CN204898610U - 一种自浮式箱型防船撞设施 - Google Patents

Abstract

针对现有桥墩防撞设施的不足，本实用新型提供一种新型的自浮式箱型防船撞设施，包括防撞单元、消能元件和销轴。其中，所述防撞单元包括柱体防撞单元和弯头防撞单元。所述防撞单元包括外壳、横隔板、外芯体、内芯体、凸接头和凹接头。有益的技术效果：本实用新型在对桥墩进行防船撞保护的同时，兼有占有面积小、强度高、易于加工、组装、维修的特点。

Description

一种自浮式箱型防船撞设施

技术领域

本实用新型属于桥梁防船撞技术领域，尤其涉及一种自浮式箱型防船撞设施。

背景技术

为了避免船舶撞击桥梁事故的发生，世界上有多种类型的桥墩防撞设施，其基本原理都是基于能量吸收、动量缓冲而设计的，每种防撞设施都有其特点和使用条件，如防护板系统、支撑板系统、系缆桩系统、人工岛或暗礁保护以及浮动保护系统。其中浮动式保护系统主要有浮体系泊索防撞设施、钢套箱防撞设施和自浮式复合材料防撞设施。这三者的结构特点与不足分别如下：

（1）浮体系泊索是指在桥墩周围水面设置一定数量的钢制绳索来防止船舶撞击桥墩。采用浮体系泊索方式阻止船舶撞击，在水深很大的情况下使用非常经济，且吸收能大、对船舶损坏很小。但其存在以下缺点：船舶需要很大的缓冲位移才能被卡住，因此其需要在桥墩周围占用很大的空间；在重大碰撞事件后的修复成本较高；船艏如果比较尖锐，则水中部分缆索易被切断；长期维护成本明显地取决于防腐范围和效果。因此这种防撞系统运用性有限。

（2）钢套箱防撞设施一般安装在承台或桥墩周围，主要靠钢材的塑性变形和破损来吸收撞击能量，钢套箱防撞设施可以通过采用橡胶或钢丝绳防撞圈等防撞吸能元件作为辅助装置来改善其防撞性能。这种防撞设施吸能性能好，适用性强，可根据实际的防撞要求来决定防护设施的规模，因此用途较广。但是这种防撞设施存在以下缺点：一旦与船舶碰撞就会变形，且随着变形的深入，船头可能会卡在防撞设施内，碰撞船舶的全部动能由船头变形和防护设施的压坏变形吸收，因此防撞设施每次都需要修理才能使用；仅保护桥墩，而对船舶损伤大；防撞设施结构较复杂，制作时间长，造价较高，防腐问题突出，安装维护困难。

(3)自浮式复合材料防撞设施主要由纤维增强复合塑料（FRP）和缓冲耗能材料制作，其为柔性防撞，具有缓冲吸能效率高、耐腐蚀等特点，但纤维增强复合塑料（FRP）存在以下缺点：冲击性能差：材料是脆性的，断裂韧性明显低于金属材料，层间剪切强度低，发生船撞时的冲击会导致FRP出现不可见的内部损伤，甚至可见的破坏；材料昂贵：由于原料价格及生产费用高，导致FRP制品成本高；易老化，耐久性较差。

综上所述，现有的浮动式防撞保护系统存在防撞设施结构复杂、占用空间大、影响航道通行安全、造价高、材料易损伤、防腐性能和耐久性差等问题，现提供一种自浮式箱型防船撞设施。

另外，现有的浮动式防撞保护系统一般采用圆柱形的结构，便于加工，但是在实际使用过程中，由于水流的作用容易导致浮动式防撞保护系统的相邻部件之间发生相对转动，在连接部位反复扭动，加速连接部位的疲劳、损坏。另一方面，发生船撞时，圆柱形的浮动式防撞设施与船舶、桥墩的接触面近似呈线性接触，接触面积小，缓冲吸能效果差。

最后，现有浮动式防撞单元一般无内支撑单元，存在强度较低，发生船撞时结构易损坏。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种新型的自浮式防船撞设施，其具有占用面积小、强度高、易于加工、组装、维修等特点。本实用新型解决采用的技术方案如下：

一种自浮式箱型防船撞设施，包括防撞单元、消能元件2和销轴3；其中，所述防撞单元包括柱体防撞单元11和弯头防撞单元12；其中，所述柱体防撞单元11呈箱型；弯头防撞单元12为L形，且有4个；弯头防撞单元12布置在桥墩的四角，即呈矩形排列；在相邻的2个弯头防撞单元12端部之间设有1个以上的柱体防撞单元11，防撞单元之间通过销轴3相连；即由柱体防撞单元11和弯头防撞单元12共同围成一个“口”字形的防撞圈；在防撞圈的内侧设有消能元件2；

柱体防撞单元11包括柱体外壳111、柱体横隔板112、柱体外芯体113、柱体内芯体114、柱体凸接头115和柱体凹接头116；其中，柱体外壳111为中空的箱体，且横截面呈矩形；柱体外壳111沿长度方向的一个端面向外突出，形成柱体凸接头115，所述的柱体凸接头115近似呈梯形的凸台；柱体外壳111沿长度方向的另一个端面向内凹陷，形成柱体凹接头116，所述柱体凹接头116近似呈梯形的凹槽；在柱体凸接头115上设有两个销钉孔，在柱体凹接头116所在的柱体外壳111上设有两个销钉孔，柱体凸接头115上的销钉孔和柱体凹接头116上的销钉孔相互对应；在柱体外壳111的腔体内设有2个以上的柱体横隔板112；所述柱体横隔112近似呈八边形，柱体横隔112的2条水平边、2条竖直边分别与相邻的柱体外壳111的内壁相连接；在柱体横隔板112上开有孔；柱体内芯体114固定在柱体横隔板112的孔中；所述柱体内芯体114为长条状，且横截面呈矩形；在柱体内芯体114、柱体外壳111、柱体凸接头115和柱体凹接头116共同围成的区域填充柱体外芯体113。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型属于柔性防撞，缓冲吸能效率高，壳体采用钢板，变形能力大，碰撞不会破碎。防撞单元内的横隔板可以增强防撞设施的强度和抗撞能力。防撞单元内的聚氨酯发泡材料和EVA发泡材料可以增加结构的缓冲变形能力及耗能能力。

2、本实用新型的防撞单元内侧设置消能元件能够吸收保存一部分船舶撞击能量，同时延长船舶撞击的作用时间，保证冲击力均匀化的过渡，降低撞击力的峰值，能够有效减小船撞对船体、桥墩和防撞设施的损害风险。

3、本实用新型的防撞单元的壳体采用热喷锌和聚脲防腐进行防腐处理，横隔板采用热喷锌进行防腐处理，耐腐蚀性和耐久性好。

4、本实用新型的防撞设施采用标准化节段拼接而成，标准节段有利于批量化生产，且方便运输、安装、维护和局部更换。

5、本实用新型的柱体防撞单元11和弯头防撞单元12近似呈矩形块，发生船撞时与桥墩、船舶的接触面积大，吸能效果好，能有效保护船舶和桥墩。

6、本实用新型的柱体防撞单元11和弯头防撞单元12之间、相邻柱体防撞单元11和柱体防撞单元11之间，均采用双销钉锁紧，且连接处均为近似梯形扣接，能够有效减少柱体防撞单元11和弯头防撞单元12之间、相邻柱体防撞单元11和柱体防撞单元11之间的转动。

7、本实用新型的柱体防撞单元内采用八边形的柱体横隔112，柱体横隔112的每个角与对应的柱体外壳111之间形成三角支撑结构，能够增强整体的连接强度、降低加工的工艺难度；

同样八边形的弯头横隔板122也起到同样的增强结构强度的技术效果。

附图说明

图1为本实用新型的整体示意图。

图2为图1中销轴3的立体示意图。

图3为图1中柱体防撞单元11的立体示意图。

图4为图3另一方向的立体示意图。

图5为图3的横截面剖视图。

图6为图3的水平方向的剖视图。

图7为图3的竖直方向的剖视图。

图8为图3的横隔板112的示意图。

图9为图1中弯头防撞单元12的立体示意图。

图10为图9的水平方向的剖视图。

图中，2为消能元件，3为销轴，11为柱体防撞单元，111为柱体外壳，112为柱体横隔板，113为柱体外芯体，114为柱体内芯体，115为柱体凸接头，116为柱体凹接头，12为弯头防撞单元，121为弯头外壳，122为弯头横隔板，123为弯头外芯体，124为弯头内芯体，125为弯头凸接头，126为弯头凹接头。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例和附图，进一步阐述本实用新型，但下述实施例仅仅为本实用新型的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其它实施例，都属于本实用新型的保护范围。

参见图1，一种自浮式箱型防船撞设施，包括防撞单元、消能元件2和销轴3。其中，所述防撞单元包括柱体防撞单元11和弯头防撞单元12。其中，所述柱体防撞单元11呈箱型，如图3和图4所示。参见图9，弯头防撞单元12为L形，且有4个。弯曲防撞单元12布置在桥墩的四角，即呈矩形排列。在相邻的2个弯头防撞单元12端部之间设有1个以上的柱体防撞单元11，防撞单元之间通过销轴3相连。即由柱体防撞单元11和弯头防撞单元12共同围成一个“口”字形的防撞圈。在防撞圈的内侧设有消能元件2。此外：

参见图3至图7，柱体防撞单元11包括柱体外壳111、柱体横隔板112、柱体外芯体113、柱体内芯体114、柱体凸接头115和柱体凹接头116；其中，柱体外壳111为中空的箱体，且横截面呈矩形；柱体外壳111沿长度方向的一个端面向外突出，形成柱体凸接头115，所述的柱体凸接头115近似呈梯形的凸台；柱体外壳111沿长度方向的另一个端面向内凹陷，形成柱体凹接头116，所述柱体凹接头116近似呈梯形的凹槽；在柱体凸接头115上设有两个销钉孔，在柱体凹接头116所在的柱体外壳111上设有两个销钉孔，柱体凸接头115上的销钉孔和柱体凹接头116上的销钉孔相互对应；在柱体外壳111的腔体内设有2个以上的柱体横隔板112；所述柱体横隔112近似呈八边形，柱体横隔112的2条水平边、2条竖直边分别与相邻的柱体外壳111的内壁相连接；在柱体横隔板112上开有孔；柱体内芯体114固定在柱体横隔板112的孔中；所述柱体内芯体114为长条状，且横截面呈矩形；在柱体内芯体114、柱体外壳111、柱体凸接头115和柱体凹接头116共同围成的区域填充柱体外芯体113。

进一步说，柱体外壳111的材质为钢，有保证柱体防撞单元强度的作用；柱体横隔板112的材质为钢，有增强柱体防撞单元11刚度和稳定性的作用；柱体外芯体113的材质为聚氨酯发泡材料，起增强柱体防撞单元11的弹性变形和缓冲吸能能力；柱体内芯体114的材质为EVA发泡材料，起增加柱体防撞单元11的耗能能力；柱体凸接头115和柱体凹接头116的材质均为钢。

进一步说，在柱体外壳111的腔体内设有2个以上柱体横隔板112。

参见图10，弯头防撞单元12包括弯头外壳121、弯头横隔板122、弯头外芯体123、弯头内芯体124、弯头凸接头125和弯头凹接头126；弯头外壳121为L形的中空管；弯头外壳121的横截面呈矩形；弯头外壳121的一个端面与弯头凸接头125相连接，弯头外壳111的另一个端面与弯头凹接头126相连接；所述的弯头凸接头125近似呈梯形的凸台，所述柱体凹接头126近似呈梯形的凹槽；在弯头凸接头125上设有两个销钉孔；在靠近弯头凹接头126的弯头外壳121上设有两个销钉孔；弯头凸接头125上的销钉孔和柱体凹接头116上的销钉孔相互对应，柱体凸接头115上的销钉孔和弯头凹接头126上的销钉孔相互对应；在弯头外壳121的腔体内设有2个以上的弯头横隔板122；所述弯头横隔板122呈八边形，弯头横隔板122的2条水平边、2条竖直边分别与相邻的弯头外壳121的内壁相连接；在弯头横隔板122上开有孔；弯头内芯体124固定在在弯头横隔板122的孔内；所述弯头内芯体124为长条状，且横截面呈矩形；在弯头内芯体124、弯头外壳121、弯头凸接头125和弯头凹接头126共同围成的区域内填充有弯头外芯体123。

进一步说，弯头外壳121的材质为钢，有保证弯头防撞单元12强度的形作用；弯头横隔板122的材质为钢，有增强弯头防撞单元12刚度和稳定性的作用；弯头外芯体123的材质为聚氨酯发泡材料，起增强弯头防撞单元12的弹性变形和缓冲吸能能力的作用；弯头内芯体124的材质为EVA发泡材料，起增加弯头防撞单元12的耗能能力的作用；弯头凸接头125和弯头凹接头126的材质为均为钢。

进一步说，在弯头外壳121的腔体内设有2个弯头横隔板122。

参见图1，通过销轴3将相邻的柱体防撞单元11的柱体凹接头116与弯头防撞单元12的弯头凸接头125连接在一起；通过销轴3将相邻的柱体防撞单元11的柱体凸接头115与弯头防撞单元12的弯头凹接头126连接在一起；通过销轴3将相邻的柱体防撞单元11的柱体凸接头115与柱体防撞单元11的柱体凹接头116连接在一起。参见图2，所述销轴3呈长条状，且在销轴3的端部设有圆环。

进一步说，柱体外壳111和弯头外壳121均采用6mm厚钢板。柱体横隔板112和弯头横隔板122均采用4mm厚钢板。在柱体外壳111和弯头外壳121的表面均采用热喷锌和聚脲进行防腐处理，柱体横隔板112和弯头横隔板122采用热喷锌进行防腐处理。

本实用新型的防撞单元分为柱体防撞单元11和弯头防撞单元12，采用凹凸接头插销式的连接形式，即相邻柱体防撞单元之间或者相邻柱体防撞单元和弯头防撞单元之间，通过销轴相连构成环形防撞设施。因此，本产品可采用标准件的方式进行加工和组装，组装时，按照桥墩的尺寸选取适量的柱体防撞单元和弯头段防撞单元进行组装，适应性强，而当需要维护或是替换时，也只需要替换坏损的标准件，因此工作量大幅降低，成本大幅下降。

Claims (7)

1.一种自浮式箱型防船撞设施，包括防撞单元、消能元件（2）和销轴（3）；其中，所述防撞单元包括柱体防撞单元（11）和弯头防撞单元（12）；其中，所述柱体防撞单元（11）呈箱型；弯头防撞单元（12）为L形，且有4个；弯头防撞单元（12）布置在桥墩的四角，即呈矩形排列；在相邻的2个弯头防撞单元（12）端部之间设有1个以上的柱体防撞单元（11），防撞单元之间通过销轴（3）相连；即由柱体防撞单元（11）和弯头防撞单元（12）共同围成一个“口”字形的防撞圈；在防撞圈的内侧设有消能元件（2）；其特征在于：

柱体防撞单元（11）包括柱体外壳（111）、柱体横隔板（112）、柱体外芯体（113）、柱体内芯体（114）、柱体凸接头（115）和柱体凹接头（116）；其中，柱体外壳（111）为中空的箱体，且横截面呈矩形；柱体外壳（111）沿长度方向的一个端面向外突出，形成柱体凸接头（115），所述的柱体凸接头（115）近似呈梯形的凸台；柱体外壳（111）沿长度方向的另一个端面向内凹陷，形成柱体凹接头（116），所述柱体凹接头（116）近似呈梯形的凹槽；在柱体凸接头（115）上设有两个销钉孔，在柱体凹接头（116）所在的柱体外壳（111）上设有两个销钉孔，柱体凸接头（115）上的销钉孔和柱体凹接头（116）上的销钉孔相互对应；在柱体外壳（111）的腔体内设有2个以上的柱体横隔板（112）；所述柱体横隔（112）近似呈八边形，柱体横隔（112）的2条水平边、2条竖直边分别与相邻的柱体外壳（111）的内壁相连接；在柱体横隔板（112）上开有孔；柱体内芯体（114）固定在柱体横隔板（112）的孔中；所述柱体内芯体（114）为长条状，且横截面呈矩形；在柱体内芯体（114）、柱体外壳（111）、柱体凸接头（115）和柱体凹接头（116）共同围成的区域填充柱体外芯体（113）。

2.根据权利要求1所述的一种自浮式箱型防船撞设施，其特征在于：柱体外壳（111）的材质为钢；柱体横隔板（112）的材质为钢；柱体外芯体（113）的材质为聚氨酯发泡材料；柱体内芯体（114）的材质为EVA发泡材料；柱体凸接头（115）和柱体凹接头（116）的材质均为钢。

3.根据权利要求1所述的一种自浮式箱型防船撞设施，其特征在于：在柱体外壳（111）的腔体内设有2个柱体横隔板（112）。

4.根据权利要求1至3所述的任一一种自浮式箱型防船撞设施，其特征在于：弯头防撞单元（12）包括弯头外壳（121）、弯头横隔板（122）、弯头外芯体（123）、弯头内芯体（124）、弯头凸接头（125）和弯头凹接头（126）；弯头外壳（121）为L形的中空管；弯头外壳（121）的横截面呈矩形；弯头外壳（121）的一个端面与弯头凸接头（125）相连接，弯头外壳（111）的另一个端面与弯头凹接头（126）相连接；所述的弯头凸接头（125）近似呈梯形的凸台，所述柱体凹接头（126）近似呈梯形的凹槽；在弯头凸接头（125）上设有两个销钉孔；在靠近弯头凹接头（126）的弯头外壳（121）上设有两个销钉孔；柱体凸接头（115）上的销钉孔和弯头凹接头（126）上的销钉孔相互对应，弯头凸接头（125）上的销钉孔和柱体凹接头（116）上的销钉孔相互对应；在弯头外壳（121）的腔体内设有2个以上的弯头横隔板（122）；所述弯头横隔板（122）呈八边形，弯头横隔板（122）的2条水平边、2条竖直边分别与相邻的弯头外壳（121）的内壁相连接；在弯头横隔板（122）上开有孔；弯头内芯体（124）固定在在弯头横隔板（122）的孔中；所述弯头内芯体（124）为长条状，且横截面呈矩形；在弯头内芯体（124）、弯头外壳（121）、弯头凸接头（125）和弯头凹接头（126）共同围成的区域内填充有弯头外芯体（123）。

5.根据权利要求4所述的一种自浮式箱型防船撞设施，其特征在于：弯头外壳（121）的材质为钢；弯头横隔板（122）的材质为钢；弯头外芯体（123）的材质为聚氨酯发泡材料；弯头内芯体（124）的材质为EVA发泡材料；弯头凸接头（125）和弯头凹接头（126）的材质为均为钢。

6.根据权利要求4所述的一种自浮式箱型防船撞设施，其特征在于：在弯头外壳（121）的腔体内设有2个弯头横隔板（122）。

7.根据权利要求4所述的一种自浮式箱型防船撞设施，其特征在于：通过销轴（3）将相邻的柱体防撞单元（11）的柱体凹接头（116）与弯头防撞单元（12）的弯头凸接头（125）连接在一起；通过销轴（3）将相邻的柱体防撞单元（11）的柱体凸接头（115）与弯头防撞单元（12）的弯头凹接头（126）连接在一起；通过销轴（3）将相邻的柱体防撞单元（11）的柱体凸接头（115）与柱体防撞单元（11）的柱体凹接头（116）连接在一起；所述销轴（3）呈长条状，且在销轴（3）的端部设有圆环。