CN116752495B - 防船撞击式桥墩防护装置及施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种防船撞击式桥墩防护装置及施工方法，该装置包括：内底板和抵板，用于将桥墩防护装置抱箍于桥墩，内底板为一首尾相接的构件，其内侧面上依次设置橡胶阻尼板和抵板；抵板的内侧面与桥墩的外表面相抵；外板和底板，用于安装第二缓冲组件，外板为一首尾相接的构件，其围在内底板的外部；外板与桥梁长度方向垂直的部分，其和内底板之间连接有腹板；底板平行于桥梁长度方向，并固定于外板的内壁；底板通过腹板与内底板连接；第二缓冲组件及第一缓冲组件。本发明通过两级缓冲，有效吸收撞击力，并可重复使用。
Description
技术领域
本发明属于桥墩防护技术领域，具体涉及一种防船撞击式桥墩防护装置及施工方法。
背景技术
随着交通运输业的快速发展，我国近期修建的跨越通航江河、港区和海峡的大型桥梁数量逐步增多，而航道上的船舶数量也不断增加且船型趋于大型化，使得桥梁和通行船舶之间的矛盾日趋突出，因此船舶撞击桥墩的事故亦不断增加，船桥碰撞事故会导致生命和财产的灭失，给人类活动、社会稳定和自然环境造成严重影响，直接危及水运、公路和铁路等运输方式的安全性，轻者将造成船、桥损伤，影响其使用寿命，重者将船毁桥塌，造成重大的人员伤亡和财产损失。
传统的桥梁桥墩防护结构通常是在桥梁桥墩建造时对桥墩加固，加固方式为增加混凝土厚度、增加钢筋密度，通过增大桥墩外形尺寸的方式进行加固，或者在桥墩的防撞面设置护栏装置，主要形式为混凝土护栏。由此，现有技术中存在以下技术问题：1)不能有效的吸收船只撞击时的应力，造成桥墩严重损坏。2)撞击之后，防撞设备变形失效；或不能自动恢复，无法多次重复利用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种防船撞击式桥墩防护装置及施工方法，通过两级缓冲，有效吸收撞击力，并可重复使用。为实现上述目的，采用如下技术方案：
一种防船撞击式桥墩防护装置，包括：
内底板3和抵板9，用于将桥墩防护装置抱箍于桥墩13，所述内底板3为一首尾相接的构件，其内侧面上依次设置橡胶阻尼板8和所述抵板9；所述抵板9的内侧面与桥墩13的外表面相抵；
外板7和底板4，用于安装第二缓冲组件，所述外板7为一首尾相接的构件，其围在内底板3的外部；
所述外板7与桥梁长度方向垂直的部分，其和内底板3之间连接有腹板2；
所述底板4平行于桥梁长度方向，并固定于所述外板7的内壁；所述底板4通过腹板2与内底板3连接；
所述第二缓冲组件，包括梯形芯层5和填充物6，所述梯形芯层5设置在外板7和底板4之间，所述梯形芯层5与外板7之间空腔、底板4之间空腔中均填充有所述填充物6；
及第一缓冲组件，设置在与桥梁方向平行的外板7外侧，包括碰撞板14，所述碰撞板14的内侧面安装有阻尼伸缩杆18，阻尼伸缩杆18与外板7的外侧面连接，所述阻尼伸缩杆18上套设有弹簧19，所述弹簧19的两端分别与碰撞板14和外板7连接。
优选地，所述第一缓冲组件还包括斜板15，所述碰撞板14的两侧均固定连接有斜板15，所述斜板15的内侧面开设有滑槽16，所述外板7的外侧面安装有滑板17，所述滑板17的一端延伸至滑槽16的内部，且与滑槽16滑动连接。
优选地，所述填充物6为泡沫铝填充物。
优选地，所述抵板9的表面均开设有多个移动槽10，所述移动槽10的内部均转动设置有移动轮11，所述移动轮11的轮体与桥墩13表面抵接。
优选地，所述外板7和内底板3的上下表面均固定安装有面板1，以使得相邻腹板2之间的空腔形成水密空腔。
优选地，与桥梁长度方向平行的两个所述抵板9，其外侧面均安装有反光板12，所述反光板12的下端高度高于所述外板7的上表面高度。
优选地，所述面板1和腹板2、内底板3通过焊接连接，所述腹板2和内底板3通过焊接连接，所述底板4、梯形芯层5和外板7通过焊接连接。
优选地，所述填充物6通过环氧树脂和梯形芯层5、底板4、外板7连接。
一种防船撞击式桥墩防护装置的施工方法，包括以下步骤：
步骤1、将橡胶阻尼板8固定于内底板3，再将抵板9固定于橡胶阻尼板8；
步骤2、将内底板3围在桥墩13外侧面，使抵板9与桥墩13表面抵接；
步骤3、将腹板2焊接在内抵板3的外侧面，腹板2与桥梁长度方向垂直的一端，其上焊接有底板4；
步骤4、安装第二缓冲组件：在底板4的外侧面焊接有梯形芯层5、在整个装置的外表面焊接外板7，最后安装填充物6；
步骤5、在外板7和内底板3之间的下方焊接面板1，面板1和腹板2之间形成有水密空腔，可以保证装置的浮力；
检测水密空腔的连接处，保证水密空腔的连接处无缝隙；
外板7和内底板3之间的上方焊接面板1，将水密空腔密封；
步骤6、安装第一缓冲组件：与桥梁长度方向平行的外板7外侧面焊接阻尼伸缩杆18，在阻尼伸缩杆18上套设弹簧19，然后在阻尼伸缩杆18的一端焊接有碰撞板14，将弹簧19的两端分别焊接在碰撞板14和外板7上；
在外板7的斜面板上焊接滑板17，在碰撞板14的两侧焊接斜板15，斜板15的滑槽与滑板17滑动连接。
与现有技术相比，本发明的优点为：
(1)当船舶撞击装置后，首先通过第一缓冲组件对撞击力进行初步吸收，并将剩余的撞击力传递给外板，由于梯形芯层具有较好的耐撞性能以及泡沫铝填充物较好吸能作用，与第一缓冲组件配合，形成多级缓冲。由此，可有效的吸收船只撞击时的应力。
此外，在第一缓冲组件(阻尼伸缩杆18、弹簧19、斜板15)、梯形芯层5的作用下，整个防护装置易变形，且可自动恢复。具体的，整个防护装置在遭受船舶撞击过程中，由于梯形芯层5和阻尼伸缩杆18的缓冲消能作用易变形，由于弹簧19具备恢复形变和斜板15具备滑动的能力，因此船舶碰撞后整体防撞装置可自动恢复到撞击前的位置。
(2)通过面板和腹板之间形成有水密空腔可以保证装置的浮力，方便装置通过抵板上的移动轮在桥墩表面移动，保证装置始终漂浮在水面。
(3)只需替换梯形芯层、泡沫铝填充物、外板和第一缓冲组件，不影响其余构件正常工作，能承受多次船舶碰撞载荷，减少装置的使用成本。
(4)该新型的防船撞击的桥墩防护装置，是通过面板、腹板、内底板、底板、梯形芯层、泡沫铝填充物、外板、橡胶阻尼板和抵板等组成，整体加工安装方便、生产方便。
附图说明
图1为防船撞击式桥墩防护装置的结构示意图；
图2为防船撞击式桥墩防护装置的内部结构示意图；
图3为外板和内底板之间的结构示意图；
图4为抵板结构示意图；
图5为梯形芯层和泡沫铝填充物结构示意图；
图6为该装置安装在桥墩上的结构示意图；
图7为第一缓冲组件结构示意图。
其中，1、面板；2、腹板；3、内底板；4、底板；5、梯形芯层；6、填充物；7、外板；8、橡胶阻尼板；9、抵板；10、移动槽；11、移动轮；12、反光板；13、桥墩；14、碰撞板；15、斜板；16、滑槽；17、滑板；18、阻尼伸缩杆；19、弹簧。
具体实施方式
下面将结合示意图对本发明进行更详细的描述，其中表示了本发明的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本发明，而仍然实现本发明的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本发明的限制。
如图1～7，防船撞击式桥墩防护装置，包括：内底板3、外板7、第二缓冲组件、第一缓冲组件、橡胶阻尼板8、底板4、抵板9、面板1。
内底板3和抵板9，用于将桥墩防护装置抱箍于桥墩13，内底板3为一首尾相接的构件，其内侧面上依次设置橡胶阻尼板8和抵板9；抵板9的内侧面与桥墩13的外表面相抵。其中，内底板3的内壁安装有多组橡胶阻尼板8，用于缓冲，每组橡胶阻尼板8的表面均安装有一个抵板9。
进一步地，抵板9的表面均开设有多个移动槽10，移动槽10的内部均转动设置有移动轮11，移动轮11的轮体与桥墩13表面抵接。该装置通过抵板9上的移动轮11在桥墩13表面移动，保证装置始终漂浮在水面，减少了装置的水下安装面积。
与桥梁长度方向平行的两个抵板9，其外侧面均安装有反光板12，反光板12的下端高度高于外板7的上表面高度，反光板12方便反光对过往船只进行警示。
外板7和底板4，用于安装第二缓冲组件，外板7为一首尾相接的构件，其围在内底板3的外部。外板7与桥梁长度方向垂直的部分，其和内底板3之间连接有腹板2。
底板4平行于桥梁长度方向，并固定于外板7的内壁；底板4通过腹板2与内底板3连接。
第二缓冲组件，包括梯形芯层5和填充物6，梯形芯层5设置在外板7和底板4之间，梯形芯层5与外板7之间空腔、底板4之间空腔中均填充有填充物6；填充物6为泡沫铝填充物，填充物6通过环氧树脂和梯形芯层5、底板4、外板7胶合在一起。
当船舶撞击装置后，由于梯形芯层5具有较好的耐撞性能以及泡沫铝填充物较好吸能作用，能减少底板4的塑性变形，提升底板4的使用寿命。
第一缓冲组件，设置在与桥梁方向平行的外板7外侧，包括碰撞板14，碰撞板14的内侧面安装有阻尼伸缩杆18，阻尼伸缩杆18与外板7的外侧面连接，阻尼伸缩杆18上套设有弹簧19，弹簧19的两端分别与碰撞板14和外板7连接。具体的，阻尼伸缩杆18为一伸缩杆，杆外壁上设置阻尼层。伸缩杆为现有技术，包括第一杆和第二杆，第一杆套设在第二杆内。
当船舶撞击装置后，首先与碰撞板14接触，碰撞板14将撞击力传递给阻尼伸缩杆18和弹簧19，通过阻尼伸缩杆18的阻尼应力和弹簧19的弹力对撞击力进行初步吸收，与第二缓冲组件配合，形成多级缓冲，进一步提升装置的缓冲效果。
第一缓冲组件还包括斜板15，碰撞板14的两侧均固定连接有斜板15，斜板15的内侧面开设有滑槽16，外板7的外侧面安装有滑板17，滑板17的一端延伸至滑槽16的内部，且与滑槽16滑动连接，可以防止船舶与碰撞板14的边角处发生碰撞，导致船体损伤。具体的，固定在碰撞板14的斜板15由于其具备滑槽16且该滑槽通过滑板17与外板7连接，因此有较大的滑动空间，船舶撞击碰撞板14边角之后，斜板15发生滑动作用，船舶会与其发生刮蹭，避免船舶与防撞装置产生更大面积的撞击。
面板1，外板7和内底板3的上下表面均固定安装有面板1，以使得相邻腹板2之间的空腔形成水密空腔，可以保证装置的浮力。
在本实施例中，面板1和腹板2、内底板3通过焊接连接，腹板2和内底板3通过焊接连接，底板4、梯形芯层5和外板7通过焊接连接。
面板1和腹板2均与底板4通过铆接连接，橡胶阻尼板8通过铆接或者粘贴安装在内底板3上。
该装置整体加工安装方便、生产方便，且船舶撞击后，只需替换梯形芯层5、泡沫铝填充物6、外板7和第一缓冲组件，不影响其余构件正常工作，能承受多次船舶碰撞载荷，减少装置的使用成本。
装置安装时，首先选择在合适的季节，如枯水季的时候，然后测量桥梁确定装置安装的位置，再在河道上画出施工线，然后在施工线的两侧建立水坝将河流截断，再通过水泵将中间河段的水抽空，等待河床晾干，即可以进入工作。
防船撞击式桥墩防护装置的施工方法：
步骤1、将橡胶阻尼板8固定于内底板3，再将抵板9固定于橡胶阻尼板8。
步骤2、将内底板3围在桥墩13外侧面，使抵板9与桥墩13表面抵接。
步骤3、将腹板2焊接在内抵板3的外侧面，腹板2与桥梁长度方向垂直的一端，其上焊接有底板4。
步骤4、安装第二缓冲组件：在底板4的外侧面焊接有梯形芯层5、在整个装置的外表面焊接外板7，最后安装填充物6。
步骤5、在外板7和内底板3之间的下方焊接面板1，面板1和腹板2之间形成有水密空腔，可以保证装置的浮力。
检测水密空腔的连接处，保证水密空腔的连接处无缝隙。
外板7和内底板3之间的上方焊接面板1，将水密空腔密封。
步骤6、安装第一缓冲组件：与桥梁长度方向平行的外板7外侧面焊接阻尼伸缩杆18，在阻尼伸缩杆18上套设弹簧19，然后在阻尼伸缩杆18的一端焊接有碰撞板14，将弹簧19的两端分别焊接在碰撞板14和外板7上。
在外板7的斜面板上焊接滑板17，在碰撞板14的两侧焊接斜板15，斜板15的滑槽与滑板17滑动连接。
步骤6、对所有的钢材组件(面板1、腹板2、内底板3、底板4、梯形芯层5、外板7、碰撞板14、斜板15)进行防锈处理后。
等装置表面全部干燥，就可以拆除水坝，使河道恢复流通，装置通过水密空腔可以保证自身的浮力，保证自身浮起工作。
该装置通过面板1和腹板2之间形成有水密空腔可以保证装置的浮力，方便装置通过抵板9上的移动轮11在桥墩表面移动，保证装置始终漂浮在水面，减少了装置的水下安装面积。
当船舶撞击装置后，首先通过第一缓冲组件对撞击力进行初步吸收，并将剩余的撞击力传递给外板7，由于梯形芯层5具有较好的耐撞性能以及泡沫铝填充物较好吸能作用，与第一缓冲组件配合，形成多级缓冲，能减少底板4的塑性变形。
此外，船舶撞击后，只需替换梯形芯层5、泡沫铝填充物6、外板7和第一缓冲组件，不影响其余构件正常工作，能承受多次船舶碰撞载荷，减少装置的使用成本。具体的，针对碰撞损伤较为严重的区域进行切割之后重新焊接新的替换部件。
上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种防船撞击式桥墩防护装置，其特征在于，包括：
内底板(3)和抵板(9)，用于将桥墩防护装置抱箍于桥墩(13)，所述内底板(3)为一首尾相接的构件，其内侧面上依次设置橡胶阻尼板(8)和所述抵板(9)；所述抵板(9)的内侧面与桥墩(13)的外表面相抵；
外板(7)和底板(4)，用于安装第二缓冲组件，所述外板(7)为一首尾相接的构件，其围在内底板(3)的外部；
所述外板(7)与桥梁长度方向垂直的部分，其和内底板(3)之间连接有腹板(2)；
所述底板(4)平行于桥梁长度方向，并固定于所述外板(7)的内壁；所述底板(4)通过腹板(2)与内底板(3)连接；
所述第二缓冲组件，包括梯形芯层(5)和填充物(6)，所述梯形芯层(5)设置在外板(7)和底板(4)之间，所述梯形芯层(5)与外板(7)之间空腔、所述梯形芯层(5)与底板(4)之间空腔中均填充有所述填充物(6)；
及第一缓冲组件，设置在与桥梁长度方向平行的外板(7)外侧，包括碰撞板(14)，所述碰撞板(14)的内侧面安装有阻尼伸缩杆(18)，阻尼伸缩杆(18)与外板(7)的外侧面连接，所述阻尼伸缩杆(18)上套设有弹簧(19)，所述弹簧(19)的两端分别与碰撞板(14)和外板(7)连接；
所述第一缓冲组件还包括斜板(15)，所述碰撞板(14)的两侧均固定连接有斜板(15)，所述斜板(15)的内侧面开设有滑槽(16)，所述外板(7)的外侧面安装有滑板(17)，所述滑板(17)的一端延伸至滑槽(16)的内部，且与滑槽(16)滑动连接；
所述填充物(6)为泡沫铝填充物；
所述抵板(9)的表面均开设有多个移动槽(10)，所述移动槽(10)的内部均转动设置有移动轮(11)，所述移动轮(11)的轮体与桥墩(13)表面抵接；
所述外板(7)和内底板(3)的上下表面均固定安装有面板(1)，以使得相邻腹板(2)之间的空腔形成水密空腔；
与桥梁长度方向平行的两个所述抵板(9)，其外侧面均安装有反光板(12)，所述反光板(12)的下端高度高于所述外板(7)的上表面高度；
所述面板(1)和腹板(2)、内底板(3)通过焊接连接，所述腹板(2)和内底板(3)通过焊接连接，所述底板(4)、梯形芯层(5)和外板(7)通过焊接连接；
所述填充物(6)通过环氧树脂和梯形芯层(5)、底板(4)、外板(7)连接。
2.一种基于权利要求1所述的防船撞击式桥墩防护装置的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、将橡胶阻尼板(8)固定于内底板(3)，再将抵板(9)固定于橡胶阻尼板(8)；
步骤2、将内底板(3)围在桥墩(13)外侧面，使抵板(9)与桥墩(13)表面抵接；
步骤3、将腹板(2)焊接在内底板(3)的外侧面，腹板(2)与桥梁长度方向垂直的一端，其上焊接有底板(4)；
步骤4、安装第二缓冲组件：在底板(4)的外侧面焊接有梯形芯层(5)、在整个装置的外表面焊接外板(7)，最后安装填充物(6)；
步骤5、在外板(7)和内底板(3)之间的下方焊接面板(1)，面板(1)和腹板(2)之间形成有水密空腔，可以保证装置的浮力；
检测水密空腔的连接处，保证水密空腔的连接处无缝隙；
外板(7)和内底板(3)之间的上方焊接面板(1)，将水密空腔密封；
步骤6、安装第一缓冲组件：与桥梁长度方向平行的外板(7)外侧面焊接阻尼伸缩杆(18)，在阻尼伸缩杆(18)上套设弹簧(19)，然后在阻尼伸缩杆（18）的一端焊接有碰撞板(14)，将弹簧(19)的两端分别焊接在碰撞板(14)和外板(7)上；
在外板(7)的斜面板上焊接滑板(17)，在碰撞板(14)的两侧焊接斜板(15)，斜板(15)的滑槽与滑板(17)滑动连接。
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| CN101215826A (zh) * | 2007-12-28 | 2008-07-09 | 广州广船国际股份有限公司 | 一种桥梁防撞装置 |
| CN207552999U (zh) * | 2017-11-29 | 2018-06-29 | 长春建筑学院 | 一种桥梁防撞装置 |
| CN215561866U (zh) * | 2020-12-29 | 2022-01-18 | 武汉力拓桥科防撞设施有限公司 | 一种适应变截面桥墩的伸缩式防撞船装置 |
| CN218027396U (zh) * | 2022-08-03 | 2022-12-13 | 广东路通达建设工程有限公司 | 一种公路桥梁用防护桥墩 |
-
2023
- 2023-06-29 CN CN202310778404.2A patent/CN116752495B/zh active Active
Patent Citations (5)
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