CN108677823A - 可自复位桥墩防撞耗能圈 - Google Patents

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张延年
刘霖
刘一霖
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Abstract

本发明涉及一种可自复位桥墩防撞耗能圈，属于桥梁建筑技术领域。包括耗能块，可旋式套筒，记忆合金丝，滑轨，滚珠，钢圈和浮桶；在可旋式套筒内设置四块耗能块，耗能块与可旋转式套筒之间缠绕有记忆合金丝，在发生冲击后耗能块能够自复位，可旋转式套筒中设置有滚珠，在与船舶接触时套筒可围绕桥墩360度旋转，可多向分解冲击力，同时耗能块带有橡胶摩擦条，能够增加耗能块与船舶的之间的摩擦力，促使船舶改正偏航角度，可旋转式套筒底部带有浮桶，耗能圈可随水位高度自行升降，本发明具有很好的实用性，能够有效耗散集中撞击荷载，产品相比现有技术而言具有凸出的实质性特点和显著进步。

Description

可自复位桥墩防撞耗能圈
技术领域
本发明属于桥梁建筑技术领域，特别是涉及一种可自复位桥墩防撞耗能圈。
背景技术
在港区及通航江河上建造桥梁时，总会遇到各类船舶的航行问题。世界上许多国家的调查资料表明，不论通航孔怎样布置，也不可能绝对避免桥梁遭到船舶撞击的重大事故。随着各种类型船舶和驳船队的速度和尺寸的显著增大，现有桥梁防撞保护系统已经不能抵抗船舶的猛烈撞击，未设置保护系统的桥梁更是如此。一般情况下，在大型船舶撞击桥墩时，桥梁不是被完全撞毁就是受到严重破坏，船舶亦受到严重损坏并常因此而沉没，这类重大的事件近年发生的越来越频繁。由此可见，船舶撞击桥梁已经上升为一个尖锐的问题。为了保护桥梁系统使其免遭受撞毁的厄运，各国都在加紧对这一问题进行研究，以期找出解决的办法。目前，按照通航净空的需求计算桥梁的跨度已经不存在什么困难，但从桥墩的保护则属于另一个完全不同的问题。从概念上讲，桥墩的保护能力应该是由设置的防撞系统提供，而不是由船舶本身提供的。
漂浮式缓冲装置是最简单的一种防撞系统，作为保护系统的缓冲垫层，它经常与其它类型的防撞保护系统联合使用，以提供较大的接触面积，降低集中撞击荷载对防撞系统的冲击作用，提高防护效率。当船舶与缓冲装置的撞击角度小于90度时，他们就成为摩擦面，同时也能促使船舶改正偏航角度。
发明内容
为解决上述存在的技术问题，本发明提供一种可自复位桥墩防撞耗能圈，主要是为了开发一种能够自动复位，可自行调节高度等桥墩防撞耗能圈，本发明结构设计简单，四块耗能块插入可旋转式套筒内，耗能块与可旋转式套筒之间缠绕有记忆合金丝，在发生冲击后耗能块能够自复位，可旋转式套筒中带有滚珠，在与船舶接触时套筒可围绕桥墩360度旋转，可多向分解冲击力，同时耗能块带有橡胶摩擦条，能够增加耗能块与船舶的之间的摩擦力，促使船舶改正偏航角度，可旋转式套筒底部带有浮桶，耗能圈可随水位高度自行升降，具有很好的实用性，产品相比现有技术而言具有凸出的实质性特点和显著进步，能够有效耗散集中撞击荷载，有效避免航行事故的发生。
本发明采用的技术方案如下：
可自复位桥墩防撞耗能圈，包括耗能块，可旋式套筒，记忆合金丝，滑轨，滚珠，钢圈和浮桶；耗能块为扇形，在耗能块两侧设置有半圆柱形肋条，上部近桥墩A侧设置有两个耗能块连接棒，外侧圆弧面设置有橡胶摩擦条；可旋式套筒为空心圆柱体结构，侧面设置有四个不小于耗能块尺寸的扇形空心槽，扇形空心槽两侧槽壁设置有与半圆柱形肋条相匹配的轨道，可旋式套筒上部带有空心圆柱形凹槽，空心圆柱形凹槽内壁部尺寸与滚珠的直径一致，可旋式套筒上部远桥墩A侧设置有两个套筒连接棒，可旋式套筒上部靠近圆心侧设置有两个椭圆形孔洞，椭圆形孔洞尺寸大于耗能块连接棒底部尺寸，在可旋式套筒底面安装有与可旋式套筒横截面尺寸一致的圆柱形浮桶；记忆合金丝缠绕于耗能块连接棒与套筒连接棒之间；钢圈为空心圆形凹槽结构，其外径尺寸与空心圆柱形凹槽内径尺寸一致，其内壁尺寸与滚珠的直径一致，在钢圈内侧设置滑轨，滑轨为“几”字型铝合金结构。
进一步地，耗能块连接棒，套筒连接棒均为圆柱体结构，耗能块连接棒的横截面圆心位置与椭圆形孔洞远离桥墩A一侧的焦点一致，耗能块连接棒与套筒连接棒之间通过记忆合金丝连接，记忆合金丝预先施加预应力缠绕于耗能块连接棒与套筒连接棒之间，记忆合金丝与耗能块连接棒和套筒连接棒之间采用“ ∞”字型缠绕。
进一步地，滑轨凹陷处圆心与桥墩A墩身边缘转角处中心位置一致，滑轨凹陷处的尺寸与桥墩A墩身边缘转角处尺寸一致。
进一步地，钢圈、空心圆柱形凹槽与滚珠共同组成类轴承封闭结构。
进一步地，相邻扇形空心槽间的夹角为90度，可旋式套筒内共布置四个扇形空心槽。
进一步地，耗能块由采用35CrMoA合金结构钢制成，表面涂有环氧型防锈抗腐蚀涂料。
进一步地，浮桶为空心圆柱体结构，采用聚乙烯网箱浮桶。
本发明的有益效果：
本发明的有益效果是结构设计简单，通过耗能块与可旋转式套筒之间设置记忆合金丝，在发生冲击后耗能块能够自复位，在旋转式套筒中设置滚珠，在与船舶接触时套筒可围绕桥墩360度旋转，可多向分解冲击力，同时耗能块带有橡胶摩擦条，能够增加耗能块与船舶的之间的摩擦力，促使船舶改正偏航角度，可旋转式套筒底部带有浮桶，耗能圈可随水位高度自行升降，具有很好的实用性，相比现有技术而言具有凸出的实质性特点和显著进步，能够有效耗散集中撞击荷载。
附图说明
图1为可自复位桥墩防撞耗能圈的结构示意图。
图2为本发明中耗能块的结构示意图。
图3为本发明中可旋式套筒的结构示意图。
图4为本发明中钢圈的结构示意图。
图中，1为耗能块；2为可旋式套筒；3为记忆合金丝；4为滑轨；5为滚珠；6为钢圈；7为浮桶。
1-1为半圆柱形肋条；1-2为耗能块连接棒；1-3为橡胶摩擦条。
2-1为扇形空心槽；2-2为轨道；2-3为空心圆柱形凹槽；2-4为套筒连接棒；2-5为椭圆形孔洞。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细描述：
实施例：如图1-图4所示，可自复位桥墩防撞耗能圈，包括耗能块1，可旋式套筒2，记忆合金丝3，滑轨4，滚珠5，钢圈6和浮桶7；耗能块1为扇形，在耗能块1两侧设置有半圆柱形肋条1-1，上部近桥墩A侧设置有两个耗能块连接棒1-2，外侧圆弧面设置有橡胶摩擦条1-3；可旋式套筒2为空心圆柱体结构，侧面设置有四个不小于耗能块1尺寸的扇形空心槽2-1，扇形空心槽2-1两侧槽壁设置有与半圆柱形肋条1-1相匹配的轨道2-2，可旋式套筒2上部带有空心圆柱形凹槽2-3，空心圆柱形凹槽2-3内壁部尺寸与滚珠5的直径一致，可旋式套筒2上部远桥墩A侧设置有两个套筒连接棒2-4，可旋式套筒2上部靠近圆心侧设置有两个椭圆形孔洞2-5，椭圆形孔洞2-5尺寸大于耗能块连接棒1-2底部尺寸，在可旋式套筒2底面安装有与可旋式套筒2横截面尺寸一致的圆柱形浮桶7；记忆合金丝3缠绕于耗能块连接棒1-2与套筒连接棒2-4之间；钢圈6为空心圆形凹槽结构，其外径尺寸与空心圆柱形凹槽2-3内径尺寸一致，其内壁尺寸与滚珠5的直径一致，在钢圈6内侧设置滑轨4，滑轨4为“几”字型铝合金结构；耗能块连接棒1-2，套筒连接棒2-4均为圆柱体结构，耗能块连接棒1-2的横截面圆心位置与椭圆形孔洞2-5远离桥墩A一侧的焦点一致，耗能块连接棒1-2与套筒连接棒2-4之间通过记忆合金丝3连接，记忆合金丝3预先施加预应力缠绕于耗能块连接棒1-2与套筒连接棒2-4之间，记忆合金丝3与耗能块连接棒1-2和套筒连接棒2-4之间采用“ ∞”字型缠绕；滑轨4凹陷处圆心与桥墩A墩身边缘转角处中心位置一致，滑轨4凹陷处的尺寸与桥墩A墩身边缘转角处尺寸一致；钢圈6、空心圆柱形凹槽2-3与滚珠5共同组成类轴承封闭结构；相邻扇形空心槽2-1间的夹角为90度，可旋式套筒2内共布置四个扇形空心槽2-1；耗能块1由采用35CrMoA合金结构钢制成，表面涂有环氧型防锈抗腐蚀涂料；浮桶7为空心圆柱体结构，采用聚乙烯网箱浮桶。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.可自复位桥墩防撞耗能圈，其特征在于：包括耗能块（1），可旋式套筒（2），记忆合金丝（3），滑轨（4），滚珠（5），钢圈（6）和浮桶（7）；耗能块（1）为扇形，在耗能块（1）两侧设置有半圆柱形肋条（1-1），上部近桥墩（A）侧设置有两个耗能块连接棒（1-2），外侧圆弧面设置有橡胶摩擦条（1-3）；可旋式套筒（2）为空心圆柱体结构，侧面设置有四个不小于耗能块（1）尺寸的扇形空心槽（2-1），扇形空心槽（2-1）两侧槽壁设置有与半圆柱形肋条（1-1）相匹配的轨道（2-2），可旋式套筒（2）上部带有空心圆柱形凹槽（2-3），空心圆柱形凹槽（2-3）内壁部尺寸与滚珠（5）的直径一致，可旋式套筒（2）上部远桥墩（A）侧设置有两个套筒连接棒（2-4），可旋式套筒（2）上部靠近圆心侧设置有两个椭圆形孔洞（2-5），椭圆形孔洞（2-5）尺寸大于耗能块连接棒（1-2）底部尺寸，在可旋式套筒（2）底面安装有与可旋式套筒（2）横截面尺寸一致的圆柱形浮桶（7）；记忆合金丝（3）缠绕于耗能块连接棒（1-2）与套筒连接棒（2-4）之间；钢圈（6）为空心圆形凹槽结构，其外径尺寸与空心圆柱形凹槽（2-3）内径尺寸一致，其内壁尺寸与滚珠（5）的直径一致，在钢圈（6）内侧设置滑轨（4），滑轨（4）为几字型铝合金结构。
2.根据权利要求1所述的可自复位桥墩防撞耗能圈，其特征在于：耗能块连接棒（1-2），套筒连接棒（2-4）均为圆柱体结构，耗能块连接棒（1-2）的横截面圆心位置与椭圆形孔洞（2-5）远离桥墩（A）一侧的焦点一致，耗能块连接棒（1-2）与套筒连接棒（2-4）之间通过记忆合金丝（3）连接，记忆合金丝（3）预先施加预应力缠绕于耗能块连接棒（1-2）与套筒连接棒（2-4）之间，记忆合金丝（3）与耗能块连接棒（1-2）和套筒连接棒（2-4）之间采用 ∞字型缠绕。
3.根据权利要求1所述的可自复位桥墩防撞耗能圈，其特征在于：所述滑轨（4）凹陷处圆心与桥墩（A）墩身边缘转角处中心位置一致，滑轨（4）凹陷处的尺寸与桥墩（A）墩身边缘转角处尺寸一致。
4.根据权利要求1所述的可自复位桥墩防撞耗能圈，其特征在于：所述钢圈（6）、空心圆柱形凹槽（2-3）与滚珠（5）共同组成类轴承封闭结构。
5.根据权利要求1所述的可自复位桥墩防撞耗能圈，其特征在于：所述相邻扇形空心槽（2-1）间的夹角为90度，可旋式套筒（2）内共布置四个扇形空心槽（2-1）。
6.根据权利要求1所述的可自复位桥墩防撞耗能圈，其特征在于：所述耗能块（1）由采用35CrMoA合金结构钢制成，表面涂有环氧型防锈抗腐蚀涂料。
7.根据权利要求1所述的可自复位桥墩防撞耗能圈，其特征在于：所述浮桶（7）为空心圆柱体结构，采用聚乙烯网箱浮桶。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN109763441A (zh) * 2019-01-24 2019-05-17 何华 一种组合式防撞桶及防撞桶系统
CN110409902A (zh) * 2019-08-08 2019-11-05 哈尔滨工业大学 应用于圆墩柱的拼装可动式抗爆装置及其施工和更换方法

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