CN108951483B - 一种组合型桥墩抗冲击装置 - Google Patents

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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
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    • E01D19/02Piers; Abutments ; Protecting same against drifting ice

Abstract

本发明及桥墩技术领域,尤其为一种组合型桥墩抗冲击装置,包括转动装置、安装在转动装置外表面上的柔性支撑以及设置在转动装置外侧的组合型耗能装置,组合型耗能装置自内到外依次设置有金属耗能层、阻尼耗能层以及拱形缓冲层,该组合型桥墩抗冲击装置,使用结构动力学的原理,通过在组合型耗能装置在结构、阻尼、变形上的耗能,能有效减小碰撞冲击对桥墩动力响应,减少桥墩在冲击中的损伤,基于“多级防护”的思想,在受到撞击后对不同的损伤可以进行不同程度的更换,可减小该装置的维修成本,能在受碰撞的过程中发生转动,减少车辆撞击过程中车辆的损伤,可针对某种直径的桥墩进行批量生产,且现场安装简单快捷,有效减少安装时间。

Description

一种组合型桥墩抗冲击装置
技术领域
本发明及桥墩技术领域,具体为一种组合型桥墩抗冲击装置。
背景技术
随着我国交通运输业的快速发展,汽车、船舶的数量也随之剧增,偶然性车船撞击、爆炸等事故发生的概率也会增加。此类事故发生不仅会对人员造成伤害,还会对桥墩产生一定的损伤,桥墩损伤比桥面修复更加困难。因此,在冲击爆炸过程中,亟需对人员和重要结构构件进行抗爆抗冲击保护,桥梁墩柱结构作为桥梁结构的支撑体系,将上部荷载传递至基础,是桥梁结构的关键受力构件之一,一旦发生破坏将带来严重的损失,破坏严重时甚至会导致桥梁的整体倒塌。
为了提高桥墩的安全性,目前主要有两种方法:一种是增强桥墩自身的抗力,即从材料、结构形式、尺寸等方面考虑增加结构构件的抗力;二是对桥墩增加保护装置。增加保护装置又分为间接法和直接法:间接法是在桥墩附近增加防撞桩、人工岛等,但会占用过多的面积导致车道变窄,施工时间长,费用较高;直接法是在桥墩上安装保护装置,通过装置自身的耗能削弱冲击力峰值、延长撞击时间起到保护人员、桥墩的作用,并且工程量相对较小,后期维护方便,因此得到了广泛的运用。但是,现有的直接性保护装置一般整体制作,针对多数桥墩受冲击产生不同程度的损伤以及局部损伤,需要更换全部的保护装置必然会引起材料的浪费,以及在考虑车辆人员的保护上、碰撞引起的车辆爆炸造成的损伤上还有所欠缺。因此,需要对现有的直接性防冲击装置进行改进,使其不仅可以通过防撞装置减少桥墩所受的碰撞力、使其所受的碰撞力转向、保护车辆人员,还可以针对不同等级损伤程度进行不同的更换,减小保护装置更换引起的材料浪费,以及尽量减少车辆可能爆炸对桥墩的影响。鉴于此,我们提出一种组合型桥墩抗冲击装置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种组合型桥墩抗冲击装置,该种组合型桥墩抗冲击装置能在受碰撞时产生弹塑性变形,减小桥墩所受的碰撞力,并能使桥墩所受碰撞力转向。其防撞性能好,兼顾防爆,对不同损伤情况可以快速更换。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种组合型桥墩抗冲击装置,包括转动装置、安装在转动装置外表面上的柔性支撑以及设置在所述转动装置外侧的组合型耗能装置,所述转动装置、所述柔性支撑以及所述组合型耗能装置均安装在桥墩外侧,所述转动装置包括上下两端的环形钢轨,上下两端的所述环形钢轨内均开设有三条轨道,且由内至外依次插入内侧限位钢板、滚针以及外侧镶嵌钢板,所述外侧镶嵌钢板的外壁开设有多个卡槽。
作为本发明的一种优选,所述环形钢轨由两条钢轨拼接而成。
作为本发明的一种优选,所述卡槽等间距分布在所述外侧镶嵌钢板外壁。
作为本发明的一种优选,所述柔性支撑包括柔性支撑骨架,所述柔性支撑骨架的外壁一端安装有一对第一卡条,所述柔性支撑骨架外壁另一端安装有一对第二卡条。
作为本发明的一种优选,所述柔性支撑骨架和所述卡槽插接配合。
作为本发明的一种优选,所述第一卡条和所述第二卡条均与所述柔性支撑骨架为一体成型结构。
作为本发明的一种优选,所述组合型耗能装置自内到外依次设置有金属耗能层、阻尼耗能层以及拱形缓冲层,所述阻尼耗能层包括多层滤孔橡胶袋,所述金属耗能层的两侧分别开设有第一凹槽,所述多层滤孔橡胶袋的顶部安装有多个弹簧,多个所述弹簧的顶部安装有垫块,所述垫块的顶部设置有固定挡板,所述多层滤孔橡胶袋的两侧分别设置有第二凹槽。
作为本发明的一种优选,所述第一卡条和所述第一凹槽卡接配合。
作为本发明的一种优选,所述第二卡条和所述第二凹槽卡接配合。
与现有技术相比,本发明的有益效果:
1、该组合型桥墩抗冲击装置,使用结构动力学的原理,通过在组合型耗能装置在结构、阻尼、变形上的耗能,能有效减小碰撞冲击对桥墩动力响应,减少桥墩在冲击中的损伤。
2、该组合型桥墩抗冲击装置,基于“多级防护”的思想,在受到撞击后对不同的损伤可以进行不同程度的更换,可减小该装置的维修成本。
3、该组合型桥墩抗冲击装置,能在受碰撞的过程中发生转动,减少车辆撞击过程中车辆的损伤。
4、该组合型桥墩抗冲击装置,可针对某种直径的桥墩进行批量生产,且现场安装简单快捷,有效减少安装时间。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图;
图2为本发明的横截面平面示意图;
图3为本发明的转动装置和柔性支撑安装结构示意图;
图4为本发明的阻尼耗能层结构示意图。
图中:1、转动装置;11、环形钢轨;12、内侧限位钢板;13、滚针;14、外侧镶嵌钢板;15、卡槽;2、柔性支撑;21、柔性支撑骨架;22、第一卡条;23、第二卡条;3、组合型耗能装置;31、金属耗能层;32、阻尼耗能层;321、多层滤孔橡胶袋;322、第一凹槽;323、弹簧;324、垫块;325、固定挡板33、拱形缓冲层;331、第二凹槽。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
实施例1
一种组合型桥墩抗冲击装置,如图1和图2所示,包括转动装置1、安装在转动装置1外表面上的柔性支撑2以及设置在转动装置1外侧的组合型耗能装置3,其特征在于,转动装置1、柔性支撑2以及组合型耗能装置3均安装在桥墩外侧,转动装置1包括上下两端的环形钢轨11,上下两端的环形钢轨11内均开设有三条轨道,且由内至外依次插入内侧限位钢板12、滚针13以及外侧镶嵌钢板14,外侧镶嵌钢板14的外壁开设有多个卡槽15,环形钢轨11由两条钢轨拼接而成,卡槽15等间距分布在外侧镶嵌钢板14外壁。
本实施例中,环形钢轨11由两块钢轨拼接而成,且钢轨内设卡口,便于对钢轨11进行安装。
进一步的,转动装置1本体紧密贴合桥墩外壁安装,能够将转动装置1安装在桥墩上。
具体的,环形钢轨11通过锚固定件安装在桥墩1上,能够将环形钢轨11卡在桥墩外壁,并进行固定。
此外,内侧限位钢板12和外侧镶嵌钢板14分布设置在滚针13两侧,保护滚针13内部清洁。
除此之外,滚针13由光滑钢管制成,使得滚针13受力后能够旋转。
实施例2
作为发明的第二种实施例,便于在受到撞击后对不同的损伤可以进行不同程度的更换,本发明人员设置有柔性支撑2,如图3所示,柔性支撑2包括柔性支撑骨架21,柔性支撑骨架21的外壁一端安装有一对第一卡条22,柔性支撑骨架21外壁另一端安装有一对第二卡条23,柔性支撑骨架21和卡槽15插接配合,第一卡条22和第二卡条23均与柔性支撑骨架21为一体成型结构。
本实施例中,柔性支撑骨架21采用聚氨酯树脂制成,使得柔性支撑骨架21受冲击能有一定的变形能力。
进一步的,第一卡条22和第二卡条23均沿着柔性支撑骨架21的长度方向设置,便于对柔性支撑骨架21进行安装。
实施例3
作为本发明的第三种实施例,为了减少桥墩在冲击中的损伤,本发明人员还设置有组合型耗能装置3,如图2和图4所示,组合型耗能装置3自内到外依次设置有金属耗能层31、阻尼耗能层32以及拱形缓冲层33,阻尼耗能层32包括多层滤孔橡胶袋321,金属耗能层31的两侧分别开设有第一凹槽322,多层滤孔橡胶袋321的顶部安装有多个弹簧323,多个弹簧323的顶部安装有垫块324,垫块324的顶部设置有固定挡板325,多层滤孔橡胶袋321的两侧分别设置有第二凹槽331,第一卡条22和第一凹槽322卡接配合,第二卡条23和第二凹槽331卡接配合。
本实施例中,固定挡板325通过螺栓固定在柔性支撑骨架21上,便于对固定挡板325进行安装。
进一步的,金属耗能层31采用泡沫铝制成,能够依靠泡沫铝在冲击下的形变耗能,当泡沫铝未受到严重损伤时,依然对内侧的结构骨架有一定的保护作用,本实施例的泡沫金属采用屈服强度为50~52MPa的纯铝制成,泡孔大小1~2mm,相对密度为0.5~0.6,孔隙率为65%~75%。
具体的,多层滤孔橡胶袋321采用橡胶材料制成,且橡胶袋中设置有限制液体流动的液体滤层,该滤层内的液体优选使用硅油。
此外,拱形缓冲层33外侧为拱形钢板,内侧设有矩形钢板,外层拱形钢板,依靠工程结构中拱形将竖向力转化为水平力的特点,减小对内侧的冲击力,另一方面,弧形的表面相比平面具有较好的抗爆能力。
除此之外,拱形缓冲层用33通过弹性零件与柔性支撑骨架21连接,本实施例的弹性零件优选为蝶形弹簧,使拱形缓冲层用33的变形不会直接破坏柔性支撑骨架21,并且两侧不同的变形能使转动装置1转动。
值得说明的是,拱形缓冲层用33采用壁厚为5mm的Q345qD钢材制成,其材质坚硬,结构性强,且耐腐蚀效果好。
本发明的组合型桥墩抗冲击装置在安装时,将转动装置1安装在桥墩的外层,并离地面高度约为0.2m,环形钢轨11通过锚固件固定在桥墩上,使得转动装置1整体安装在桥墩上,并将柔性支撑骨架21插入卡槽15内,实现柔性支撑2的快速安装与固定,而柔性支撑骨架21上设有第一卡条22和第二卡条23,分别对应外侧组合型耗能装置3的阻尼耗能层32和拱形缓冲层33的安装位置,同时拱形缓冲层33通过弹性零件与柔性支撑骨架21连接,能够实现转动装置1、柔性支撑2以及组合型耗能装置3的快速安装,同时分别能够进行拆卸,在受到撞击后对不同的损伤可以进行不同程度的更换,减小该装置的维修成本;
本发明的组合型桥墩抗冲击装置在使用时,阻尼式耗能层32主要依靠自身的阻尼对桥墩在冲击作用下的动力响应起到衰减作用,阻尼式耗能层32分为上下两个部分,下部为内设有多层滤孔橡胶袋321,上部为多层滤孔橡胶袋321运动的弹簧323,当外侧压力作用到多层滤孔橡胶袋321上时,一方面,多层滤孔橡胶袋321变形使其中的液体迅速流动,另一方面,多层滤孔橡胶袋321设置有多层滤孔,使液体流动性减弱,增加了液体流动的粘滞能力,而上部的弹簧323能限制多层滤孔橡胶袋321的运动,一方面,弹簧323给多层滤孔橡胶袋321变形提供了一定阻力,另一方面,当冲击破坏不严重时,为阻尼式耗能层32提供自恢复的能力,具体的,橡胶袋中液体可以使用硅油填充,其具有优良的剪切安定性,能吸收振动,且凝点低,在一些温度较高的地区,也可以使用水或甘油填充多层滤孔橡胶袋321;
本发明的组合型桥墩抗冲击装置在受到撞击时,拱形缓冲层33,外层依靠工程结构中拱形,将竖向力转化为水平力的特点,减小对内侧的冲击力,另一方面,弧形的表面相比平面具有较好的抗爆能力,同时,拱形缓冲层33内侧的钢板一方面提供一定拉力,减小拱形缓冲层33外侧的变形,另一方面,将水平冲击力传递到阻尼耗能层32,而拱形缓冲层33用弹性零件与柔性支撑骨架21连接,使拱形缓冲层33的变形不会直接破坏柔性支撑骨架21,并且两侧不同的变形能使转动装置1旋转,进而减少车辆的二次伤害。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例,并不用来限制本发明,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.一种组合型桥墩抗冲击装置,包括转动装置(1)、安装在转动装置(1)外表面上的柔性支撑(2)以及设置在所述转动装置(1)外侧的组合型耗能装置(3),其特征在于,所述转动装置(1)、所述柔性支撑(2)以及所述组合型耗能装置(3)均安装在桥墩外侧,所述转动装置(1)包括上下两端的环形钢轨(11),上下两端的所述环形钢轨(11)内均开设有三条轨道,且由内至外依次插入内侧限位钢板(12)、滚针(13)以及外侧镶嵌钢板(14),所述外侧镶嵌钢板(14)的外壁开设有多个卡槽(15);
所述柔性支撑(2)包括柔性支撑骨架(21),所述柔性支撑骨架(21)的外壁一端安装有一对第一卡条(22),所述柔性支撑骨架(21)外壁另一端安装有一对第二卡条(23);
所述组合型耗能装置(3)自内到外依次设置有金属耗能层(31)、阻尼耗能层(32)以及拱形缓冲层(33),所述阻尼耗能层(32)包括多层滤孔橡胶袋(321),所述金属耗能层(31)的两侧分别开设有第一凹槽(322),所述多层滤孔橡胶袋(321)的顶部安装有多个弹簧(323),多个所述弹簧(323)的顶部安装有垫块(324),所述垫块(324)的顶部设置有固定挡板(325),所述多层滤孔橡胶袋(321)的两侧分别设置有第二凹槽(331);
所述柔性支撑骨架(21)和所述卡槽(15)插接配合;
所述第一卡条(22)和所述第一凹槽(322)卡接配合;
所述第二卡条(23)和所述第二凹槽(331)卡接配合。
2.根据权利要求1所述的组合型桥墩抗冲击装置,其特征在于:所述环形钢轨(11)由两条钢轨拼接而成。
3.根据权利要求1所述的组合型桥墩抗冲击装置,其特征在于:所述卡槽(15)等间距分布在所述外侧镶嵌钢板(14)外壁。
4.根据权利要求1所述的组合型桥墩抗冲击装置,其特征在于:所述第一卡条(22)和所述第二卡条(23)均与所述柔性支撑骨架(21)为一体成型结构。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100619807B1 (ko) * 2006-03-23 2006-09-06 (주)공간에이엔앰건축사사무소 교통시설물 보호용 전기시설
JP4914817B2 (ja) * 2007-11-30 2012-04-11 東海ゴム工業株式会社 流体封入式防振装置
CN203741751U (zh) * 2014-03-11 2014-07-30 株洲时代新材料科技股份有限公司 环形截面型材耗能桥墩防车撞装置
CN104005331A (zh) * 2014-05-29 2014-08-27 江苏博泓新材料科技有限公司 具有多重缓冲保护结构的桥墩防撞装置
DE102014112000A1 (de) * 2014-08-21 2016-02-25 Jutta Distler Aufprallschutzelement für Baumstämme, Masten und dergleichen
CN206512650U (zh) * 2017-02-13 2017-09-22 江苏特安可科技工程有限公司 公路桥墩消能装置
CN206873356U (zh) * 2017-06-20 2018-01-12 胡帅 桥梁防护装置
CN207608860U (zh) * 2017-11-15 2018-07-13 重庆交通大学 一种桥墩防护装置

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