CN106012978A - 增强型浮筒式复合材料防撞设施 - Google Patents

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Abstract

本发明属于防撞技术领域，一种增强型浮筒式复合材料防撞设施，由若干浮筒单元连接而成，所述浮筒单元包括中空圆桶状表层和加强筋，所述表层包括外层和内层以及设置在外层和内层之间的弹性体填充层，所述表层中空腔体内设置有加强筋。有益效果：本申请中浮筒结构形式为中空圆筒式，结构稳定，圆筒结构较矩形波浪力小，适用于波浪作用强和波向不定等恶劣波浪环境下；防撞结构的弹塑性变形能高，可以提高防撞块能量吸收，进一步保护桥墩。同时安装方便、维护简单、养护费用低。

Description

增强型浮筒式复合材料防撞设施
技术领域
本发明属于防撞技术领域，尤其涉及一种增强型浮筒式复合材料防撞设施。
背景技术
随着跨江的公路特大桥越建越多，以及大江航道等级的提高，大吨位的船只越来越多地进入了大江，加之建桥后的航道演变，这些跨大江桥梁被船撞的风险明显加大增。防撞装置的作用就是通过改变船舶的撞击方向或者减少船舶撞击力来降低对桥梁的损害，于此同时尽可能的减小对船舶和防撞装置造成的损害。
按照国际桥梁和结构工程协会对被动防撞设施的分类：1)防护板系统；2)支撑桩防护系统；3)系缆桩防护系统；4)人工岛或暗礁防护系统；5)浮动防护系统。浮式防护系统具有以下特点：1)工厂预制，水上安装；2)对航道净宽影响小；3)可随水位上下浮动，对水位变化影响小；4)后期维护费用小。
在近海条件下，风浪环境恶劣，且大吨位船舶通行较多。现有的浮筒式复合材料桥梁防撞结构在中小型吨位的船舶运行中可工作良好，但在恶劣天气条件或大吨位船舶运行下其自身结构形式有待改善，从而解决恶劣环境下增强自身强度问题，以防止防撞单元之间连接部分发生断裂导致防撞设施结构解体；现有防撞钢箱结构表面喷漆或钢箱表面再加复合材料作为防腐层，采用纯复合材料能够有效解决碰撞后防腐层破坏之后材料之间分层导致的耐腐问题，且修复困难。同时夜间航行条件下由于视线问题，易发生碰撞桥墩，未有任何安全标示。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术存在的浮筒式防撞设施自身强度不足的缺陷，提供一种增强型腹痛式复合材料防撞设施。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种增强型浮筒式复合材料防撞设施，由若干浮筒单元连接而成，所述浮筒单元包括中空圆桶状表层和加强筋，所述表层包括外层和内层以及设置在外层和内层之间的弹性体填充层，所述表层中空腔体内设置有加强筋。
进一步地，所述的浮筒单元靠近桥墩的一侧设置有背护块。背护块能够吸收防撞部分能力，同时防止波浪条件下浮筒与桥墩之间的磨损。
进一步地，所述的背护块为聚氨酯弹性体或橡胶材质，所述背护块与所述浮筒单元之间通过螺栓连接。
作为优选，为提高浮筒单元之间的连接强度，相邻两个所述浮筒单元之间通过法兰圈刚性连接。改善防撞设施整体强度，特别是筒式单元之间连接强度，提高防撞设施抗风浪性能，适用于恶劣风浪条件下桥梁防护。
进一步地，为进一步提高连接强度，所述的法兰圈与所述加强筋之间焊接连接，所述法兰圈边缘圆周上均匀设置有若干螺栓孔。
作为优选，相邻两个浮筒单元之间的法兰圈通过螺栓连接后采用玻璃钢材料封闭。能够有效防止连接处被腐蚀，提高使用寿命。
作为优选，所述表层外部涂覆有夜光油漆或设置有夜光标牌。将夜光油漆或夜光标牌作为安全标识，提示桥墩和防撞设备区域，用于夜间船舶航行安全警示。夜光安全标识无需附加电源，自吸收能量，施工简单，成本体，可无限次重复使用，安全系数100％。所使用夜光材料为稀土长效夜光粉属碱土铝酸盐型长余辉发光材料；要求吸收一般可见光照射，白天吸收可见光，在黑暗持续发光12个小时以上。
作为优选，所述的外层和内层均为玻璃钢材料。采用玻璃纤维为增强材料，以热固性树脂(聚酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂)为基体材料；较钢箱结构表面喷漆或钢箱表面再加复合材料作为防腐层，采用纯复合材料能够有效解决碰撞后防腐层破坏之后材料之间分层导致的耐腐问题，同时修复容易。增强材料优选无碱玻纤经编双轴向和多轴向布，克重要求850g/m2和1200g/m2；热固性树脂优选使用乙烯基酯树脂或环氧，具有耐腐蚀耐老化优良性能；可以在树脂中添加UV光稳定剂和有机抗老化组分，提高材料的耐老化性能。
作为优选，所述的弹性体填充层为聚氨酯硬泡材料。密度要求42kg/m3，平压强度0.1Mpa，剪切强度达到0.2Mpa，吸水率小于1.9℅。
进一步地，所述的加强筋由玻璃钢型材拼接或钢材焊接而成，所述加强筋预埋在表层中。预埋可采用真空导流工艺实现。同时可以在玻璃钢型材或钢骨架表面喷砂处理，在利用高压空气吹去表面灰尘，提高钢骨架与树脂粘结强度，加强筋在船舶撞击过程中具有一定的抗冲击性能和变形性能。
有益效果：本申请中浮筒结构形式为中空圆筒式，结构稳定，圆筒结构较矩形波浪力小，适用于波浪作用强和波向不定等恶劣波浪环境下；防撞结构的弹塑性变形能高，可以提高防撞块能量吸收，进一步保护桥墩。同时安装方便、维护简单、养护费用低。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明的防撞设施结构与桥墩安装结构示意图；
图2是浮筒单元结构示意图；
图3是浮筒与法兰圈连接结构示意图；
其中:1.桥墩，2.表层，21.外层，22.内层，3.加强筋，4.背护块，5.法兰圈。
具体实施方式
实施例
如图1所示，一种增强型浮筒式复合材料防撞设施由若干浮筒单元连接而成，所述浮筒单元包括中空圆桶状表层2和加强筋3，如图2和3所示，所述表层2包括外层21和内层22以及设置在外层21和内层22之间的弹性体填充层，所述表层2中空腔体内设置有加强筋3，所述外层21外部涂覆有夜光油漆或设置有夜光标牌；所述的浮筒单元靠近桥墩1的一侧设置有背护块4，具体地，所述的背护块4为聚氨酯弹性体或橡胶材质，所述背护块4与所述浮筒单元之间通过螺栓连接。
进一步地，如图3所示，相邻两个所述浮筒单元之间通过法兰圈5刚性连接，所述的法兰圈5与所述加强筋3之间焊接连接，所述法兰圈5边缘圆周上均匀设置有若干螺栓孔。相邻两个浮筒单元之间的法兰圈5通过螺栓连接后采用玻璃钢材料封闭。
本实施例中所述的外层21和内层22均为玻璃钢材料，所述的弹性体填充层为聚氨酯硬泡材料。所述的加强筋3由钢材焊接而成，所述加强筋3通过真空导流工艺预埋在表层2中，同时可以在玻璃钢型材或钢骨架表面喷砂处理，在利用高压空气吹去表面灰尘，提高钢骨架与树脂粘结强度。
应当理解，以上所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。由本发明的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种增强型浮筒式复合材料防撞设施，其特征在于：由若干浮筒单元连接而成，所述浮筒单元包括中空圆桶状表层(2)和加强筋(3)，所述表层(2)包括外层(21)和内层(22)以及设置在外层(21)和内层(22)之间的弹性体填充层，所述表层(2)中空腔体内设置有加强筋(3)。
2.根据权利要求1所述的增强型浮筒式复合材料防撞设施，其特征在于：所述的浮筒单元靠近桥墩(1)的一侧设置有背护块(4)。
3.根据权利要求2所述的增强型浮筒式复合材料防撞设施，其特征在于：所述的背护块(4)为聚氨酯弹性体或橡胶材质，所述背护块(4)与所述浮筒单元之间通过螺栓连接。
4.根据权利要求1所述的增强型浮筒式复合材料防撞设施，其特征在于：相邻两个所述浮筒单元之间通过法兰圈(5)刚性连接。
5.根据权利要求4所述的增强型浮筒式复合材料防撞设施，其特征在于：所述的法兰圈(5)与所述加强筋(3)之间焊接连接，所述法兰圈(5)边缘圆周上均匀设置有若干螺栓孔。
6.根据权利要求5所述的增强型浮筒式复合材料防撞设施，其特征在于：相邻两个浮筒单元之间的法兰圈(5)通过螺栓连接后采用玻璃钢材料封闭。
7.根据权利要求1所述的增强型浮筒式复合材料防撞设施，其特征在于：所述表层(2)外部涂覆有夜光油漆或设置有夜光标牌。
8.根据权利要求1所述的增强型浮筒式复合材料防撞设施，其特征在于：所述的外层(21)和内层(22)均为玻璃钢材料。
9.根据权利要求1所述的增强型浮筒式复合材料防撞设施，其特征在于：所述的弹性体填充层为聚氨酯硬泡材料。
10.根据权利要求1所述的增强型浮筒式复合材料防撞设施，其特征在于：所述的加强筋(3)由玻璃钢型材拼接或钢材焊接而成，所述加强筋(3)预埋在表层(2)中。
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