CN116657557A - 一种深水大跨桥梁防船撞装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种深水大跨桥梁防船撞装置，属于桥梁保护技术领域。本发明解决了防撞装置对船只造成损坏的问题，包括浮动柱，浮动柱通过第一弹性连接组件与水底相连，浮动柱上设置有船向转换机构，船向转换机构包括连接环，连接环上转动连接有第一挡板和第二挡板，第一挡板与第二挡板之间连接有弹性件，第一挡板和第二挡板通过第二弹性连接组件与水底连接。第一挡板、第二挡板和浮动柱与水底弹性连接，可对船体的能量进行消耗，当船向转换机构无法阻挡船只前进时，当第一挡板或第二挡板转动到与后方的触发绳接触时，可使弹力网和筒体立起，在弹力网和船向转换机构的共同作用下，进一步消耗船体的冲击力，直到船体停止。

Description

一种深水大跨桥梁防船撞装置

技术领域

本发明属于桥梁保护技术领域，具体涉及一种深水大跨桥梁防船撞装置。

背景技术

船桥碰撞发生时，后果严重，会造成巨大的经济损失和社会影响，如桥梁倒塌、船舶沉没、人员伤亡、环境污染、陆水运输中断等。一般在发生撞击桥梁之前，驾驶人员都能发现会撞到桥梁，进行紧急制动，但是由于距离较近，且船体具有较大的惯性，因此在惯性的作用下船只还是会撞击到桥梁，因此保护通航水域中的桥墩不受船舶碰撞的防撞装置就显得格外重要，保护通航水域中的桥墩不受船舶碰撞的防撞装置有很多种，如人工岛、橡胶护舷、钢套箱、防撞桩群、围堰防撞系统。一般来说，其基本工作原理是通过结构的局部塑性变形和破坏来吸收船舶的动能。橡胶护舷装置足以在较低的撞击速度下吸收与中小型船舶有关的碰撞能量和载荷，而其他类型的保护通常用于较大的船只和较高的撞击速度。这些常规装置或系统在达到保护桥梁作用的同时，往往对船只会有损坏，因此需要改进。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明提供了一种深水大跨桥梁防船撞装置，拟解决现有技术中的防撞装置保护桥梁作用的同时，往往对船只会有损坏。

本发明采用的技术方案如下：

一种深水大跨桥梁防船撞装置，包括浮动柱，所述浮动柱通过第一弹性连接组件与水底相连，所述浮动柱上均设置有船向转换机构，所述船向转换机构包括套设在所述浮动柱上的连接环，所述连接环上转动连接有第一挡板和第二挡板，所述第一挡板与第二挡板之间设置有弹性件，所述弹性件的两端分别与第一挡板和第二挡板连接，所述第一挡板和第二挡板远离桥梁的一侧形成的夹角小于180度，所述第一挡板和第二挡板分别通过第二弹性连接组件与水底连接。

采用该技术方案后，当船体朝向桥梁驶来时，会进入到第一挡板和第二挡板之间，当船体正好卡在第一挡板和第二挡板的正中间时，会对第一挡板和第二挡板产生向外扩张的力，由于第一挡板与第二挡板之间设置有弹性件，以及第一挡板和第二挡板通过第二弹性组件与水底连接，因此第一挡板和第二挡板都会具有恢复到原来位置的复位力，该复位力对船体产生远离桥梁的作用力，同时由于浮动柱桶盖第一弹性组件与水底连接，因此第一弹性组件也对船体产生远离桥梁的作用力，通过第一弹性连接组件、第二弹性连接组件和弹性件可以吸收船体的冲击力并给船体远离桥梁的作用力，直到船体停止，防止桥梁被撞；当船体偏向第一挡板或第二挡板向桥梁驶来时，由于船体给第一挡板和第二挡板的作用力大小不同，第一挡板和第二挡板会给船体一个转向力，例如船体朝向第一挡板驶来时，会给第一挡板向靠近桥梁的一侧转动的力，由于第一挡板与第二挡板之间设置有弹性件，因此第二挡板也会朝着第一挡板的方向转动，第二挡板转动时会给船体向远离第二挡板的一侧移动的作用力，从而改变船体的冲击力转向，同时消耗船体的冲击力，随着第二挡板和第一挡板的位移增大，第二弹性连接组件对第二挡板和第一挡板产生的复位力又会对船体产生对行进方向相反的作用力，以此进一步消耗船体的冲击力，直到船体停止，由于第一挡板、第二挡板以及整个浮动柱都是与水底弹性连接的，因此既可以对船体的能量进行消耗，同时也不会对船体造成损伤。

作为优选，所述第一挡板和第二挡板远离桥梁的一侧侧壁上均覆盖有囊袋，所述囊袋与第一挡板和第二挡板固定连接，所述囊袋内设置有颗粒状的缓冲件。

采用该技术方案后，当船体进入第一挡板和第二挡板之间时，船体与装有缓冲件的囊袋接触，避免船体受损。

作为优选，所述缓冲件为河沙。

采用该技术方案后，河沙容易获取且成本低。

作为优选，所述第一挡板和第二挡板上均设置有数个第一过水孔，所述囊袋上设置有数个分别与数个所述第一过水孔配合的第二过水孔。

采用该技术方案后，通过过水孔缓冲水体对第一挡板和第二挡板的冲击力。

作为优选，所述浮动柱上设置有滑槽，所述连接环与所述滑槽滑动连接，所述第一挡板与第二挡板靠近水体的一侧设置有浮漂。

采用该技术方案后，当水位发生变化时，第一挡板和第二挡板的位置可以根据水位在一定范围内波动，以适应水位的变化。

作为优选，所述浮动柱的顶部设置有太阳能发电板，所述船向转换机构上设置有轮廓灯、雷达测距仪和警报器，所述太阳能发电板分别与轮廓灯、雷达测距仪和警报器电连接。

采用该技术方案后，船体撞击桥梁一般发生的晚上，这是由于晚上视野不清晰，驾驶人员也容易犯困，因此通过太阳能发电板在白天积攒电能，用于在晚上开启轮廓灯、雷达测距仪和警报器，通过轮廓灯提醒驾驶人员前方有桥梁，通过雷达测距仪检测前方是否有障碍物，当检测到前方障碍物时启动警报器，发出警报，可一定程度降低本装置的使用次数，提高本装置的使用寿命。

作为优选，所述第一弹性连接组件包括对称设置在浮动柱两侧的两个连接柱，两个所述连接柱均与水底固定连接，每个连接柱上均固定设置有两个第一弹力绳组，两个所述第一弹力绳组分别与所述浮动柱的上部和下部固定连接。

作为优选，所述第二弹性连接组件包括数个第二弹力绳组，每个所述第二弹力绳组均包括两个弹力绳，两个弹力绳的一端与第一挡板或第二挡板固定连接，另一端与水底固定连接，且两个弹力绳靠近第一挡板或第二挡板的一侧形成的夹角小于180度，大于0度。

作为优选，所述第一弹性连接组件包括对称设置在浮动柱两侧的两个浮箱，两个所述浮箱均通过锚索锚固于水底，两个所述浮箱之间设置有两个第一弹力绳组，两个所述第一弹力绳组分别与所述浮动柱的上部和下部固定连接。

作为优选，两个所述浮箱之间还设置有弹力网，所述弹力网位于船向转换机构的后方，所述弹力网靠近船向转换机构的一侧连接有触发绳，所述弹力网上还固定设置有可漂浮于水面上的筒体。

作为优选，还包括用于调整根据水位锚索的长度的调节机构，所述调节机构包括与每个锚索配合的卷线轮，所述锚索的一端固定设置在卷线轮上，所述卷线轮均设置在浮箱内，所述卷线轮都连接有用于驱动卷线轮转动的电机，所述电机电连接有设置在浮箱内的控制器，所述控制器电连接有设置在浮箱外表面上部的第一水位检测器和设置在浮箱外表面下部的第二水位检测器。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1.当船体朝向桥梁驶来时，会进入到第一挡板和第二挡板之间，当船体正好卡在第一挡板和第二挡板的正中间时，会对第一挡板和第二挡板产生向外扩张的力，由于第一挡板与第二挡板之间设置有弹性件，以及第一挡板和第二挡板通过第二弹性组件与水底连接，因此第一挡板和第二挡板都会具有恢复到原来位置的复位力，该复位力对船体产生远离桥梁的作用力，同时由于浮动柱桶盖第一弹性组件与水底连接，因此第一弹性组件也对船体产生远离桥梁的作用力，通过第一弹性连接组件、第二弹性连接组件和弹性件可以吸收船体的冲击力并给船体远离桥梁的作用力，直到船体停止，防止桥梁被撞。

2.当船体偏向第一挡板或第二挡板向桥梁驶来时，由于船体给第一挡板和第二挡板的作用力大小不同，第一挡板和第二挡板会给船体一个转向力，例如船体朝向第一挡板驶来时，会给第一挡板向靠近桥梁的一侧转动的力，由于第一挡板与第二挡板之间设置有弹性件，因此第二挡板也会朝着第一挡板的方向转动，第二挡板转动时会给船体向远离第二挡板的一侧移动的作用力，从而改变船体的冲击力转向，同时消耗船体的冲击力，随着第二挡板和第一挡板的位移增大，第二弹性连接组件对第二挡板和第一挡板产生的复位力又会对船体产生对行进方向相反的作用力，以此进一步消耗船体的冲击力，直到船体停止，由于第一挡板、第二挡板以及整个浮动柱都是与水底弹性连接的，因此既可以对船体的能量进行消耗，同时也不会对船体造成损伤。

3.当船体进入第一挡板和第二挡板之间时，船体与装有缓冲件的囊袋接触，避免船体受损。

附图说明

图1为本发明实施例1的结构示意图；

图2为本发明实施例2的结构示意图；

图3为本发明实施例3中调节机构的结构示意图；

其中，1-连接柱，2-浮动柱，3-滑槽，4-第一挡板，5-第二过水孔，6-第一弹力绳组，7-弹力绳，8-浮漂，9-弹性件，10-太阳能发电板，11-轮廓灯，12-雷达测距仪，13-囊袋，14-第二挡板，15-浮箱，16-锚索，17-弹力网，18-筒体，19-第一水位检测器，20-卷线轮，21-第二水位检测器。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域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，都属于本申请保护的范围。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置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申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

一种深水大跨桥梁防船撞装置，包括沿水体流向分别设置在桥梁两侧的两个浮动柱2，所述浮动柱2通过第一弹性连接组件与水底相连，两个所述浮动柱2上均设置有船向转换机构，所述船向转换机构包括套设在所述浮动柱2上的连接环，所述连接环上转动连接有第一挡板4和第二挡板14，所述第一挡板4与第二挡板14之间设置有弹性件9，所述弹性件9的两端分别与第一挡板4和第二挡板14连接，所述第一挡板4和第二挡板14远离桥梁的一侧形成的夹角为120度，所述第一挡板4和第二挡板14通过第二弹性连接组件与水底连接。

本实施例中，所述第一挡板4和第二挡板14远离桥梁的一侧侧壁上均覆盖有囊袋13，所述囊袋13与第一挡板4和第二挡板14固定连接，所述囊袋13内设置有颗粒状的缓冲件。

本实施例中，所述缓冲件为河沙。

本实施例中，所述第一挡板4和第二挡板14上均设置有数个第一过水孔，所述囊袋13上设置有数个分别与数个所述第一过水孔配合的第二过水孔5。

本实施例中，所述浮动柱2上设置有滑槽3，所述连接环与所述滑槽3滑动连接，所述第一挡板4与第二挡板14靠近水体的一侧设置有浮漂8。

本实施例中，所述浮动柱2的顶部设置有太阳能发电板10，所述船向转换机构上设置有轮廓灯11、雷达测距仪12和警报器，所述太阳能发电板10分别与轮廓灯11、雷达测距仪12和警报器电连接。

本实施例中，所述第一弹性连接组件包括对称设置在浮动柱2两侧的两个连接柱1，两个所述连接柱1均与水底固定连接，每个连接柱1上均固定设置有两个第一弹力绳组6，两个所述第一弹力绳组6分别与所述浮动柱2的上部和下部固定连接。

本实施例中，所述第二弹性连接组件包括数个第二弹力绳组，每个所述第二弹力绳组均包括两个弹力绳7，两个弹力绳7的一端与第一挡板4或第二挡板14固定连接，另一端与水底固定连接，且两个弹力绳7靠近第一挡板4或第二挡板14的一侧形成的夹角为100度。

本实施例中，所述弹性件9为数个弹簧。

参照图1，本发明的使用方法如下：

太阳能发电板10在白天积攒电能，用于在晚上开启轮廓灯11、雷达测距仪12和警报器，通过轮廓灯11提醒驾驶人员前方有桥梁，通过雷达测距仪12检测前方是否有障碍物，当检测到前方障碍物时启动警报器，发出警报；

当驾驶人员听到警报紧急制动还是无法控制船体撞向桥梁时，船体会进入到第一挡板4和第二挡板14之间，与第一挡板4和第二挡板14上装有河沙的囊袋13接触，有河沙的囊袋13对船体的冲击力进行缓冲，当船体正好卡在第一挡板4和第二挡板14的正中间时，会对第一挡板4和第二挡板14产生向外扩张的力，由于第一挡板与第二挡板之间设置有数个弹簧，以及第一挡板4和第二挡板14通过弹力绳7与水底连接，因此第一挡板4和第二挡板14都会具有恢复到原来位置的复位力，该复位力对船体产生远离桥梁的作用力，同时由于浮动柱通过第一弹力绳组6与水底连接，因此第一弹力绳组6也对船体产生远离桥梁的作用力，通过第一弹力绳组6、弹力绳7和弹簧可以吸收船体的冲击力并给船体远离桥梁的作用力，直到船体停止，防止桥梁被撞；

当船体偏向第一挡板4或第二挡板14向桥梁驶来时，由于船体给第一挡板4和第二挡板14的作用力大小不同，第一挡板4和第二挡板14会给船体一个转向力，例如船体偏向第一挡板4驶来时，会给第一挡板4向靠近桥梁的一侧转动的力，由于第一挡板4与第二挡板14之间设置有弹簧，因此第二挡板14也会朝着第一挡板4的方向转动，第二挡板14转动时会给船体向远离第二挡板14的一侧移动的作用力，从而改变船体的冲击力转向，同时消耗船体的冲击力，随着第二挡板14和第一挡板4的位移增大，弹力绳7对第二挡板14和第一挡板4产生的复位力又会对船体产生对行进方向相反的作用力，以此进一步消耗船体的冲击力，直到船体停止。

实施例2

本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于，本实施例中未设置太阳能发电板10，轮廓灯11、雷达测距仪12和警报器，且本实施例中所述第一弹性连接组件包括对称设置在浮动柱2两侧的两个浮箱15，两个所述浮箱1均通过锚索16锚固于水底，两个所述浮箱15之间设置有两个第一弹力绳组6，两个所述第一弹力绳组6分别与所述浮动柱2的上部和下部固定连接，两个所述浮箱15之间还设置有弹力网17，所述弹力网17位于船向转换机构的后方，所述弹力网17上还固定设置有可漂浮于水面上的筒体18。

本实施例中，当船向转换机构无法阻挡船只前进时，当第一挡板4或第二挡板14转动到与后方的触发绳接触时，和船体一起将弹力绳向水下压，从而使弹力网17和筒体18立起，从而给船体施加反方向的推力，在弹力网17和船向转换机构的共同作用下，进一步消耗船体的冲击力，直到船体停止。

实施例3

本实施例与实施例2基本相同，不同之处在于：如图3所示，本实施例中还设置有用于调整根据水位锚索16的长度的调节机构，所述调节机构包括与每个锚索16配合的卷线轮20，所述锚索16的一端固定设置在卷线轮20上，所述卷线轮20均设置在浮箱15内，所述卷线轮20都连接有用于驱动卷线轮20转动的电机，所述电机电连接有设置在浮箱15内的控制器，所述控制器电连接有设置在浮箱15外表面上部的第一水位检测器19和设置在浮箱15外表面下部的第二水位检测器21，当位于上部的第一水位检测器19检测到水位达到第一水位检测器19处时，说明水位升高，因此启动电机转动，将卷线轮20上缠绕的锚索16放出，当控制器分析到水位低于第一水位检测器19处，且高于第二水位检测器21时，关闭电机，电机停止转动，当位于下部的第二水位检测器检测到水位低于第二水位检测器所在位置处时，说明水位过低，因此启动电机反方向转动，将锚索16缠绕在卷线轮20上，当控制器分析到检测到水位高于第二水位检测器21处，且低于第一水位检测器19时，关闭电机，电机停止转动，从而适应水位的变化。

浮箱15的顶部还设置有太阳能发电板10(图中未示出)，太阳能发电板10与第一水位检测器19处、第二水位检测器21、控制器以及电机电连接，为其供电。

以上所述实施例仅表达了本申请的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术方案构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种深水大跨桥梁防船撞装置，其特征在于：包括浮动柱(2)，所述浮动柱(2)通过第一弹性连接组件与水底相连，所述浮动柱(2)上均设置有船向转换机构，所述船向转换机构包括套设在所述浮动柱(2)上的连接环，所述连接环上转动连接有第一挡板(4)和第二挡板(14)，所述第一挡板(4)与第二挡板(14)之间设置有弹性件(9)，所述弹性件(9)的两端分别与第一挡板(4)和第二挡板(14)连接，所述第一挡板(4)和第二挡板(14)远离桥梁的一侧形成的夹角小于180度，所述第一挡板(4)和第二挡板(14)分别通过第二弹性连接组件与水底连接。

2.根据权利要求1所述的一种深水大跨桥梁防船撞装置，其特征在于：所述第一挡板(4)和第二挡板(14)远离桥梁的一侧侧壁上均覆盖有囊袋(13)，所述囊袋(13)与第一挡板(4)和第二挡板(14)固定连接，所述囊袋(13)内设置有颗粒状的缓冲件。

3.根据权利要求2所述的一种深水大跨桥梁防船撞装置，其特征在于：所述缓冲件为河沙。

4.根据权利要求2所述的一种深水大跨桥梁防船撞装置，其特征在于：所述第一挡板(4)和第二挡板(14)上均设置有数个第一过水孔，所述囊袋(13)上设置有数个分别与数个所述第一过水孔配合的第二过水孔(5)。

5.根据权利要求1-4任一项所述的一种深水大跨桥梁防船撞装置，其特征在于：所述浮动柱(2)上设置有滑槽(3)，所述连接环与所述滑槽(3)滑动连接，所述第一挡板(4)与第二挡板(14)靠近水体的一侧设置有浮漂(8)。

6.根据权利要求1-4任一项所述的一种深水大跨桥梁防船撞装置，其特征在于：所述第一弹性连接组件包括对称设置在浮动柱(2)两侧的两个连接柱(1)，两个所述连接柱(1)均与水底固定连接，每个连接柱(1)上均固定设置有两个第一弹力绳组(6)，两个所述第一弹力绳组(6)分别与所述浮动柱(2)的上部和下部固定连接。

7.根据权利要求1-4任一项所述的一种深水大跨桥梁防船撞装置，其特征在于：所述第二弹性连接组件包括数个第二弹力绳组，每个所述第二弹力绳组均包括两个弹力绳(7)，两个弹力绳(7)的一端与第一挡板(4)或第二挡板(14)固定连接，另一端与水底固定连接，且两个弹力绳(7)靠近第一挡板(4)或第二挡板(14)的一侧形成的夹角小于180度，大于0度。

8.根据权利要求1-4任一项所述的一种深水大跨桥梁防船撞装置，其特征在于：所述第一弹性连接组件包括对称设置在浮动柱(2)两侧的两个浮箱(15)，两个所述浮箱(1)均通过锚索(16)锚固于水底，两个所述浮箱(15)之间设置有两个第一弹力绳组(6)，两个所述第一弹力绳组(6)分别与所述浮动柱(2)的上部和下部固定连接。

9.根据权利要求8所述的一种深水大跨桥梁防船撞装置，其特征在于：两个所述浮箱(15)之间还设置有弹力网(17)，所述弹力网(17)位于船向转换机构的后方，所述弹力网(17)靠近船向转换机构的一侧连接有触发绳，所述弹力网(17)上还固定设置有可漂浮于水面上的筒体(18)。

10.根据权利要求8所述的一种深水大跨桥梁防船撞装置，其特征在于：还包括用于调整根据水位锚索(16)的长度的调节机构，所述调节机构包括与每个锚索(16)配合的卷线轮(20)，所述锚索(16)的一端固定设置在卷线轮(20)上，所述卷线轮(20)均设置在浮箱(15)内，所述卷线轮(20)都连接有用于驱动卷线轮(20)转动的电机，所述电机电连接有设置在浮箱(15)内的控制器，所述控制器电连接有设置在浮箱(15)外表面上部的第一水位检测器(19)和设置在浮箱(15)外表面下部的第二水位检测器(21)。