CN107761550B - 桥墩动态防撞装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种桥墩动态防撞装置，它包括围合在桥墩外侧套置若干浮力箱，以及捆绑在浮力箱外围并将浮力箱连为一体的钢丝绳或者钢带；所述浮力箱的外壳整体为弧形体，内部填充有吸能材料，所述外壳内表面设有若干滚动体，所述壳体的外侧弧形面设置有切线方向的桨叶安装槽，所述桨叶安装槽内通过销轴铰接的方式安装桨叶，所述桨叶可在贴合和展开状态之间动态转换。本发明中，无论是河水上涨还是下降，浮力箱始终有部分裸露在河面之上，对桥墩合适部位进行防护。浮力箱可以随着河道水面的变化沿着桥墩进行上下方位的自适应调节，解决了现有防护体系中防护措施不能进行高度调节的问题。
Description
技术领域
本发明涉及桥梁安全防护技术领域，尤其涉及一种适用于河道、水道桥梁安全技术领域中的桥梁防撞装置。
背景技术
由于经济和交通事业的蓬勃发展，在通航的航道上架设的桥梁越来越多，也越来越大，更有超长的跨海或连岛大桥的出现，使得原有的航道变小、变狭。所以全球的报纸或电视上，有关船舶撞击桥墩的事件时有发生和报道。一些小碰撞还可修复，一旦发生大碰撞其后果不堪设想，为使行船安全、桥梁不受损，人们采取了很多办法和设施来保护桥梁的安全。
为此，国内外单位积极研究各种防护措施，目前通常采用的防护措施包括以下几个方面：
护舷式防护结构
该类型使用缓冲材料在桥墩的四周构件弹性缓冲结构，将圆柱形、弓字形或者槽形的护舷材料安装在桥墩的周围，进行安全防护。当船舶撞击缓冲材料后，吸收撞击能量并改变船头方向，避免桥梁受到严重冲击。
绳索式防护结构
这种防护结构是，在桥墩上设置离桥墩侧表面2米左右的支撑，并在相邻的支撑之间使用钢丝网进行连接，利用钢丝绳的变形吸收撞击能量。
无论是护舷式防护结构，还是绳索式防护结构，都是以桥墩为承载作用点，都是静止的，不能根据河道水位的变化而变化。雨季，当河道水位上涨后，防护结构被淹没，不利于船员观察防护结构位置，容易造成误撞，产生安全隐患，干旱季节，存在过分裸露的情况，不够美观，且不能对船舷等容易发生撞击的部位进行有效的防护。
上述的桥墩安全防护措施都是静态的被动防护，人的视觉系统中，对静止的物体的敏感度较低，例如桥墩，不容易被关注，进而引起的撞击事件的发生，不能有效的提醒过往船只注意航行安全。本发明提供一种新型的可以随着河道水位自动调节高度的桥墩防撞装置，同时具备动态动作的能力，具备主动警示作用。
发明内容
为了解决现有技术的不足，本发明提供一种桥墩防撞装置，提供一种具有高度自动调节、自动适应河道水位的防撞装置，且具备动态提醒功能，提醒过往船只注意航行安全。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案为：
桥墩动态防撞装置，其特征在于，包括
围合在桥墩外侧套置若干浮力箱，相邻浮力箱之间进行扣合；
以及捆绑在浮力箱外围并将浮力箱连为一体的钢丝绳或者钢带；
所述浮力箱的外壳整体为弧形体，内部填充有吸能材料，所述外壳内表面设有若干滚动体，所述壳体的外侧弧形面设置有切线方向的桨叶安装槽，所述桨叶安装槽内通过销轴铰接的方式安装桨叶，所述桨叶可在贴合和展开状态之间动态转换。
进一步地，所述吸能材料为填充在外壳内部的多组z字形钢肋板。
进一步地，所述钢肋板的褶皱方式与需要防撞的方向一致。
进一步地，所述外壳上设置有灌水孔。
进一步地，在浮力箱外壳的外侧表面设置有上下两道捆绑凹槽。
进一步地，所述吸能材料为聚氨酯泡沫。
进一步地，所述桨叶为弧形体，通过上下两个销轴安装在桨叶安装槽内，桨叶可以绕着销轴进行转动。
进一步地，所述浮力箱外壳为注塑塑料箱或金属钢箱。
进一步地，所述滚动体为尼龙球。
进一步地，在浮力箱的顶部设置反光镜。
本发明的有益效果是：
本发明中，无论是河水上涨还是下降，浮力箱始终有部分裸露在河面之上，使得有效防护部分始终处于合理位置，对桥墩合适部位进行防护。浮力箱可以随着河道水面的变化沿着桥墩进行上下方位的自适应调节，解决了现有防护体系中防护措施不能进行高度调节的问题。可以更好的对桥梁进行安全防护，避免由于撞击造成的桥梁使用寿命下降的问题。
同时，浮力箱组成的浮力体系，在水流的作用下可以自行转动，转动过程中配合声光电进行警示，相对桥墩处形成动态警示，容易引起船员的注意，实现动态提醒的目的。
附图说明
图1为本发明的安装效果图。
图2为本发明的平面图。
图3为浮力箱的立体图(外侧视图)。
图4为图5中A处断面图。
图5为为浮力箱的立体图(内侧视图)。
图6为桨叶立体图。
图7为本发明在水流状态下的示意图(平面)。
图8为本发明在水流状态下的示意图(立面)。
图9为实施例二的示意图。
图中：000桥墩，001承台，
100浮力箱，110外壳，111滚球，112卡扣，113卡槽，114钢丝绳捆绑凹槽，120外壳盖板，121灌水孔，130桨叶安装槽，131销轴，
200钢肋板，
300钢丝绳，
400桨叶，
500反光镜。
具体实施方式
为便于公众和专家对于发明技术方案充分理解，现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。
如图1-5所示，一种桥梁防撞装置的实施例一，
桥墩000位于承台001之上，桥墩000上端支撑桥面(图3中省略之)，在桥墩000外侧套置若干浮力箱100，浮力箱100数量为八个，八个浮力箱的结构相同，以其中一个浮力箱的结构为例进行说明。参考图3至图5，浮力箱100水平断面为扇形，整体为弧形体，浮力箱采用复合材料制作，具体的结构如下：
浮力箱外壳110采用注塑材质，具有比较容易成型的优势，外壳110整体为弧形体，外壳110具有与圆柱形桥墩000相当的弧度，在外壳110的内表面四个角附近分别设置一个滚球安装槽(也可设计为多个)，并在滚球安装槽内安装滚球111一枚，滚球111优先采用具有防水防锈功能的尼龙圆球，滚球在安装槽内可以自由的转动。当外壳110内表面贴合在桥墩上时，滚球转动，使得浮力箱100与桥墩000之间形成滚动配合。八个浮力箱围合在桥墩的外围，形成防护。由于浮力箱具有漂浮的能力，且可以随着水位的升降进行升降，所以可以形成动态的升降，使得对于桥墩的防护处于最佳高度。
上述的浮力箱外壳也可采用金属焊接，不锈钢焊接钢箱结构，需要较好的焊接技术，保证长期密封不渗水。这种技术也比较成熟，例如，现有技术中的汽车油箱焊接技术。
在外壳100的内部填充有z字形的多股钢肋板200，也可以进行镂空处理，钢肋板采用厚度为1到2毫米的钢板折弯形成，并填充在外壳内部的空间中，作用为通过变形吸收撞击能量，保护桥墩。优先的方式，钢肋板200的褶皱方式与需要防撞的方向基本一致，保证最佳的抗撞击效果，当撞击发生时，会通过撞击过程中钢肋板的变形吸收大部分的撞击能量。
封装顺序为，将钢肋板填充在外壳110中，并进行外壳盖板120的封装，封装采用热熔融焊接。形成焊缝，热熔焊接后，外壳长期(10年服役期)不会发生渗漏水。预先设置在外壳盖板120上设置有灌水孔121，用于向内部灌水，并在灌水孔处设置盖子。
在浮力箱外壳110两侧设置有配合使用的卡扣112和卡槽113，安装后在相邻的两个浮力箱之间形成卡扣配合。在浮力箱外壳的外侧表面设置有上下两道钢丝绳捆绑凹槽114，用来捆绑钢丝绳。钢丝绳300设计为两道，捆绑后，八个浮力箱形成一个完整的圆环状。
也可以将上述的钢肋板200更换为其他的耗能材料，例如耗能材料选用聚氨酯泡沫进行填充外壳内部空间，使得内部充满聚氨酯泡沫。
在浮力箱100的外侧弧形面位置设置有切线方向的桨叶安装槽130，桨叶安装槽在断面结构上为近似三角形结构，在桨叶安装槽内通过销轴铰接的方式安装一个桨叶，参考图6，该桨叶400为弧形体，通过上下两个销轴131安装在桨叶安装槽内，桨叶可以绕着销轴131进行转动，桨叶具有两个存在形态，第一个形态是，桨叶完全贴合在桨叶安装槽内，第二种形态是，桨叶400展开，且自浮力箱外表面再开，形成扰动桨叶，两种形态参考图2。
在浮力箱的上下两端通过两条钢丝绳300或者钢带，对八个浮力箱100进行捆扎，形成一体，使得八个浮力箱紧紧的抱在桥墩的外围，形成一个防护主体。
参考图8，安装后，通过控制浮力箱100内灌水的数量可以控制浮力箱的吃水深度，更为重要的是，本浮力箱可以根据河道中水面的高低实现自动调节，无需人员干预，所以具有高度调节功能的浮力箱可以更好的对桥墩进行安全防护。
具体安装及运行方法如下：首先将八个浮力箱100围合在桥墩000的外围，并使用两个钢丝绳300或者钢带通过捆扎的形式将八个浮力箱捆扎，形成一体。在河流流水静止的情况下，桨叶400处于静止状态。当河水流动时，在水流的带动下，桨叶400在迎水侧展开，在水流的驱动下，八个浮力箱开始绕桥墩缓慢转动，处于背水侧的桨叶则合拢并贴合在桨叶安装槽内，处于收拢状态，参考图7和图8，在水流的驱动下八个浮力箱组成的漂浮体为动态状态，动态状态可有效的引起船员的注意，避免撞船事故的发生。相对于静态的被动安全防护，本发明为可以动态显示桥墩的位置，并梯形过往船只注意航行安全，提高安全航行系数。
同时，动态的转动，当船只靠近并撞上浮力箱的瞬间，可以改变船只的航向，分解船只与桥墩的正向力，降低撞击强度。
实施例二，如图9所示，
与实施一的区别在于：在浮力箱的顶部设置一个可以转动的反光镜500，反光镜优先设计为多面棱镜，用来反射船舶的航行灯，例如，选用汽车尾灯的反光镜技术原理进行制作。该反光镜的存在可以进一步地梯形过往船只注意航行安全。
实施例三，
在其中一个浮力箱上设置有警报灯、蓄电池、充电电路和微型发电机，微型发电机的动力来自于跑轮，其中，跑轮设置在浮力箱的内侧面处，且与桥墩进行配合，当浮力箱沿着桥墩转动时，跑轮可以转动，并带动微型发电机发电，给警报灯充电。
上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域相关技术人员对本发明的各种变形和改进，均应扩如本发明权利要求书所确定的保护范围内。
Claims (10)
1.桥墩动态防撞装置，用于圆柱形桥墩防撞，其特征在于，包括
围合在桥墩外侧套置若干浮力箱，相邻浮力箱之间进行扣合；
以及捆绑在浮力箱外围并将浮力箱连为一体的钢丝绳或者钢带；
所述浮力箱的外壳整体为弧形体，内部填充有吸能材料，所述外壳内表面设有若干滚动体，所述外壳的外侧弧形面设置有切线方向的桨叶安装槽，所述桨叶安装槽内通过销轴铰接的方式安装桨叶，在水流推力作用下，所述桨叶在贴合和展开状态之间动态转换，即：
在水流的带动下，桨叶在迎水侧展开，在水流的驱动下，八个浮力箱开始绕桥墩缓慢转动，处于背水侧的桨叶则合拢并贴合在桨叶安装槽内，处于收拢状态。
2.根据权利要求1所述的桥墩动态防撞装置，其特征在于，所述吸能材料为填充在外壳内部的多组z字形钢肋板。
3.根据权利要求2所述的桥墩动态防撞装置，其特征在于，所述钢肋板的褶皱方式与需要防撞的方向一致。
4.根据权利要求1所述的桥墩动态防撞装置，其特征在于，所述外壳上设置有灌水孔。
5.根据权利要求1所述的桥墩动态防撞装置，其特征在于，在浮力箱外壳的外侧表面设置有上下两道捆绑凹槽。
6.根据权利要求1所述的桥墩动态防撞装置，其特征在于，所述吸能材料为聚氨酯泡沫。
7.根据权利要求1所述的桥墩动态防撞装置，其特征在于，所述桨叶为弧形体，通过上下两个销轴安装在桨叶安装槽内，桨叶绕着销轴进行转动。
8.根据权利要求1所述的桥墩动态防撞装置，其特征在于，所述浮力箱外壳为注塑塑料箱或金属钢箱。
9.根据权利要求1所述的桥墩动态防撞装置，其特征在于，所述滚动体为尼龙球。
10.根据权利要求1所述的桥墩动态防撞装置，其特征在于，在浮力箱的顶部设置反光镜。
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