CN109208540B - 一种防撞圈节段连接法兰、桥梁防撞圈及加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种防撞圈节段连接法兰、桥梁防撞圈制作方法，涉及桥梁防护技术领域，包括：法兰盘，其为半圆弧形，其上均匀设有螺栓孔；连接板，其一侧边焊接于所述法兰盘侧面，另一侧边等间距设有矩形凹槽；定位传力组件，其一端固定设置于所述连接板的矩形凹槽，且沿所述法兰盘半圆弧面的垂直方向延伸。本发明的防撞圈节段连接法兰通过使用玻璃纤维缠裹的螺纹筋作为主要传力构件，取代了现有防撞圈节段的凹凸头构造插销连接方式，在满足防撞圈节段结构强度和传力效果的基础上，提高了防撞圈节段间的连接强度，解决了防撞圈节段出现连接松动、破坏以及节段分离的问题。
Description
技术领域
本发明涉及桥梁防护技术领域，具体涉及一种防撞圈节段连接法兰、桥梁防撞圈及加工方法。
背景技术
随着航运交通的逐年发展，船舶对桥梁的冲撞事故近年来也不断增加。作为此类事故的防止对策，近年来新建的桥梁都会选择在桥梁危险区域设置防护设施，使冲撞损伤减小到最低限度。
防撞圈是现有的一种常见的桥梁防撞装置，其由多个防撞圈节段依次以连接节段相连而组成。由于材料的材质轻高强、绿色环保等优点，纤维增强树脂基复合材料筒式防撞圈近年来在国内桥梁防撞领域逐渐兴起。该防撞圈以纤维增强树脂基复合材料为主要材料并辅以聚氨酯泡沫夹芯层及耗能陶粒形成。而该防撞圈节段间的连接，目前常采用凹凸头构造及插销连接的方式。这种连接方式不但结构复杂，制造困难，而且在使用过程中常出现连接松动、破坏甚至节段分离的问题。
如果使用连接法兰等连接构件进行筒式防撞圈的节段连接，难以同时满足铁质连接法兰结构与树脂复合材料间的连接强度、防撞圈节段固定强度和防撞圈节段间传力效果的要求。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种防撞圈节段连接法兰、桥梁防撞圈及加工方法，可成功解决防撞圈节段连接间出现的问题，可同时满足铁质连接法兰结构与树脂复合材料间的连接强度、防撞圈节段固定强度和防撞圈节段间传力效果的要求。
为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：
一种防撞圈节段连接法兰，包括：
法兰盘，其为半圆弧形，其上均匀设有螺栓孔；
连接板，其一侧边焊接于所述法兰盘侧面，另一侧边等间距设有矩形凹槽；
定位传力组件，其一端固定设置于所述连接板的矩形凹槽，且沿所述法兰盘半圆弧面的垂直方向延伸。
在上述技术方案的基础上，所述连接板为半圆弧形，其弧度及长度均与所述法兰盘一致，且连接板与所述法兰盘垂直设置。
在上述技术方案的基础上，所述定位传力组件包括螺纹筋，所述螺纹筋与所述连接板上的矩形凹槽一一对应，且所述螺纹筋一端固定设置于对应的矩形凹槽内。
在上述技术方案的基础上，所述定位传力组件还包括定位板，所述定位板呈与防撞圈节段外径适配的半弧形，其设于所述螺纹筋的另一端。
在上述技术方案的基础上，所述螺纹筋表面缠裹玻璃纤维布。
在上述技术方案的基础上，还包括加劲板，所述加劲板设置方向与所述连接板、法兰盘均垂直，且所述加劲板均匀设置于所述矩形凹槽间隔中。
在上述技术方案的基础上，所述螺纹筋与所述螺栓孔一一对应设置。
本发明还提供一种桥梁防撞圈，包括多段防撞圈节段，相邻防撞圈节段通过如上任意一项所述的防撞圈节段连接法兰相连。
本发明还提供一种桥梁防撞圈的加工方法，包括以下步骤：
S1、将法兰盘、连接板及定位传力组件焊接成如上所述的防撞圈节段连接法兰，并在定位传力组件沿法兰盘半圆弧面的垂直方向延伸部分的表面缠包玻璃纤维布；
S2、将连接法兰整体置入防撞圈节段筒体模具内，与筒体一体真空导流成型制成防撞圈节段；
S3、拧入连接法兰间连接螺栓，将各节段连接形成桥梁防撞圈整体。
在上述技术方案的基础上，所述步骤S2包括：
在防撞圈节段筒体模具内表面铺设第一纤维布；在纤维布表面放置增强构件，预留连接法兰放置空间；将连接法兰整体置入模具预留空间，铺设第二纤维布；真空导流成型制作防撞圈节段。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
(1)本发明的防撞圈节段连接法兰取代了现有防撞圈节段的凹凸头构造插销连接方式，通过设置沿法兰盘半圆弧面的垂直方向延伸的定位传力组件，在满足防撞圈节段结构强度和传力效果的基础上，提高了防撞圈节段间的连接强度，解决了防撞圈节段出现连接松动、破坏以及节段分离的问题。
(2)本发明的桥梁防撞圈的制作方法通过使用玻璃纤维布缠裹的螺纹筋作为主要传力构件，与使用玻璃纤维筋作为传力构件或在普通钢筋表面裹缠玻璃纤维布的方案相比，增强了钢结构与玻纤构件之间的粘结力，进一步提高了防撞圈节段间的连接强度及传力性能。
(3)本发明的桥梁防撞圈的制作方法通过将法兰、连接板、加劲板及螺纹筋焊接成整体，并与桥梁防撞圈节段筒体一体真空导流成型制成防撞圈节段，与仅通过焊接、枢接等方式加工形成的桥梁防撞圈相比，制成桥梁防撞圈产品的整体性和结构稳固性大大增强。
(4)本发明的桥梁防撞圈的制作方法在经表面处理后的螺纹筋表面缠包玻璃纤维布，达到了同时满足铁制连接法兰结构与树脂复合材料间的连接强度、防撞圈节段固定强度和防撞圈节段间的传力效果的要求。
附图说明
图1为本发明实施例中防撞圈节段连接法兰的结构示意图；
图2为本发明实施例中桥梁防撞圈制作过程结构示意图；
图3为本发明实施例中桥梁防撞圈的截面示意图。
图中：1-法兰盘，2-连接板，3-定位传力组件，4-加劲板，5-第一纤维布，6-第二纤维布，7-增强构件，8-防撞圈节段，9-连接螺栓， 10-玻璃纤维布，11-螺栓孔，31-螺纹筋，32-定位板。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。
参见图1所示，本发明实施例提供一种防撞圈节段连接法兰，包括：半圆弧形法兰盘1，法兰盘1上均匀设有螺栓孔11；
连接板2，连接板2一侧边焊接于法兰盘1侧面，另一侧边设有间隔均匀的矩形凹槽；
定位传力组件3，其一端固定设置于连接板2的矩形凹槽，且沿与法兰盘1半圆弧面垂直方向延伸。在本实施例的技术方案中，可将定位传力组件3设置为相互连接的螺纹筋31和定位板32的形式。其中，螺纹筋31与连接板2上的矩形凹槽一一对应，螺纹筋31一端固定设置于连接板2上的矩形凹槽内，螺纹筋31表面缠裹玻璃纤维布 10；定位板32则设置为与防撞圈节段外径适配的半弧形，其设于螺纹筋31一端，且与所述连接板2相对设置。
本发明实施例的防撞圈节段连接法兰通过使用玻璃纤维缠裹的螺纹筋作为主要传力构件，取代了现有防撞圈节段的凹凸头构造插销连接方式，在防撞圈节段安装时，定位板和螺纹筋紧贴纤维增强树脂基复合材料制成的筒式防撞圈表面，缠裹玻璃纤维的螺纹筋表面与筒式防撞圈表面材质相近，分子结构和力学性能近似，相较于使用铁质螺纹筋与筒式防撞圈结合的结构更便于选择粘接剂，同时具有更佳的传力效果，使得制成的桥梁防撞圈更加稳定可靠。
在一个实施例中，可将连接板2设置为半圆弧形，并将其弧度及长度设置为均与法兰盘一致，便于连接法兰与防撞圈节段的外部贴合，更利于疏导沿防撞圈轴向传来的撞击冲击力。
进一步的，可将连接板2与所述法兰盘1垂直设置，并在连接板 2和法兰盘1连接处设置加劲板4，并将加劲板4设置为与所述连接板2、法兰盘1均垂直，同时将加劲板4均匀设置于矩形凹槽间隔中。这种设置方式可使加劲板4设置方向与螺纹筋31一致，加强了连接法兰结构对于沿防撞圈节段轴向传来撞击冲击的承受力和传导效果。
在一个实施例中，可将各条螺纹筋31与螺栓孔11一一对应设置，这种设置方式可使得后续防撞圈节段连接时，螺纹筋11可作为各防撞圈节段的连接结构的法兰连接螺栓的延伸，可最高效率的传递从防撞圈节段传来的冲击振动和冲力至相邻防撞圈节段，使防撞圈具有更好的防冲击效果。
如图3所示，本发明实施例还提供一种桥梁防撞圈，其包括多段防撞圈节段8，相邻的防撞圈节段8通过如上所述的防撞圈节段连接法兰相连。
如图2所示，本发明实施例还提供一种桥梁防撞圈的制作方法，其包括以下步骤：
S1、将法兰盘1、连接板2、加劲板4及螺纹筋31焊接成防撞圈节段连接法兰，并在经表面处理后的螺纹筋31表面缠包玻璃纤维布；
S2、将连接法兰整体置入防撞圈节段筒体模具内，与筒体一体真空导流成型制成防撞圈节段；具体的，本步骤包括：
在防撞圈节段筒体模具内表面铺设第一纤维布5；在第一纤维布 5表面放置增强构件7，预留连接法兰放置空间；将连接法兰整体置入模具预留空间，铺设第二纤维布6；使用真空导流成型制作防撞圈节段8。
S3、拧入连接法兰间连接螺栓，将各节段连接形成桥梁防撞圈整体，最后嵌入定位板32固定各防撞圈节段8。
经过上述步骤加工形成的桥梁防撞圈剖面结构如图3所示，两个半圆弧形法兰盘围绕防撞圈节段8连接处外沿合围，将防撞圈节段8 固定连接，两法兰盘间通过连接螺栓9固定。
本发明不局限于上述实施方式，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，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
Claims (6)
1.一种防撞圈节段连接法兰，其特征在于，包括：
法兰盘，其为半圆弧形，其上均匀设有螺栓孔；
连接板，其一侧边焊接于所述法兰盘侧面，另一侧边等间距设有矩形凹槽，所述连接板为半圆弧形，其弧度及长度均与所述法兰盘一致，且所述连接板与所述法兰盘垂直设置；
定位传力组件，其一端固定设置于所述连接板的矩形凹槽，且沿所述法兰盘半圆弧面的垂直方向延伸；
所述定位传力组件包括螺纹筋，所述螺纹筋与所述连接板上的矩形凹槽一一对应，且所述螺纹筋一端固定设置于对应的矩形凹槽内，所述螺纹筋表面缠裹玻璃纤维布；
所述定位传力组件还包括定位板，所述定位板呈与防撞圈节段外径适配的半圆弧形，其设于所述螺纹筋的另一端。
2.如权利要求1所述的防撞圈节段连接法兰，其特征在于：还包括加劲板，所述加劲板设置方向与所述连接板、法兰盘均垂直，且所述加劲板均匀设置于所述矩形凹槽间隔中。
3.如权利要求1所述的防撞圈节段连接法兰，其特征在于：所述螺纹筋与所述螺栓孔一一对应设置。
4.一种桥梁防撞圈，其特征在于：包括多段防撞圈节段，相邻防撞圈节段通过如权利要求1-3任意一项所述的防撞圈节段连接法兰相连。
5.一种桥梁防撞圈的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将法兰盘、连接板及定位传力组件焊接成权利要求1所述的防撞圈节段连接法兰，并在定位传力组件沿法兰盘半圆弧面的垂直方向延伸部分的表面缠包玻璃纤维布；
S2、将连接法兰整体置入防撞圈节段筒体模具内，与筒体一体真空导流成型制成防撞圈节段；
S3、拧入连接法兰间连接螺栓，将各节段连接形成桥梁防撞圈整体。
6.如权利要求5所述的桥梁防撞圈的加工方法，其特征在于：所述步骤S2包括：
在防撞圈节段筒体模具内表面铺设第一纤维布；
在所述第一纤维布表面放置增强构件，预留连接法兰放置空间；
将连接法兰整体置入模具预留空间，铺设第二纤维布；
真空导流成型制作防撞圈节段。
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