CN115679927A - 一种基于瞬变体系的闸门耗能防撞结构及船闸闸门 - Google Patents
一种基于瞬变体系的闸门耗能防撞结构及船闸闸门 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115679927A CN115679927A CN202211346942.6A CN202211346942A CN115679927A CN 115679927 A CN115679927 A CN 115679927A CN 202211346942 A CN202211346942 A CN 202211346942A CN 115679927 A CN115679927 A CN 115679927A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- collision
- hoop
- gate
- honeycomb panel
- transient system
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A30/00—Adapting or protecting infrastructure or their operation
- Y02A30/30—Adapting or protecting infrastructure or their operation in transportation, e.g. on roads, waterways or railways
Landscapes
- Vibration Dampers (AREA)
Abstract
本发明公开了一种基于瞬变体系的闸门耗能防撞结构及船闸闸门，闸门耗能防撞结构由多个防撞基本单元组成，所述防撞基本单元包括防撞蜂窝面板、缓冲支撑管杆和抱箍连接装置；各个所述防撞基本单元的缓冲支撑管杆相互平行，并垂直于所述防撞蜂窝面板；所述缓冲支撑管杆两端分别与防撞蜂窝面板、抱箍连接装置销接，所述抱箍连接装置安装在在闸门主体的竖向桁架结构上，各防撞基本单元整体组成形成瞬变体系。本发明闸门耗能防撞结构形成的瞬变体系，体系的变刚度特性能合理应对不同程度撞击，起到合适的缓冲耗能与支撑效果；本发明的结构简单，具有轻质、便于更换、拥有多重耗能和保护机制等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于瞬变体系的闸门耗能防撞结构，属于通航建筑物船闸闸门技术领域。
背景技术
随着水运业的迅速发展，全国的船闸数量近年来快速增长，闸门的正常启闭是船闸安全运行的必要条件。为了更好地保护船闸闸门，保证船舶过闸安全，一般需在闸门门体设置防撞设施。
目前，闸门基本采用空间网架体系，其防撞系统多为支承杆系、防撞面板形式。该种形式在船舶的撞击下几乎无消能作用，为刚性碰撞。随着船舶大型化速度的加快，船舶的撞击动能加大，造成防撞系统与闸门门体在船舶撞击时易发生变形损坏。由于门体振动易造成焊缝开裂，降低门体结构安全度和使用寿命，且不易更换或维修，影响船闸的正常通航。另一方面，传统的防撞系统自重较大，引起门体偏重，对闸门的平稳运行、支承运转件的使用寿命等均造成影响。
近年来，新型缓冲耗能装置在工业领域得到了广泛应用，因此，结合船闸闸门防撞系统的特殊要求，开发研制出轻质、耗能、便于更换的船闸闸门防撞系统，具有较高的现实意义和较好的推广应用价值。
发明内容
本发明的目的在于提出一种基于瞬变体系的闸门耗能防撞结构及船闸闸门，该结构具有轻质、耗能性能强、便于更换的优点。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种基于瞬变体系的闸门耗能防撞结构，其特征在于：由多个防撞基本单元组成，所述防撞基本单元包括防撞蜂窝面板、缓冲支撑管杆和抱箍连接装置；各个所述防撞基本单元的缓冲支撑管杆相互平行，并垂直于所述防撞蜂窝面板；所述缓冲支撑管杆两端分别与防撞蜂窝面板、抱箍连接装置销接，所述抱箍连接装置安装在在闸门主体的竖向桁架结构上，各防撞基本单元整体组成形成瞬变体系。
作为优选方案，所述防撞蜂窝面板采用铝合金蜂窝面板；在所述铝合金蜂窝面板上焊接有两块连接刚板，所述缓冲支撑管杆与两块所述连接刚板连接。
作为优选方案，所述缓冲支撑管杆由空心钢管、端部接头、端板、销和连接件组成；所述端部接头端板分别设置在所述空心钢管的两端；所述端部接头与所述抱箍装置之间销接；所述连接件通过螺栓固定在所述端板上；所述连接件采用所述销与所述铝合金蜂窝面板的两块连接刚板连接。
作为优选方案，所述抱箍连接装置由抱箍装置和平面涡卷弹簧组成；所述涡卷弹簧布置在所述抱箍装置内，所述涡卷弹簧一端和抱箍装置内侧焊接相连，所述涡卷弹簧一端和闸门主体的竖向桁架体系的钢管的外侧相连；所述抱箍装置由一块半圆形抱箍板和两块四分之一圆形抱箍板组成，其中半圆形抱箍板与四分之一圆形抱箍板之间用螺栓连接，四分之一圆形抱箍板之间销接。
本发明闸门防撞结构的工作机理是：本闸门防撞结构体系属于瞬变结构体系，在撞击前结构刚度很小，撞击发生后结构发生无穷小位移，结构转变为几何不变结构，进入有刚度阶段，随着结构变形增大，刚度也随之变大（见图16所示），保证结构能很好地应对不同程度的撞击，发挥合理的缓冲耗能与支撑效果，有效保护闸门主体桁架结构；铝合金蜂窝板作为第一层次的储能减速装置，在受到撞击后首先发生变形，并消耗由撞击产生的冲击能；缓冲支撑管杆作为第二层次的储能减速装置，在受到撞击后会发生弹性变形并消耗由撞击产生的冲击能；平面涡卷弹簧在结构发生变形的同时会产生角位移，为结构受到撞击后的自复位提供足够的恢复力。该防撞结构采用了创新的结构体系，且构造简单、工作机理明确、经济适用、性能稳定，变刚度特性保证了合理的缓冲与支撑效果，同时具有多重耗能和保护机制。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、该闸门防撞结构属于瞬变结构，具有变刚度性质，保证结构能很好地应对不同程度的撞击，发挥合理的缓冲耗能与支撑效果，有效保护闸门主体桁架结构，延长结构的使用寿命。采用可替换分块式铝合金蜂窝板作为防撞板，具有质量轻、强度大的优点，且抗冲击、减震缓冲性能好，能通过自身变形吸收大部分由撞击产生的冲击能；更换方便，易于加工。
2、传统闸门防撞结构多采用支承杆系、防撞面板的形式，且基本为刚性连接，在撞击下几乎无消能作用，易发生永久性变形损坏。该闸门防撞结构构造简单，受力明确；同时该结构中铝合金蜂窝板与缓冲支撑管杆可同时发挥耗能作用，具有多重耗能和保护机制，耗能性能优良。
3、传统闸门防撞结构自重较大，引起门体偏重，对闸门的平稳运行、支承运转件的使用寿命等均造成影响。该闸门防撞结构采用轻质材料，结构形式简单，因此自重较轻，利于延长闸门的使用寿命，综合经济效益好。
4、采用平面涡卷弹簧作为自复位元件，不同规格的平面涡卷弹簧能满足不同的变形与恢复力的要求，这样便克服了现有的自复位材料极限弹性变形能力不足以及造价高等问题。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为防撞基本单元的整体示意图；
图3为防撞蜂窝面板示意图；
图4为缓冲支撑管杆示意图；
图5为抱箍连接装置示意图；
图6为圆形截面的空心钢管示意图；
图7为端部接头示意图；
图8为方形端板示意图；
图9为连接件示意图；
图10为圆柱销示意图；
图11为本发明在闸门中的布置示意图；
图12为本发明的蜂窝面板布置方式的示意图；
图13为安装有本发明的闸门在撞击前的示意图；
图14为安装有本发明的闸门在撞击后的示意图；
图15为本发明在撞击后的局部放大示意图；
图16为防撞结构刚度曲线。
附图标记说明
1—防撞蜂窝面板；11—防撞板；12—L形钢板；2—缓冲支撑管杆；21—圆形截面的空心钢杆；22—端部接头；23—方形端板；24—连接件；25—圆柱销；3—抱箍连接装置；31—抱箍装置；32—平面涡卷弹簧；33—闸门主体的竖向桁架体系的钢管；4—闸门主体的竖向桁架体系；5—拉索。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。以下实施例仅用于更加清楚的说明本发明的技术方案，更不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1、2所示，本实施例提供一种基于瞬变体系的自复位闸门防撞结构，由若干个防撞基本单元组成，防撞基本单元包括防撞蜂窝面板1、缓冲支撑管杆2和抱箍连接装置3，如图13所示，各个防撞基本单元的防撞蜂窝面板1可在水平方向上连续布置，竖直方向上间断布置，中间使用拉索5连接，使得面板受撞击时能协同工作，满足过水率与结构运动变形的要求；如图12所示，缓冲支撑管杆2两端分别与防撞蜂窝面板1、抱箍连接装置3销接；抱箍连接装置3安装在闸门主体的竖向桁架体系4上。
各个防撞基本单元的缓冲支撑管杆相互平行，并垂直于防撞蜂窝面板，缓冲支撑管杆两端分别与防撞蜂窝面板、抱箍连接装置销接；抱箍连接装置安装在在闸门主体的竖向桁架结构上，各防撞基本单元整体组成形成瞬变体系。。
如图3所示，防撞蜂窝面板1采用铝合金蜂窝面板11，铝合金蜂窝面板11中间焊接有两块相对布置的L形钢板12，L形钢板12与缓冲支撑管杆2销接。
如图4所示，缓冲支撑管杆2由圆形截面的空心钢管21、端部接头22、方形端板23、连接件24和圆柱销25组成，端部接头22上的圆形钢板与空心钢管21左端焊接连接，端部接头22上的弧形钢板与抱箍装置31之间销接；方形端板23与空心钢管21右端焊接连接，同时与连接件24上的方形钢板用高强螺栓连接；连接件24上的弧形钢板夹在防撞蜂窝面板1的两块L形钢板12中间，同时用圆柱销25连接；空心钢管21的长度可根据防撞基本单元位置的不同而改变。
如图5所示，抱箍连接装置3由抱箍装置31和平面涡卷弹簧32组成，涡卷弹簧32布置在抱箍装置31内；涡卷弹簧32一端和抱箍装置31内侧焊接相连，一端和闸门主体的竖向桁架体系的钢管33的外侧相连；抱箍装置31由一块半圆形抱箍板和两块四分之一圆形抱箍板组成，其中半圆形抱箍板与四分之一圆形抱箍板之间用螺栓连接，四分之一圆形抱箍板之间销接。
本实施例提供一种船闸闸门，包括闸门主体的竖向桁架体系4和实施例的自复位闸门防撞结构，自复位闸门防撞结构安装在竖向桁架体系4上，参见图11。
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，还可以作出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种基于瞬变体系的闸门耗能防撞结构，其特征在于：由多个防撞基本单元组成，所述防撞基本单元包括防撞蜂窝面板、缓冲支撑管杆和抱箍连接装置；各个所述防撞基本单元的缓冲支撑管杆相互平行，并垂直于所述防撞蜂窝面板；所述缓冲支撑管杆两端分别与防撞蜂窝面板、抱箍连接装置销接，所述抱箍连接装置安装在在闸门主体的竖向桁架结构上，各防撞基本单元整体组成形成瞬变体系。
2.根据权利要求1所述的基于瞬变体系的闸门耗能防撞结构，其特征在于：所述防撞蜂窝面板采用铝合金蜂窝面板；在所述铝合金蜂窝面板上焊接有两块连接刚板，所述缓冲支撑管杆与两块所述连接刚板连接。
3.根据权利要求2所述的基于瞬变体系的闸门耗能防撞结构，其特征在于：所述缓冲支撑管杆由空心钢管、端部接头、端板、销和连接件组成；所述端部接头端板分别设置在所述空心钢管的两端；所述端部接头与所述抱箍装置之间销接；所述连接件通过螺栓固定在所述端板上；所述连接件采用所述销与所述铝合金蜂窝面板的两块连接刚板连接。
4.根据权利要求3所述的基于瞬变体系的闸门耗能防撞结构，其特征在于：所述抱箍连接装置由抱箍装置和平面涡卷弹簧组成；所述涡卷弹簧布置在所述抱箍装置内，所述涡卷弹簧一端和抱箍装置内侧焊接相连，所述涡卷弹簧一端和闸门主体的竖向桁架体系的钢管的外侧相连；所述抱箍装置由一块半圆形抱箍板和两块四分之一圆形抱箍板组成，其中半圆形抱箍板与四分之一圆形抱箍板之间用螺栓连接，四分之一圆形抱箍板之间销接。
5.一种船闸闸门，包括构成闸门主体的竖向桁架结构，其特征在于：在所述竖向桁架结构上设置有权利要求1-4任一所述的闸门耗能防撞结构。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211346942.6A CN115679927A (zh) | 2022-10-31 | 2022-10-31 | 一种基于瞬变体系的闸门耗能防撞结构及船闸闸门 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211346942.6A CN115679927A (zh) | 2022-10-31 | 2022-10-31 | 一种基于瞬变体系的闸门耗能防撞结构及船闸闸门 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115679927A true CN115679927A (zh) | 2023-02-03 |
Family
ID=85046749
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211346942.6A Pending CN115679927A (zh) | 2022-10-31 | 2022-10-31 | 一种基于瞬变体系的闸门耗能防撞结构及船闸闸门 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115679927A (zh) |
-
2022
- 2022-10-31 CN CN202211346942.6A patent/CN115679927A/zh active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN207794351U (zh) | 带有减震耗能器的可更换软钢平波竖向弯曲箱型阻尼器 | |
| CN100587182C (zh) | 可调式金属复合型低屈服点阻尼器 | |
| CN208749195U (zh) | 一种可更换的轴向拉压型软钢耗能阻尼器 | |
| CN109853770A (zh) | 一种自复位双弓对拉双重耗能支撑装置 | |
| CN111877585B (zh) | 一种自复位多级减震耗能碟簧软钢阻尼器 | |
| CN114293674B (zh) | 一种带有sma摩擦复合阻尼器的连梁和sma摩擦复合阻尼器 | |
| CN109137831B (zh) | 一种双箭头式桥墩防护装置 | |
| CN107165300A (zh) | 一种防面外屈曲的菱形开孔h型钢阻尼器 | |
| CN115679927A (zh) | 一种基于瞬变体系的闸门耗能防撞结构及船闸闸门 | |
| CN113756461A (zh) | 具有位移放大功能的底角阻尼器及摇摆耗能的装配式剪力墙 | |
| CN113700362A (zh) | 一种基于sma装配式易复位转动耗能节点 | |
| CN218712799U (zh) | 一种闸门防撞装置 | |
| CN218712684U (zh) | 一种基于恒力弹簧的自复位闸门防撞结构 | |
| CN103590505A (zh) | 蜂窝型钢板阻尼器 | |
| CN218405319U (zh) | 一种闸门自复位防撞结构 | |
| CN102521450A (zh) | 一种轴对称变形薄壁圆管吸能装置的设计方法 | |
| CN115748637A (zh) | 一种摩擦耗能自复位闸门防撞单元及防撞装置 | |
| CN112709373B (zh) | 装配式形状记忆合金耗能组合柱及安装方法 | |
| CN112814190A (zh) | 一种弯曲耗能型索系支撑 | |
| CN113107251A (zh) | 一种具有高强度吸收能量功能的钢防屈曲隅撑 | |
| CN111827086A (zh) | 一种顺桥向转动缓冲耗能型桥梁抗震挡块 | |
| CN113494143A (zh) | 波纹钢板墙-转动铅阻尼器双功能复合减震装置及其双阶段抗震控制方法 | |
| CN201406776Y (zh) | 内碰-摩擦-形变三级耗能抗扭转消能器 | |
| CN110670729A (zh) | 一种可恢复功能的承载耗能梁柱节点装置 | |
| CN108222625A (zh) | 一种四铝合金角形板内芯装配式屈曲约束支撑 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |