连接板(3)，连接板(3)与防撞板(2)铰接，相邻的防撞板(2)连接处的连接板(3)铰接，所述的控制系统(5)包括数据采集装置(51)，数据采集装置(51)用于实时采集过往车辆的位置数据和尺寸数据，数据采集装置(51)上连接有数据处理装置(52)，数据处理装置(52)与所述的电磁伸缩装置(4)连接。

3.根据权利要求1所述的一种桥墩主动迎撞装置，其特征在于，所述的电磁伸缩装置(4)包括固定壳体(43)，电磁伸缩装置(4)通过固定壳体(43)与桥墩(1)固定连接，固定壳体(43)的内腔设置有顶杆(41)，顶杆(41)的自由端延伸出固定壳体(43)的自由端，且顶杆(41)的自由端设置有顶板(46)，电磁伸缩装置(4)通过顶板(46)与防撞板(2)连接；顶杆(41)另一端的端部设置有永磁铁(44)，在所述的固定壳体(43)的内腔中，与永磁铁(44)相对的位置设有电磁铁(45)，电磁铁(45)与所述的控制系统(5)连接。

4.根据权利要求3所述的一种桥墩主动迎撞装置，其特征在于，所述的顶杆(41)上套设有导向环(42)，导向环(42)与固定壳体(43)的自由端连接。

5.根据权利要求1所述的一种桥墩主动迎撞装置，其特征在于，所述的控制系统(5)设置四个，并分别固定在桥墩(1)的四个不同方位上，在所述四个不同方位上均设置一个防撞板(2)。

6.一种基于权利要求1所述桥墩主动迎撞装置的桥墩防撞方法，其特征在于，在未发生碰撞时，控制系统(5)控制电磁收缩装置(4)处于收缩状态，可折叠装置处于折叠状态，同时，控制系统(5)实时采集过往车辆的位置数据和尺寸数据，控制系统(5)根据采集的数据判断车辆撞击桥墩的可能性；当控制系统(5)判断车辆不会撞击桥墩时，则继续实时进行数据采集；当判断车辆会撞击桥墩时，控制系统(5)控制电磁收缩装置(4)伸长，电磁收缩装置(4)推动防撞板(2)向外移动，防撞板(2)的移动使可折叠装置打开，使整个迎撞装置做好主动迎撞准备。

7.根据权利要求6所述的一种桥墩防撞方法，其特征在于，在未发生碰撞时，控制系统(5)控制电磁收缩装置(4)上的电磁铁(45)与永磁铁(44)的磁极方向相同，即电磁铁(45)与永磁铁(44)相互吸引。

8.根据权利要求6所述的一种桥墩防撞方法，其特征在于，当控制系统(5)判断车辆会撞击桥墩时，控制系统(5)控制电磁收缩装置(4)上的电磁铁(45)与永磁铁(44)的磁极方向相反，即电磁铁(45)与永磁铁(44)相互排斥。

9.根据权利要求6所述的一种桥墩防撞方法，其特征在于，当碰撞处理完成后，控制系统(5)控制电磁收缩装置(4)收缩，防撞板(2)与可折叠装置复位，以待下次迎撞。