CN204252047U - 一种轻质高效复合型缓冲减撞装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种轻质高效复合型缓冲减撞装置，包括多级薄壁不锈钢圆管、泡沫金属、弹性橡胶片和金属薄片，所述多级薄壁不锈钢圆管沿着撞击力的方向轴向设置在桥梁桥墩上，所述多级薄壁不锈钢圆管由多个半径、高度不同的薄壁不锈钢圆管套设在一起组成，多级薄壁不锈钢圆管内部空隙中填充有泡沫金属；所述泡沫金属包括多个具有不同的孔隙比和压缩性能的泡沫金属单元；所述弹性橡胶片设置在各个泡沫金属单元的端面或泡沫金属单元中；所述多级薄壁不锈钢圆管的顶面和底面通过金属薄片封口。本实用新型装置的缓冲吸能效率很高，能够大幅度地减小车辆对桥墩的撞击力，从而实现对桥墩的有效防护和对车辆人员伤害的最大限度保护。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种轻质高效型缓冲减撞装置，属于土木工程结构、桥梁结构防撞减撞技术领域。
背景技术
土木工程结构，特别是桥梁结构中的桥墩，常遭受车辆船舶的强烈撞击，造成桥墩结构的剧烈破坏甚至倒塌，严重桥梁结构的安全、造成车辆船舶的损伤和人员伤害，后果非常严重。因此，减少车辆船舶的强烈撞击力，最大程度地降低因撞击而导致的桥墩损伤和破坏倒塌，成为目前桥梁工程和交通工程界极为关注的热点问题，具有十分重要的工程意义和社会意义。
对于减小船舶对桥墩的撞击力问题，目前已有一些防撞措施，如防撞桩，防撞箱等。但这些防撞装置体积庞大，多用钢结构、复合材料等制作，体积大，比吸能率不高，且造价高，一般适合于水域较大的情况。对于城市桥梁的桥墩，常遭受车辆撞击，由于桥下道路空间的限制，不能采用那类用于防船舶撞击的庞大防撞装置。因此，研究开发出体积小，轻质，成本低，高效的减撞装置，用于减少城市桥梁桥墩遭受车辆撞击的破坏程度，保障城市交通畅达和生态环境，具有十分重要的现实意义。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种轻质高效复合型缓冲减撞装置，用以解决城市桥梁桥墩遭受车辆撞击时出现的损伤倒塌问题，利用这种多级装置的缓冲吸能效率很高，能够大幅度地减小车辆对桥墩的撞击力，从而实现对桥墩的有效防护和对车辆人员伤害的最大限度保护。
本实用新型采用的技术方案为：一种轻质高效复合型缓冲减撞装置，包括多级薄壁不锈钢圆管、泡沫金属、弹性橡胶片和金属薄片，所述多级薄壁不锈钢圆管沿着撞击力的方向轴向设置在桥梁桥墩上，所述多级薄壁不锈钢圆管由多个半径、高度不同的薄壁不锈钢圆管套设在一起组成，多级薄壁不锈钢圆管内部空隙中填充有泡沫金属；
所述泡沫金属包括多个具有不同的孔隙比和压缩性能的泡沫金属单元，经合理设计组成多级缓冲减撞装置，产生高效的缓冲效果；
所述弹性橡胶片设置在各个泡沫金属单元的端面或泡沫金属单元中；
所述多级薄壁不锈钢圆管的顶面和底面通过金属薄片封口。
作为优选，所述泡沫金属为泡沫铝、泡沫镍、泡沫铜或颗粒增强泡沫金属等吸能率高的泡沫金属类。
本实用新型采用薄壁不锈钢圆管，比常规的钢结构、复合材料等防撞材料具有更好的塑性变形吸能特性。
本实用新型采用沿着撞击力方向设置纵向的不锈钢圆管，比常规的沿着撞击力方向设置横向的不锈钢圆管有更好的吸能缓冲性能，吸能率可大幅度提高。
本实用新型采用不同高度和不同厚径比的多级薄壁不锈钢圆管，在薄壁不锈钢圆管内空隙设置泡沫金属(如泡沫铝等)，即可发挥泡沫铝的吸能优势，还可与薄壁不锈钢圆管的压曲变形综合作用，通过多级复合缓冲，实现更高的吸能效率，经合理设计，可适应较大撞击力范围。
本实用新型将弹性橡胶片设置在泡沫金属单元端面或泡沫金属单元中，可以在桥墩结构遭受撞击的初期，利用橡胶的弹性变形吸能，具有减缓撞击过程的作用。
本实用新型综合了多级薄壁不锈钢圆管、多层泡沫金属(如泡沫铝等)、弹性橡胶片等多种吸能材料的优点，在撞击过程中逐渐、多层次、多级缓冲吸收撞击能量，具有很高的缓冲减撞特性，体积小，质量轻，比现有的缓冲防撞装置有更高的比吸能率(单位质量吸收的撞击能)。
本实用新型的有益效果：
(1)采用薄壁不锈钢圆管，质量轻，不锈蚀，耐久性好，易加工，吸能率高，造价低；
(2)在薄壁不锈钢圆管内设置泡沫金属(如泡沫铝等)，吸能率高，易加工，不受环境腐蚀影响；
(3)采用弹性橡胶片，缓冲撞击过程，工艺制作简单，造价低，施工方便。
(4)由薄壁不锈钢圆管、泡沫金属(如泡沫铝等)、弹性橡胶片等多种吸能材料综合制作的复合多级缓冲减撞装置，具有质量轻，耐久性好，吸能率高，制作安装简易，更换方便，造价低，所用材料环保无环境污染，是一种技术经济性能高的缓冲减撞装置。可用于桥墩遭受车辆撞击时的防护装置，以及公路护栏缓冲车辆撞击力，也可用于其他机械撞击力作用下的缓冲减撞装置，可适应多种类型和范围的撞击力作用。
附图说明
图1是本实用新型的纵向剖面图；
图2是图1中的1-1面剖视图；
图3是图1中的2-2面剖视图；
图4是图1中的3-4面剖视图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步说明。
如图1、2、3、4所示，一种轻质高效复合型缓冲减撞装置，包括多级薄壁不锈钢圆管、泡沫金属、弹性橡胶片10和金属薄片11，所述多级薄壁不锈钢圆管沿着撞击力的方向轴向设置在桥梁桥墩上，所述多级薄壁不锈钢圆管由三个半径、高度不同的薄壁不锈钢圆管一1、薄壁不锈钢圆管二2、薄壁不锈钢圆管三3套设在一起组成，多级薄壁不锈钢圆管内部空隙中填充有泡沫金属；所述泡沫金属包括六个具有不同的孔隙比和压缩性能的泡沫金属单元一4、泡沫金属单元二5、泡沫金属单元三6、泡沫金属单元四7、泡沫金属单元五8、泡沫金属单元六9；所述弹性橡胶片10设置在各个泡沫金属单元的端面；所述多级薄壁不锈钢圆管的顶面和底面通过金属薄片11封口。所述泡沫金属为泡沫铝、泡沫镍、泡沫铜或颗粒增强泡沫金属。
本实用新型首先设计制作多级薄壁不锈钢圆管，将泡沫金属(如泡沫铝等)加工后填入薄壁不锈钢圆管内及管壁中，再将弹性橡胶片置于泡沫金属(如泡沫铝等)的端面或层中，最后用金属薄片封口，按照缓冲撞击力的需要，设计制作成轻质高效复合型缓冲减撞装置。然后利用安装装置安装到所需防护的桥墩表面，或其他需防护的结构物表面。
应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。
Claims (2)
1.一种轻质高效复合型缓冲减撞装置，其特征在于：包括多级薄壁不锈钢圆管、泡沫金属、弹性橡胶片和金属薄片，所述多级薄壁不锈钢圆管沿着撞击力的方向轴向设置在桥梁桥墩上，所述多级薄壁不锈钢圆管由多个半径、高度不同的薄壁不锈钢圆管套设在一起组成，多级薄壁不锈钢圆管内部空隙中填充有泡沫金属；
所述泡沫金属包括多个具有不同的孔隙比和压缩性能的泡沫金属单元；
所述弹性橡胶片设置在各个泡沫金属单元的端面或泡沫金属单元中；
所述多级薄壁不锈钢圆管的顶面和底面通过金属薄片封口。
2.根据权利要求1所述的一种轻质高效复合型缓冲减撞装置，其特征在于：所述泡沫金属为泡沫铝、泡沫镍、泡沫铜或颗粒增强泡沫金属。
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