CN110952505B - 桥墩防撞蓄能回弹滑动缓冲装置 - Google Patents

桥墩防撞蓄能回弹滑动缓冲装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了桥墩防撞蓄能回弹滑动缓冲装置，包括用于设置在桥墩外侧的缓冲单元，缓冲单元包括由内到外设置的金属链、蓄能回弹装置和浮箱。蓄能回弹装置能通过金属链和桥墩连接，该装置为由内橡胶‑弹簧‑外橡胶组成的三明治缓冲结构，浮箱设置于蓄能回弹装置外围，包括外层箱体、内层箱体以及设置在外层箱体和内层箱体之间的缓冲元件，外层箱体和内层箱体均包括纤维增强塑料材质的外壳和填充在外壳内的消能材料。本发明形成一道防撞保护的屏障，当有船体等其他碰撞物撞击桥墩时，首先就会接触浮箱，内外浮箱与缓冲元件能够吸收一定能量，通过浮箱上下滑动损耗部分能量，能量传递到蓄能回弹装置又可以吸收部分能量，从而提高了桥墩的防撞击能力。

Description

桥墩防撞蓄能回弹滑动缓冲装置
技术领域
本发明涉及桥墩防撞保护装置，尤其涉及一种桥墩防撞蓄能回弹滑动缓冲装置。
背景技术
桥梁建设是目前最为重要的基础建设工程之一，桥梁主要有桥墩及桥面组成，其中跨水的大桥的桥墩位于水体内，过往的船只由两个桥墩之间穿行。然而船只在行驶过程中有太多不可控的因素，例如风力及水流，因此船只的航向与车辆不同，船只的航向较难得到准确的控制，在风力较大水流较快的情况下，船只容易失去准确的方向的控制而撞向桥墩，造成桥毁船毁。因此新建或既有桥梁的防船舶撞击问题越来越引起重视，尤其在一些季节性水位变化大，水流速度较大，流态紊乱的航道上，解决桥梁的防船舶撞击问题就更为迫切。
传统的桥墩防撞结构采用单层材料制成的厚板包裹在桥墩外部进行防护，其蓄能回弹、消能、缓冲的效果欠佳导致防护效果不好，从而在撞击时会对桥墩造成伤害，影响桥梁的正常使用。因此，为弥补现有桥墩防撞结构的不足，我们提出桥墩防撞蓄能回弹滑动缓冲装置。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中的难题，提供一种桥墩防撞蓄能回弹滑动缓冲装置，能在船桥碰撞过程中起到蓄能回弹、缓冲和消能的作用。
本发明提供了桥墩防撞蓄能回弹滑动缓冲装置，包括用于设置在桥墩外侧的缓冲单元，所述缓冲单元包括由内到外设置的金属链、蓄能回弹装置和浮箱。所述蓄能回弹装置能通过金属链和桥墩连接，该装置为由内橡胶-弹簧-外橡胶组成的三明治缓冲结构，所述浮箱设置于蓄能回弹装置外围。
所述浮箱包括外层箱体、内层箱体以及设置在外层箱体和内层箱体之间的缓冲元件，所述外层箱体和内层箱体均包括纤维增强塑料材质的外壳和填充在外壳内的消能材料。
优选地，所述外层箱体和内层箱体结构相同，均包括底板封闭的浮力单元箱，和底部开孔的水阻单元箱，所述水阻单元箱支撑于浮力单元箱之上，还包括对称的两个矩形侧板和对称的两个拱形侧板，所述矩形侧板和拱形侧板依次采用空间燕尾榫槽连接方式积木式组成组合式环形箱体结构。
优选地，所述缓冲元件为弹簧或橡胶。
优选地，所述内层箱体的外壁上和外层箱体的内壁上均开设有第一凹槽和第二凹槽，所述缓冲元件通过第一凹槽和第二凹槽固定在内层箱体和外层箱体之间。
优选地，所述消能材料为轻质木材、聚氨酯泡沫、聚氯乙烯泡沫、聚苯砂浆、橡胶轮胎、橡胶块或聚酰亚胺泡沫中的一种或几种。
优选地，所述纤维增强塑料采用纤维与树脂制成，纤维为碳纤维、玻璃纤维或芳纶纤维中的一种或几种。
优选地，所述金属链的外部包裹有纤维增强塑料材质的防腐层。
优选地，所述整个装置的浮力大于装置的重量。
优选地，所述浮箱的表面涂覆乙烯基酯胶衣树脂。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明提供的桥墩防撞蓄能回弹滑动缓冲装置，桥墩的周边设有一圈浮箱，形成一道防撞保护的屏障，桥墩于浮箱之间安装有蓄能回弹装置，蓄能回弹装置为由内橡胶-弹簧-外橡胶组成的三明治缓冲结构，当有船体等其他碰撞物撞击桥墩时，就会接触浮箱的外层箱体，浮箱的外层箱体和内层箱体均包括纤维增强塑料材质的外壳和填充在外壳内的消能材料，能吸收一定的能量，内外浮箱与缓冲元件能够吸收一定能量，通过浮箱上下滑动损耗部分能量，能量传递到蓄能回弹装置又可以吸收部分能量，由蓄能回弹装置通过金属链传递到桥墩的能量就大大减小了，从而提高了桥墩的防撞击能力，浮箱的外层箱体和内层箱体之间设置有缓冲元件通过弹性变形吸收能量也能够进行碰撞物的缓冲，减少撞击力，此外，蓄能回弹装置能够进一步降低船体等的冲击力，蓄能回弹装置仅需吸收部分动能即可有效的保护桥墩，降低了浮箱的因撞击而损坏的风险，进一步的提高了防撞装置的安全性能，也进一步提高了其防撞击能力。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明图1中A-A剖面的结构示意图。
附图标记说明：
1、浮箱；101、外层箱体；102、内层箱体；103、缓冲元件；2、蓄能回弹装置；3、金属链。
具体实施方式
下面结合附图1-2，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。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的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。
本发明实施例提供的桥墩防撞蓄能回弹滑动缓冲装置，包括用于设置在桥墩外侧的缓冲单元，缓冲单元包括由内到外设置的金属链3、蓄能回弹装置2 和浮箱1，蓄能回弹装置2能通过金属链3和桥墩连接，该装置为由内橡胶- 弹簧-外橡胶组成的三明治缓冲结构，浮箱1设置于蓄能回弹装置2外围；
浮箱1包括外层箱体101、内层箱体102以及设置在外层箱体101和内层箱体102之间的缓冲元件103，外层箱体101和内层箱体102均包括纤维增强塑料材质的外壳和填充在外壳内的消能材料。
本发明还具有如下特点：
其中，外层箱体101和内层箱体102的机构相同，均包括底板封闭的浮力单元箱和底部开孔的水阻单元箱，水阻单元箱支撑于浮力单元箱之上，还包括对称的两个矩形侧板和对称的两个拱形侧板，矩形侧板和拱形侧板依次采用空间燕尾榫槽连接方式积木式组成组合式环形箱体结构，提供浮箱1结构压重稳定和水下抗撞保护所需要的淹没深度，用于桥梁的桥墩上，可随水位的变化而上下浮动。
缓冲元件103为弹簧或橡胶缓冲元件103，弹簧橡胶具有较强的抗拉压、变形能力，起到缓冲作用。
为了便于固定缓冲元件103，内层箱体102的外壁上和外层箱体101的内壁上均开设有第一凹槽和第二凹槽，缓冲元件103通过第一凹槽和第二凹槽固定在内层箱体102和外层箱体101之间，防止缓冲元件103的错移。
其中，消能材料为轻质木材、聚氨酯泡沫、聚氯乙烯泡沫、聚苯砂浆、橡胶轮胎、橡胶块或聚酰亚胺泡沫中的一种或几种，纤维增强塑料采用纤维与树脂制成，纤维为碳纤维、玻璃纤维或芳纶纤维中的一种或几种。
为了提高使用寿命，金属链3的外部包裹有纤维增强塑料材质的防腐层。
本发明能保证浮箱1可随水位的变化而上下浮动，浮箱1连带金属链3所受浮力大于装置的重量，即保证整个装置的浮力大于装置的重量。
此外，浮箱1的表面涂覆乙烯基酯胶衣树脂，具有阻燃性、抗紫外线老化和水蚀老化的作用。
综上，本发明提供的桥墩防撞蓄能回弹滑动缓冲装置，桥墩的周边设有一圈浮箱，形成一道防撞保护的屏障，桥墩于浮箱之间安装有蓄能回弹装置，蓄能回弹装置为由内橡胶-弹簧-外橡胶组成的三明治缓冲结构，当有船体等其他碰撞物撞击桥墩时，就会接触浮箱的外层箱体，浮箱的外层箱体和内层箱体均包括纤维增强塑料材质的外壳和填充在外壳内的消能材料，能吸收一定的能量，浮箱的外层箱体和内层箱体之间设置有缓冲元件通过弹性变形吸收能量也能够进行碰撞物的缓冲，减少撞击力，此外，蓄能回弹装置能够进一步降低船体等的冲击力，蓄能回弹装置仅需吸收部分动能即可有效的保护桥墩，降低了浮箱的因撞击而损坏的风险，进一步的提高了防撞装置的安全性能，也进一步提高了其防撞击能力。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.桥墩防撞蓄能回弹滑动缓冲装置，其特征在于：包括用于设置在桥墩外侧的缓冲单元，所述缓冲单元包括由内到外设置的金属链(3)、蓄能回弹装置(2)和浮箱(1)，所述蓄能回弹装置(2)能通过金属链(3)和桥墩连接，所述蓄能回弹装置(2)为由内橡胶-弹簧-外橡胶组成的三明治缓冲结构，所述浮箱(1)设置于蓄能回弹装置(2)的外围；
所述浮箱(1)包括外层箱体(101)、内层箱体(102)以及设置在外层箱体(101)和内层箱体(102)之间的缓冲元件(103)，所述外层箱体(101)和内层箱体(102)结构相同，均包括底板封闭的浮力单元箱、底部开孔的水阻单元箱、对称的两个矩形侧板、对称的两个拱形侧板、纤维增强塑料材质的外壳和填充在外壳内的消能材料，所述水阻单元箱支撑于浮力单元箱之上，所述矩形侧板和拱形侧板依次采用空间燕尾榫槽连接方式积木式组成组合式环形箱体结构。
2.根据权利要求1所述的桥墩防撞蓄能回弹滑动缓冲装置，其特征在于：所述缓冲元件(103)为弹簧或橡胶。
3.根据权利要求1所述的桥墩防撞蓄能回弹滑动缓冲装置，其特征在于：所述内层箱体(102)的外壁上和外层箱体(101)的内壁上均开设有第一凹槽和第二凹槽，所述缓冲元件(103)通过第一凹槽和第二凹槽固定在内层箱体(102)和外层箱体(101)之间。
4.根据权利要求1所述的桥墩防撞蓄能回弹滑动缓冲装置，其特征在于：所述消能材料为轻质木材、聚氨酯泡沫、聚氯乙烯泡沫、聚苯砂浆、橡胶轮胎、橡胶块或聚酰亚胺泡沫中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的桥墩防撞蓄能回弹滑动缓冲装置，其特征在于：所述纤维增强塑料采用纤维与树脂制成，纤维为碳纤维、玻璃纤维或芳纶纤维中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的桥墩防撞蓄能回弹滑动缓冲装置，其特征在于：所述金属链(3)的外部包裹有纤维增强塑料材质的防腐层。
7.根据权利要求1所述的桥墩防撞蓄能回弹滑动缓冲装置，其特征在于：所述整个装置的浮力大于装置的重量。
8.根据权利要求1所述的桥墩防撞蓄能回弹滑动缓冲装置，其特征在于：所述浮箱(1)的表面涂覆乙烯基酯胶衣树脂。
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