CN108221868B - 钢-竹三明治板漂浮式桥墩防撞装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钢‑竹三明治板漂浮式桥墩防撞装置,包括环绕桥墩设置的架体,所述架体两侧具有相对设置的第一高耐碱玻璃纤维布层和第二高耐碱玻璃纤维布层,所述第一高耐碱玻璃纤维布层或第二高耐碱玻璃纤维布层面向桥墩设置,所述架体内部填充有轻质填充体,所述轻质填充体至少用以使所述桥墩防撞装置能够漂浮于水体中,以及所述架体内部还设置有金属阻尼器。本发明提供的钢‑竹三明治板漂浮式桥墩防撞装置,密度远小于海水密度,能浮在海面上,且易于切割加工,且能现场拼装,能根据桥墩尺寸和形状灵活地组装成满足需要的结构形式,后期损坏后也可局部更换维修。
Description
技术领域
本发明特别涉及一种钢-竹三明治板漂浮式桥墩防撞装置,属于防撞桥墩技术领域。
背景技术
我国海峡与河流众多,随着经济实力和国民出行需求的不断增长,新建了一大批跨河、跨江甚至跨海大桥,正逐步由桥梁大国向桥梁强国迈进,但桥梁面临的船舶撞击的风险也日趋严峻,随着我国造船技术的日益提升,船舶的吨位与尺寸也逐步趋于大型化,由此带来的船舶撞击桥梁的概率和后果也在加大,此类事故轻则造成船舶和桥梁受损,重则造成船沉桥塌的严重后果。因此,有必要在桥墩周围安装防撞保护装置。
传统的防撞保护装置有混凝土箱和钢套箱等,这些防撞装置虽然在一定程度上起到缓解冲击,保护桥墩和船只的作用,但也大都存在局限性,或是耐腐蚀性能差,或是自重大,吊装困难,且不具备漂浮性能,或是造价高、保养费用高、维修费用高的“三高”问题。因此,轻量化、高耐久、低成本成为桥梁防撞装置的发展方向。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种钢-竹三明治板漂浮式桥墩防撞装置,以克服现有技术的不足。
为实现前述发明目的,本发明采用的技术方案包括:
本发明实施例提供了一种钢-竹三明治板漂浮式桥墩防撞装置,包括环绕桥墩设置的架体,所述架体两侧具有相对设置的第一高耐碱玻璃纤维布层和第二高耐碱玻璃纤维布层,所述第一高耐碱玻璃纤维布层或第二高耐碱玻璃纤维布层面向桥墩设置,所述架体内部填充有轻质填充体,所述轻质填充体至少用以使所述桥墩防撞装置能够漂浮于水体中,以及所述架体内部还设置有金属阻尼器,
所述架体包括复数个架体单元,复数个架体单元之间固定连接形成所述架体,每一架体单元均包括相对设置的第一面体和第二面体,所述第一面体与第二面体固定连接,且在所述第一面体与第二面体之间具有一腔体,所述腔体内固定设置有金属阻尼器,以及所述腔体内填充有轻质填充体,
防撞装置设置为正方形,每一个侧边分别设置有两个X型阻尼器和一个椭圆形阻尼器,该椭圆形阻尼器的长边面向桥墩,该椭圆形阻尼器长边方向两个弧形的头部延伸至两个X型阻尼器的V形槽内。
进一步的,所述金属阻尼器与第一面体和/或第二面体固定连接。
进一步的,所述金属阻尼器嵌设于所述轻质填充体内。
优选的,所述第一面体和/或第二面体为竹胶板。
优选的,相邻两个所述架体单元榫接。
具体的,相邻两个所述架体单元的第一面体和/或第二面体对应榫接。
进一步的,所述第一面体表面固定设置有第一高耐碱玻璃纤维布层,所述第二面体表面固定设置有第二高耐碱玻璃纤维布层。
优选的,所述第一高耐碱玻璃纤维布层至少以热压贴合的方式固定设置于所述第一面体表面,所述第二高耐碱玻璃纤维布层至少以热压贴合的方式固定设置于所述第二面体表面。
优选的,所述高耐碱玻璃纤维布层包括8-20层高耐碱玻璃纤维布。
优选的,所述轻质填充体选自轻质塑料泡沫体,所述轻质塑料泡沫体的密度为0.045-0.1g/cm3,所述轻质塑料泡沫体的压缩强度为0.15-0.62N/mm2。
与现有技术相比,本发明的优点包括:本发明提供的钢-竹三明治板漂浮式桥墩防撞装置,密度远小于海水密度,能浮在海面上,且易于切割加工,且能现场拼装,能根据桥墩尺寸和形状灵活地组装成满足需要的结构形式,后期损坏后也可局部更换维修;
充分发挥材料各自性能优势,玻璃纤维具有良好的抗拉性能,而竹胶板具有良好的抗压和抗剪性能,金属阻尼器和轻质塑料泡沫体可吸收船只撞击引起的振动和能量缓解冲击作用;三明治板受撞击后,表层的玻璃纤维布抗弯,芯层竹胶板抗压和抗剪,充分发挥了材料的力学性能优势;
表层的耐碱玻璃纤维布经过耐碱处理和树脂封装后具有良好的耐久性,避免了海水的腐蚀,提高装置的寿命;
腔体内填充的轻质塑料泡沫体不但能撞击引起的振动和能量,即使出现表层结构破坏,装置进水后泡沫体仍能保证结构浮于海面上。
附图说明
图1是本发明一典型实施案例中钢-竹三明治板漂浮式桥墩防撞装置的结构示意图;
图2是本发明一典型实施案例中钢-竹三明治板漂浮式桥墩防撞装置的俯视图;
图3是本发明一典型实施案例中金属阻尼器的一种结构示意图;
图4是本发明一典型实施案例中金属阻尼器的又一种结构示意图;
图5是本发明一典型实施案例中金属阻尼器的又一种结构示意图;
附图标记说明:1-竹胶板;2-榫接接头;3-金属阻尼器;4-轻质塑料泡沫体;5-高耐碱玻璃纤维布层。
具体实施方式
鉴于现有技术中的不足,本案发明人经长期研究和大量实践,得以提出本发明的技术方案。如下将对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。
本发明实施例提供了一种钢-竹三明治板漂浮式桥墩防撞装置,包括环绕桥墩设置的架体,所述架体两侧具有相对设置的第一高耐碱玻璃纤维布层和第二高耐碱玻璃纤维布层,所述第一高耐碱玻璃纤维布层或第二高耐碱玻璃纤维布层面向桥墩设置,所述架体内部填充有轻质填充体,所述轻质填充体至少用以使所述桥墩防撞装置能够漂浮于水体中,以及所述架体内部还设置有金属阻尼器。
在一些较为具体的实施方案中,所述架体包括复数个架体单元,复数个架体单元之间固定连接形成所述架体,每一架体单元均包括相对设置的第一面体和第二面体,所述第一面体与第二面体固定连接,且在所述第一面体与第二面体之间具有一腔体,所述腔体内固定设置有金属阻尼器,以及所述腔体内填充有轻质填充体。
进一步的,所述金属阻尼器与第一面体和/或第二面体固定连接。
进一步的,所述金属阻尼器嵌设于所述轻质填充体内。
优选的,所述金属阻尼器的形状为X形、U形或椭圆形,但不限于此。
优选的,所述第一面体和/或第二面体为竹胶板。
优选的,相邻两个所述架体单元榫接。
具体的,相邻两个所述架体单元的第一面体和/或第二面体对应榫接。
进一步的,所述第一面体表面固定设置有第一高耐碱玻璃纤维布层,所述第二面体表面固定设置有第二高耐碱玻璃纤维布层。
优选的,所述第一高耐碱玻璃纤维布层至少以热压贴合的方式固定设置于所述第一面体表面,所述第二高耐碱玻璃纤维布层至少以热压贴合的方式固定设置于所述第二面体表面。
优选的,所述高耐碱玻璃纤维布层包括8-20层高耐碱玻璃纤维布。
优选的,所述轻质填充体选自轻质塑料泡沫体,所述轻质塑料泡沫体的密度为0.045-0.1g/cm3,所述轻质塑料泡沫体的压缩强度为0.15-0.62N/mm2。
优选的,所述桥墩防撞装置的横截面为环状结构,所述桥墩防撞装置的横截面形状为正多边形、矩形或圆形。
如下将结合附图对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。
请参阅图1和图2,一种钢-竹三明治板漂浮式桥墩防撞装置,包括环绕桥墩设置的架体,所述架体包括复数个架体单元,复数个架体单元之间固定连接形成所述架体,每个架体单元可以是钢-竹三明治板结构,例如每一架体单元均包括相对设置的两个竹胶板1,两个竹胶板之间固定连接(两个竹胶板可以一体设置),在两个竹胶板之间具有一腔体,腔体内固定设置有一个以上的金属阻尼器3,金属阻尼器3的两端分别与两个竹胶板的内壁1固定连接,腔体内的其余空隙填充轻质塑料泡沫体4,相邻两个架体单元之间榫接(即每个竹胶板的两端具有卯榫结构,相邻两个架体单元的竹胶板之间可以榫接,并且可以在榫接接头2处使用树脂胶粘结加强连接),在两个竹胶板相背对的两个面均固定设置有高耐碱玻璃纤维布层5,高耐碱玻璃纤维布层至少以热压贴合的方式(热压温度50-80℃,压力0.9-1.3N/mm2)与竹胶板固定连接,高耐碱玻璃纤维布层5包括8-20层高耐碱玻璃纤维布。复数个架体单元之间相互连接环绕桥墩设置,任一高耐碱玻璃纤维布层5面向桥墩设置。
具体的,钢-竹三明治板漂浮式桥墩防撞装置呈环状结构,其横截面形状为正多边形、矩形或圆形等规则或不规则形状,具体形状和结构也可以根据桥墩的具体形状和结构具体设置,所述钢-竹三明治板漂浮式桥墩防撞装置与桥墩固定连接。
具体的,金属阻尼器的形状可以是“X”形、“U”形和椭圆形等;轻质塑料泡沫体可以是聚氨酯泡沫、聚苯乙烯泡沫或酚醛泡沫中的任意一种或两种以上的组合,轻质塑料泡沫体的密度为0.045-0.1g/cm3,压缩强度为0.15-0.62N/mm2。
所述第一面体与第二面体固定连接,且在所述第一面体与第二面体之间具有一腔体,所述腔体内固定设置有金属阻尼器,以及所述腔体内填充有轻质填充体。
其中,竹胶板的参数可以参照表1所示,
表1,竹胶板的参数
高耐碱玻璃纤维布的各项参数可以参照表2所示,
表2,高耐碱玻璃纤维布的参数
按照上述结构提供钢-竹三明治板漂浮式桥墩防撞装置,将竹胶板按照要求切割,在竹胶板架体的腔体内安放金属阻尼器,并通过树脂胶粘剂与竹胶板固定连接,在竹胶板架体的腔体内的其余空隙中填充轻质塑料泡沫体,涂布树脂胶粘剂并以热压方式将高耐碱玻璃纤维布一层一层地贴合于竹胶板表面,从而形成钢-竹三明治板架体单元,根据桥墩尺寸和形状,将钢-竹三明治板架体单元拼装成满足要求的完整防撞装置,最后与桥梁固定,并测试其性能,结果如表3所示,
表3,实施例1-3中的钢-竹三明治板漂浮式桥墩防撞装置的性能测试结果
其中,实施例4中,“X-椭圆”混合型金属阻尼器结构,具体是指相邻两个X型阻尼器之间设置一个椭圆形的阻尼器,本实施例中,防撞装置设置为正方形,每一个侧边分别设置有两个X型阻尼器和一个椭圆形阻尼器,该椭圆形阻尼器的长边面向桥墩,该椭圆形阻尼器长边方向两个弧形的头部延伸至两个X型阻尼器的V形槽内。
本实施例中,在发生撞击时,X型阻尼器在变形至一定位置时作用在椭圆形阻尼器头部的弧形表面,由于椭圆形阻尼器头部变形量小,可以对X型阻尼器起到一定的支撑作用,组合后明显提高其防撞性能。
另外,从上表可以明显看出,X型阻尼器与椭圆形阻尼器组合后,综合性能得到了明显的提升,其效果是非显而易见的。需要说明的是,实施例1-3中,每一侧阻尼器的数量均设置为3个。
与现有技术相比,本发明提供的钢-竹三明治板漂浮式桥墩防撞装置,密度远小于海水密度,能浮在海面上,且易于切割加工,且能现场拼装,能根据桥墩尺寸和形状灵活地组装成满足需要的结构形式,后期损坏后也可局部更换维修;
充分发挥材料各自性能优势,玻璃纤维具有良好的抗拉性能,而竹胶板具有良好的抗压和抗剪性能,金属阻尼器和轻质塑料泡沫体可吸收船只撞击引起的振动和能量缓解冲击作用;三明治板受撞击后,表层的玻璃纤维布抗弯,芯层竹胶板抗压和抗剪,充分发挥了材料的力学性能优势;
表层的耐碱玻璃纤维布经过耐碱处理和树脂封装后具有良好的耐久性,避免了海水的腐蚀,提高装置的寿命;
腔体内填充的轻质塑料泡沫体不但能撞击引起的振动和能量,即使出现表层结构破坏,装置进水后泡沫体仍能保证结构浮于海面上。
应当理解,上述实施例仅为说明本发明的技术构思及特点,其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施,并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种钢-竹三明治板漂浮式桥墩防撞装置,其特征在于包括:环绕桥墩设置的架体,所述架体两侧具有相对设置有第一高耐碱玻璃纤维布层和第二高耐碱玻璃纤维布层,所述第一高耐碱玻璃纤维布层或第二高耐碱玻璃纤维布层面向桥墩设置,所述架体内部填充有轻质填充体,所述轻质填充体至少用以使所述桥墩防撞装置能够漂浮于水体中,以及所述架体内部还设置有金属阻尼器,
所述架体包括复数个架体单元,复数个架体单元之间固定连接形成所述架体,每一架体单元均包括相对设置的第一面体和第二面体,所述第一面体与第二面体固定连接,且在所述第一面体与第二面体之间具有一腔体,所述腔体内固定设置有金属阻尼器,以及所述腔体内填充有轻质填充体,
防撞装置设置为正方形,每一个侧边分别设置有两个X型阻尼器和一个椭圆形阻尼器,该椭圆形阻尼器的长边面向桥墩,该椭圆形阻尼器长边方向两个弧形的头部延伸至两个X型阻尼器的V形槽内。
2.根据权利要求1所述的钢-竹三明治板漂浮式桥墩防撞装置,其特征在于:所述金属阻尼器与第一面体和/或第二面体固定连接。
3.根据权利要求1所述的钢-竹三明治板漂浮式桥墩防撞装置,其特征在于:所述金属阻尼器嵌设于所述轻质填充体内。
4.根据权利要求1所述的钢-竹三明治板漂浮式桥墩防撞装置,其特征在于:所述第一面体和/或第二面体为竹胶板。
5.根据权利要求1所述的钢-竹三明治板漂浮式桥墩防撞装置,其特征在于:相邻两个所述架体单元榫接;和/或,相邻两个所述架体单元的第一面体和/或第二面体对应榫接。
6.根据权利要求1所述的钢-竹三明治板漂浮式桥墩防撞装置,其特征在于:第一面体表面固定设置有第一高耐碱玻璃纤维布层,所述第二面体表面固定设置有第二高耐碱玻璃纤维布层;和/或,所述第一高耐碱玻璃纤维布层至少以热压贴合的方式固定设置于所述第一面体表面,所述第二高耐碱玻璃纤维布层至少以热压贴合的方式固定设置于所述第二面体表面。
7.根据权利要求1或6所述的钢-竹三明治板漂浮式桥墩防撞装置,其特征在于:所述高耐碱玻璃纤维布层包括8-20层高耐碱玻璃纤维布;和/或,所述轻质填充体选自轻质塑料泡沫体,所述轻质塑料泡沫体的密度为0.045-0.1g/cm3,所述轻质塑料泡沫体的压缩强度为0.15-0.62N/mm2。
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