CN117721766B - 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。一种深水大跨桥梁防船撞装置，包括漂浮底座和固定连接在漂浮底座上的安装套，还包括：固定连接在安装套外壁上的安装箱，安装箱上滑动连接有滑动杆，滑动杆的两端均固定连接有第一阻力板，第一阻力板远离滑动杆的一侧固定连接有安装架，安装架上转动连接有第二阻力板；本发明利用水的阻力来消耗船体撞击装置时产生的动能，通过阻力板提高水流阻力，防止桥梁受到损伤，并通过水的浮力与水的阻力两种力量配合，防止该装置与桥梁之间发生碰撞，利用水的阻力与浮力作为消除船只撞击的冲击力，从而避免船体的冲击力传导至桥梁上，进而防止桥梁受到损伤，提高桥梁的使用寿命。

Description

一种深水大跨桥梁防船撞装置

技术领域

本发明涉及桥梁保护技术领域，尤其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。

如专利号为CN202111293400.2的专利于2022-03-04公布了一种桥梁桥墩防船撞防护装置，桥梁桥墩本体的正面和背面均设置有安装架，安装架的两侧均设置有通槽，通槽内腔的顶部和底部由内至外依次通过活动轴转动连接有导向架和驱动架，导向架和驱动架内均设置有卸力机构，安装架内腔的内侧竖向开设有放置槽，放置槽内设置有辅助机构；解决现有桥梁桥墩防船撞装置仅仅是在桥梁桥墩的外侧加装一层防护圈，不能及时对船只的撞击力进行缓冲，防护效果差的问题。

如专利号为CN202021619961.8于2021-02-02公布了一种节段拼装式防船撞装置单元，所述防船撞装置单元为箱式结构，所述箱式结构包括设于箱式结构外层的保护外面板和设于箱式结构内部的耗能内箱，所述保护外面板和耗能内箱之间设有UHPC传力夹层板。该申请专利还提供一种节段拼装式防船撞装置，包括多个上述的防船撞装置单元，多个所述防船撞装置单元首尾连接成一整体并环绕桥墩或承台设置，或者多个所述防船撞装置单元间隔分布于桥墩或承台周围。该申请专利的节段拼装式防船撞装置具有施工简便、耗能效率高、耗能能力强、耗能模式稳定、传力路径明确、耐久性好、安全性高等优点，具有极大的使用价值和良好的经济效益，在深水桥梁防撞领域具有广阔的应用前景。

上述装置在受到船体撞击时虽然可以吸收船体撞击产生的力量以此降低对桥梁的冲击，但是，在受到撞击的时候，承受撞击的主体还是桥梁本身，因此，撞击力量虽然被减轻，但仍然会对桥梁结构造成损坏，为了防止船体撞击桥梁以及降低发生船只撞击时桥梁受到的损伤，在此设计一种深水大跨桥梁防船撞装置。

发明内容

本发明是为了解决现有技术中防撞装置虽然可以缓解冲击但是桥梁还是会受到冲击的问题，而提出的一种深水大跨桥梁防船撞装置。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种深水大跨桥梁防船撞装置，包括漂浮底座和固定连接在漂浮底座上的安装套，所述安装套的内侧固定连接有缓冲层，所述漂浮底座与安装套套接在桥梁上，还包括：固定连接在所述安装套外壁上的安装箱，所述安装箱上滑动连接有滑动杆，所述滑动杆的两端均固定连接有第一阻力板，所述第一阻力板远离滑动杆的一侧固定连接有安装架，所述安装架上转动连接有第二阻力板。

为了便于提高阻力，优选地，所述第二阻力板为三棱柱，且三棱柱与安装架连接的安装面为平面，另外两侧引导面上均开设有引导弧形槽。

为了便于使船体偏离桥梁，优选地，所述第二阻力板内侧开设有进水槽，所述进水槽的槽口与三棱柱的安装面连通，所述第二阻力板上开设有弧形安装槽，所述第二阻力板上开设有第二喷水孔，所述第二喷水孔连通引导弧形槽、弧形安装槽和进水槽，所述第一阻力板上固定连接有用于封堵第二喷水孔的封堵架。

为了便于提高阻力，进一步地，所述封堵架包括固定连接在第一阻力板上的弧形杆，所述弧形杆上固定连接有弧形板，所述弧形板上开设有第一阀口，其中所述弧形板与弧形杆组成一个以第二阻力板转动轴线为轴心的圆，且弧形板转动设置在弧形安装槽内。

为了便于第二阻力板复位，优选地，所述弧形杆上套有第一弹簧，所述第一弹簧的两端分别与第一阻力板和弧形板相抵。

为了提高水流阻力，进一步地，所述第一阻力板的上为梯形板，且梯形板与滑动杆连接的一面开设有弧形凹面。

为了防止滑动杆歪斜，优选地，所述第一阻力板上开设有连通第一阻力板两侧的第一喷水孔，且第一喷水孔为弧形孔，所述弧形凹面上开设有连通第一喷水孔的进水孔，所述第一阻力板上开设有安装孔，所述安装孔上转动连接有阀轴，所述阀轴上开设有第二阀口，所述第二阻力板与安装架的转接端固定连接有转轴，所述转轴与阀轴通过带轮组同步转动。

为了进一步防止装置与桥梁碰撞，优选地，还包括配重块，所述配重块沉浸在水底，且配重块上转动连接有滚轴，所述漂浮底座的两端均固定连接有拉绳，所述拉绳远离漂浮底座的一端从滚轴的底部穿过并固定连接有浮筒。

优选地，所述安装箱内滑动连接有第一活塞板，所述第一活塞板与滑动杆固定相连，所述安装箱的两侧均固定连接有水管，两组所述水管分别与两个浮筒的底部相连。

为了便于滑动杆复位，优选地，所述浮筒内滑动连接有两块第二活塞板，两块所述第二活塞板之间固定连接有第二弹簧。

与现有技术相比，本发明提供了一种深水大跨桥梁防船撞装置，具备以下有益效果：

1、该深水大跨桥梁防船撞装置，通过利用水的阻力来消耗船体撞击装置时产生的动能，通过第一阻力板与第二阻力板配合，能有效防止桥梁受到损伤。

2、该深水大跨桥梁防船撞装置，通过第二阻力板的设计能够引导船体端头向一侧调转，防止船体与桥梁发生碰撞，同时提高在水中瞬时滑动的阻力，增加水流对动能的吸收，防止船体撞击产生的冲击传导至桥梁上。

3、该深水大跨桥梁防船撞装置，通过第二阻力板内侧的进水槽和喷水孔设计能够通过喷水推动船体，使船体恢复轨道。

4、该深水大跨桥梁防船撞装置，通过水的浮力拉动装置整体向受冲击的方向移动，进一步与船体产生的冲击力进行抵消，进一步提高对桥梁的保护。

该装置中未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现，本发明通过漂浮底座、阻力板、缓冲层、喷水推动等多个部件相互配合，形成多层次的防护体系，使得船只撞击时能够依次受到多重的阻力和缓冲，从而减轻冲击力度，通过引导船体端头向一侧调转、增加水流对动能的吸收等方式，使得在船只撞击时可以在多个方向上进行阻止和调整，从而最大限度地减少对桥梁的损害，并通过水的浮力与水的阻力两种力量配合，防止该装置与桥梁之间发生碰撞，利用水的阻力与浮力作为消除船只撞击的冲击力，从而避免船体的冲击力传导至桥梁上，进而防止桥梁受到损伤，提高桥梁的使用寿命。

附图说明

图1为本发明提出的一种深水大跨桥梁防船撞装置的立体结构示意图；

图2为本发明提出的一种深水大跨桥梁防船撞装置的立体剖视图；

图3为本发明提出的一种深水大跨桥梁防船撞装置图2中A部分的结构示意图；

图4为本发明提出的一种深水大跨桥梁防船撞装置图2中B部分的结构示意图；

图5为本发明提出的一种深水大跨桥梁防船撞装置第一阻力板的立体剖视图；

图6为本发明提出的一种深水大跨桥梁防船撞装置第二阻力板的立体剖视图；

图7为本发明提出的一种深水大跨桥梁防船撞装置的俯视图；

图8为本发明提出的一种深水大跨桥梁防船撞装置的安装箱的结构示意图。

图中：1、漂浮底座；2、安装套；3、缓冲层；4、安装箱；5、滑动杆；6、第一阻力板；601、弧形凹面；602、第一喷水孔；603、安装孔；604、进水孔；7、安装架；8、第二阻力板；801、引导弧形槽；802、弧形安装槽；803、第二喷水孔；804、进水槽；9、封堵架；901、弧形杆；902、第一阀口；903、弧形板；10、第一弹簧；11、转轴；12、阀轴；13、带轮组；14、第二阀口；15、配重块；16、滚轴；17、浮筒；18、拉绳；19、水管；20、第一活塞板；21、第二活塞板；22、第二弹簧。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。

实施例：

参照图1-图8，一种深水大跨桥梁防船撞装置，包括漂浮底座1和固定连接在漂浮底座1上的安装套2，安装套2的内侧固定连接有缓冲层3，漂浮底座1与安装套2套接在桥梁上，还包括：固定连接在安装套2外壁上的安装箱4，安装箱4上滑动连接有滑动杆5，滑动杆5的两端均固定连接有第一阻力板6，第一阻力板6远离滑动杆5的一侧固定连接有安装架7，安装架7上转动连接有第二阻力板8。

在使用的时候，可以通过漂浮底座1使装置整体漂浮在水上，使其整个装置一半陷入水中，一半漂浮在水面上，使其可以根据水位变化而变化，对桥梁进行保护。

更进一步的是，通过第一阻力板6与第二阻力板8配合，利用水的阻力来消耗船体撞击装置时产生的动能，且通过使滑动杆5与安装箱4滑动连接，防止第一阻力板6与第二阻力板8移动的时候装置安装套2，从而避免安装套2撞击桥梁，从而防止桥梁受到损伤，更进一步的是，当船只撞击力度过大突破水流阻力束缚的时候，通过缓冲层3可以进一步吸收动能，从而进一步提高该装置的防护能力。

参照图7，为了便于表述，在此将该装置分为a、b两端，a1为第一侧、a2为第二侧、b1为第三侧、b2为第四侧。

参照图6和图7，第二阻力板8为三棱柱，且三棱柱与安装架7连接的安装面为平面，另外两侧引导面上均开设有引导弧形槽801。

当船体撞击第一侧的时候，船体产生的撞击驱动第二阻力板8向第一侧的方向转动，并通过引导弧形槽801进行引导，使船体的端头向第一侧调转，进而防止船体与桥梁发生碰撞，且安装面为平面，可以提高第二阻力板8在水中瞬时滑动的阻力，提高水流对动能的吸收。

参照图1、图6和图7，第二阻力板8内侧开设有进水槽804，进水槽804的槽口与三棱柱的安装面连通，第二阻力板8上开设有弧形安装槽802，第二阻力板8上开设有第二喷水孔803，第二喷水孔803连通引导弧形槽801、弧形安装槽802和进水槽804，第一阻力板6上固定连接有用于封堵第二喷水孔803的封堵架9。

当第二阻力板8受到挤压搬砖，并在滑动杆5的限制下发生滑动的时候，水流通过进水槽804的引导进入第二喷水孔803内，通过第二喷水孔803喷出，喷向与第二阻力板8相贴的船体，将船体推离第二阻力板8，从而使船体恢复轨道，避免船体与桥梁之间发生碰撞。

参照图2-图6，封堵架9包括固定连接在第一阻力板6上的弧形杆901，弧形杆901上固定连接有弧形板903，弧形板903上开设有第一阀口902，其中弧形板903与弧形杆901组成一个以第二阻力板8转动轴线为轴心的圆，且弧形板903转动设置在弧形安装槽802内。

在第二阻力板8受到撞击翻转的时候，当第二阻力板8向第一侧翻转时，弧形板903会将第二侧的第二喷水孔803堵住，从而使进水槽804内的水只能通过第一侧的第二喷水孔803排出，提高从第二排水孔排出的水的动力，进而提高驱使船只转向的动力。

参照图1，弧形杆901上套有第一弹簧10，第一弹簧10的两端分别与第一阻力板6和弧形板903相抵。

在第二阻力板8转动的时候，第二阻力板8与第一阻力板6配合，对第一弹簧10进行收缩，当船体脱离第二阻力板8的时候，第一弹簧10回弹，驱动第二阻力板8复位，以此用来防止后续的船只发生撞击。

参照图1和图5，第一阻力板6的上为梯形板，且梯形板与滑动杆5连接的一面开设有弧形凹面601。

当第二阻力板8受到撞击并移动的时候，第二阻力板8通过安装架7驱动第一阻力板6移动，移动方向为第一阻力板6的弧形凹面601，弧形凹面601可以对水流进行聚集，进而提高第一阻力板6的移动阻力，进一步提高的该装置的防撞能力。

参照图1-图3，第一阻力板6上开设有连通第一阻力板6两侧的第一喷水孔602，且第一喷水孔602为弧形孔，弧形凹面601上开设有连通第一喷水孔602的进水孔604，第一阻力板6上开设有安装孔603，安装孔603上转动连接有阀轴12，阀轴12上开设有第二阀口14，第二阻力板8与安装架7的转接端固定连接有转轴11，转轴11与阀轴12通过带轮组13同步转动。

当第二阻力板8向第一侧翻转的时候，第二阻力板8驱动转轴11转动，转轴11通过带轮组13驱动阀轴12转动，从而使第二阀口14连通进水孔604和第二侧的第一喷水孔602，在第一阻力板6向桥梁的方向滑动的时候，通过弧形凹面601聚集的水流通过进水孔604和第二阀口14进入第二侧的第一喷水孔602中，使其通过第一喷水孔602中喷出，喷出的水流产生的反作用力与船体撞击第二阻力板8并传到至滑动杆5上的水平移动的动能抵消，从而防止滑动杆5受力过大发生歪斜。

参照图1，还包括配重块15，配重块15沉浸在水底，且配重块15上转动连接有滚轴16，漂浮底座1的两端均固定连接有拉绳18，拉绳18远离漂浮底座1的一端从滚轴16的底部穿过并固定连接有浮筒17。

浮筒17在水的浮力的作用下在水中向上漂浮，同时在滚轴16的导向下，对漂浮底座1产生向a、b两端并向下倾斜的拉力，使拉绳18绷紧，进而对漂浮底座1进行固定，防止漂浮底座1在水流的作用不停地与桥梁之间发生碰撞，进而降低桥梁的损伤，且通过将漂浮底座1进行固定，从而使缓冲层3与桥梁之间的水流区域稳定，避免水面起伏，从而避免在大风天气下，风浪引起桥梁的横向振动，从而对桥梁施加进一步的保护。

参照图2、图4和图8，安装箱4内滑动连接有第一活塞板20，第一活塞板20与滑动杆5固定相连，安装箱4的两侧均固定连接有水管19，两组水管19分别与两个浮筒17的底部相连。

当a端受到撞击时，滑动杆5向b端滑动，滑动杆5滑动的时候驱动第一活塞板20向b端滑动，将a端的浮筒17内的水收入安装箱4内，并将安装箱4内的水挤压进入b端的浮筒17内，增加a端浮筒17的浮力，降低b端浮筒17的浮力，进而驱动装置整体向a端移动，抵消船体撞击装置并驱动装置向b端移动的动力，进一步防止装置与桥梁之间发生碰撞。

参照图2，浮筒17内滑动连接有两块第二活塞板21，两块第二活塞板21之间固定连接有第二弹簧22。

当安装箱4内的水挤压进入浮筒17内的时候，对两块第二活塞板21进行挤压，驱动两块第二活塞板21移动，对第二弹簧22进行压缩，当船体脱离该装置的时候，第二弹簧22复位，驱动两组第二活塞板21复位，将浮筒17内部多余的水挤压回安装箱4内，驱动第一活塞板20复位，进而驱动滑动杆5复位，以此驱动第一阻力板6和第二阻力板8复位，并将安装箱4内多余的水重新挤压进入浮力增大的浮筒17中，降低其浮力，进而使两边浮筒17的浮力保持平衡，驱动漂浮底座1复位。

综上所述，该装置通过漂浮底座1使装置整体漂浮在水上，使其可以根据水位变化而变化，从而对桥梁进行保护；

通过利用水的阻力来消耗船体撞击装置时产生的动能，通过第一阻力板6与第二阻力板8配合，能有效防止桥梁受到损伤；

当船只撞击力度过大突破水流阻力束缚时，通过缓冲层3可以进一步吸收动能，提高装置的防护能力；

第二阻力板8的设计能够引导船体端头向一侧调转，防止船体与桥梁发生碰撞，同时提高在水中瞬时滑动的阻力，增加水流对动能的吸收；

第二阻力板8内侧的进水槽804和喷水孔设计能够通过喷水推动船体，使船体恢复轨道，避免与桥梁碰撞，并防止滑动杆5发生弯曲；

封堵架9的设计能够在第二阻力板8受到撞击翻转时提高从第二排水孔排出的水的动力，进而提高驱使船只转向的动力；

第一弹簧10的设计能够在船体脱离第二阻力板8时驱动第二阻力板8复位，以防止后续的船只发生撞击；

这些特点使得该装置能够有效地防止船只对桥梁造成损坏，提高了桥梁的安全性和稳定性；

该装置通过漂浮底座1、阻力板、缓冲层3、喷水推动等多个部件相互配合，形成多层次的防护体系，使得船只撞击时能够依次受到多重的阻力和缓冲，从而减轻冲击力度，通过引导船体端头向一侧调转、增加水流对动能的吸收等方式，使得在船只撞击时可以在多个方向上进行阻止和调整，从而最大限度地减少对桥梁的损害。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种深水大跨桥梁防船撞装置，包括漂浮底座（1）和固定连接在漂浮底座（1）上的安装套（2），所述安装套（2）的内侧固定连接有缓冲层（3），所述漂浮底座（1）与安装套（2）套接在桥梁上，其特征在于，还包括：

固定连接在所述安装套（2）外壁上的安装箱（4），所述安装箱（4）上滑动连接有滑动杆（5），所述滑动杆（5）的两端均固定连接有第一阻力板（6），所述第一阻力板（6）远离滑动杆（5）的一侧固定连接有安装架（7），所述安装架（7）上转动连接有第二阻力板（8）；

所述第二阻力板（8）为三棱柱，且三棱柱与安装架（7）连接的安装面为平面，另外两侧引导面上均开设有引导弧形槽（801）；

所述第二阻力板（8）内侧开设有进水槽（804），所述进水槽（804）的槽口与三棱柱的安装面连通，所述第二阻力板（8）上开设有弧形安装槽（802），所述第二阻力板（8）上开设有第二喷水孔（803），所述第二喷水孔（803）连通引导弧形槽（801）、弧形安装槽（802）和进水槽（804），所述第一阻力板（6）上固定连接有用于封堵第二喷水孔（803）的封堵架（9）；

所述封堵架（9）包括固定连接在第一阻力板（6）上的弧形杆（901），所述弧形杆（901）上固定连接有弧形板（903），所述弧形板（903）上开设有第一阀口（902），其中所述弧形板（903）与弧形杆（901）组成一个以第二阻力板（8）转动轴线为轴心的圆，且弧形板（903）转动设置在弧形安装槽（802）内；

当第二阻力板（8）受到撞击翻转时，第二阻力板（8）向其中一侧的引导弧形槽（801）的方向翻转，弧形板（903）将这一侧引导弧形槽（801）上的第二喷水孔（803）堵住。

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，所述弧形杆（901）上套有第一弹簧（10），所述第一弹簧（10）的两端分别与第一阻力板（6）和弧形板（903）相抵。

3.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，所述第一阻力板（6）的上为梯形板，且梯形板与滑动杆（5）连接的一面开设有弧形凹面（601）。

4.根据权利要求3所述的一种深水大跨桥梁防船撞装置，其特征在于，所述第一阻力板（6）上开设有连通第一阻力板（6）两侧的第一喷水孔（602），且第一喷水孔（602）为弧形孔，所述弧形凹面（601）上开设有连通第一喷水孔（602）的进水孔（604），所述第一阻力板（6）上开设有安装孔（603），所述安装孔（603）上转动连接有阀轴（12），所述阀轴（12）上开设有第二阀口（14），所述第二阻力板（8）与安装架（7）的转接端固定连接有转轴（11），所述转轴（11）与阀轴（12）通过带轮组（13）同步转动。

5.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，还包括配重块（15），所述配重块（15）沉浸在水底，且配重块（15）上转动连接有滚轴（16），所述漂浮底座（1）的两端均固定连接有拉绳（18），所述拉绳（18）远离漂浮底座（1）的一端从滚轴（16）的底部穿过并固定连接有浮筒（17）。

6.根据权利要求5所述的一种深水大跨桥梁防船撞装置，其特征在于，所述安装箱（4）内滑动连接有第一活塞板（20），所述第一活塞板（20）与滑动杆（5）固定相连，所述安装箱（4）的两侧均固定连接有水管（19），两组所述水管（19）分别与两个浮筒（17）的底部相连。

7.根据权利要求6所述的一种深水大跨桥梁防船撞装置，其特征在于，所述浮筒（17）内滑动连接有两块第二活塞板（21），两块所述第二活塞板（21）之间固定连接有第二弹簧（22）。