CN207608860U - 一种桥墩防护装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种桥墩防护装置，包括轴承和外壳，所述轴承通过连接支架与桥墩连接，轴承通过支撑架与内圆形封板连接，内圆形封板与外圆性封板之间形成圆柱腔，圆柱腔内设有中间圆柱封板，圆柱腔分为内圆柱腔和外圆柱腔，在内圆柱腔内填充有填充物，中间圆性封板通过消能器与外圆性封板连接，外壳与外圆性封板连接。本实用新型的桥墩防护装置，结构简单，设计巧妙，首先巧妙的可以利用锯齿形的外壳改变船舶的运动轨迹，可以让失控船舶推动着整个防护装置转动带走很多的能量，而消能器在具有很强抗压消能作用的同时使整个装置具有了一定伸缩性，整个装置更加不易损坏。

Description

一种桥墩防护装置

技术领域

本实用新型涉及桥墩防护装置，属于桥墩防护领域。

背景技术

目前，世界已建设了越来越多的通航江河和跨越港区的大型桥梁，航行速度、船舶吨位以及船舶经过航道的艘次也在不断增多。与此同时，受人为因素和外界环境因素的影响，容易造成船舶与桥梁的撞击，从而导致灾难性事故的发生。

一个科学而经济的防撞设计应该追求防撞装置发挥整体的吸能/耗能作用，这时不仅防撞装置整体起到了吸能耗能作用，而且还起到了把局域化的高强度集中撞击力转化为较弱的分布载荷的作用。显然，任意高效的防撞装置，不仅应该起到降低撞击力的作用，把较强的集中撞击力转化为较弱的分布载荷，而且应该让防撞装置整体(而不是局域化范围)起到耗散撞击能量的作用，从而能够通过防撞装置尽可能地减少传递给桥梁的撞击能量。

实用新型内容

实用新型目的：为了克服现有技术中存在的不足，本实用新型提供一种桥墩防护装置，可以对撞击能量进行多次消能，结构简单，安装方便，成本较低，具有良好的消能效果。

技术方案：为解决上述技术问题，本实用新型的一种桥墩防护装置，包括轴承和外壳，所述轴承通过连接支架与桥墩连接，轴承通过支撑架与内圆形封板连接，内圆形封板与外圆性封板之间形成圆柱腔，圆柱腔内设有中间圆柱封板，圆柱腔分为内圆柱腔和外圆柱腔，在内圆柱腔内填充有填充物，中间圆性封板通过消能器与外圆性封板连接，外壳与外圆性封板连接。

作为优选，所述外壳为外锯齿形外壳。锯齿形外壳以最佳的尺寸均匀分布焊接于外圆形封板的四周，以保证应对来自各个方向的失控船舶。锯齿形外壳利用自身结构的特点，当船首开始接触外壳的任意位置时都会滑到其斜面的底部，改变失控船舶的运动轨迹，达到让船舶尽早结束撞击并带走尽量多的剩余动能的目的，并且锯齿表面用螺栓固定覆盖了一层一定厚度的橡胶材料，起到缓冲作用的同时也减小了对船体表面结构的损伤。

作为优选，所述消能器为液压阻尼器，采用液压阻尼器，根据其本身的特性，具有阻尼力大且动态响应时间短的特点。

作为优选，所述填充物为非牛顿流体。

在本实用新型中，圆柱腔与上盖板，下底板(仅覆盖消能支和填充区域)焊接在一起，并与中间圆形封板，内圆形封板架形成了两个隔断的封闭空间，可用来布置需要的结构。将材料易得，价格便宜，高吸收冲击能力强的非牛顿流体，填充于内圆柱腔内，并将此空间分为若干个相互独立的舱室，减小彼此之间的影响，而填充物的作用可以将集中的船舶冲击力转换为分布载荷，大大减小了局部的应力，对结构的破坏也相应的减小，具有很好消能作用。

有益效果：本实用新型的桥墩防护装置，结构简单，设计巧妙，首先巧妙的可以利用锯齿形的外壳改变船舶的运动轨迹，可以让失控船舶推动着整个防护装置转动带走很多的能量，而消能器在具有很强抗压消能作用的同时使整个装置具有了一定伸缩性，整个装置更加不易损坏，填充的非牛顿流体的高吸收冲击能力又是一个关健点，并且还可以将集中载荷转换为分布载荷，对防护装置可也是一种保护作用，支撑架亦具有很强的抗压抗冲击的能力，至此，船舶撞击的能量层层传递，逐级递减。滚动轴承的设置又是一个关键点，它打破了固有的模式把固定不动的防护装置转变为可以自由转动，有了它整个装置才能发挥它最大功效，连接支架则为滚动轴承和桥墩之间提供一个缓冲，也起到固定的作用。至此，整个防护装置将船舶撞击的动能大大削减，也避免了船舶与桥墩的直接接触，最大限度的保证了桥墩结构的完整性。

本装置结构简单，所有的结构均在工厂预制拼装焊接完成，整个装置通过支撑架可分为左右两个对称的部分，运送至现场吊装拼接，左右两部分用高强度螺栓连接。

附图说明

图1是本实用新型的俯视图。

图2是本实用新型的A-A剖视。

图3是本实用新型滚动轴承的示意图。

图4是本实用新型膨胀螺丝与桥墩的连接示意图。

具体实施方式

如图1至图4所示，一种桥墩防护装置，其中主要的结构为最外层的锯齿形外壳1，锯齿均匀排列并且表面用螺栓覆盖了一层一定厚度的橡胶，整个防护装置形似一个巨大的齿轮，具有一定的美观性。并且通过焊接与外圆形封板2连接在一起，外圆形封板2 与中间圆形封板4之间则构成一定的空间，里面按一定规律布置了一些液压阻尼器，在此称之为消能器3，采用高强度螺栓与外圆形封板2、中间圆形封板4连接，中间圆形封板4与内圆形封板7在此构成了一个封闭的空间，将此空间分为若干个相互独立的舱室用于填充具有很好抗冲击，消能作用的材料，这里选择非牛顿流体5，在该结构的上下表面都对称分布了几个开孔6，设有对应的封口盖采用螺栓与该结构相连，在需要时分别开启用于添加或者更换填充物。支撑架8则一端与内圆形封板7焊接，另一端焊接在滚动轴承9的外环上，起到支撑的整个外部结构以及传递消能的作用。滚动轴承9通过自身的转动将多余的撞击能量转移，避免桥墩受到直接的撞击，滚动轴承9通过连接支架11固定在桥墩上，连接支架11则通过膨胀螺栓与桥墩相连。

在本实用新型中，防撞装置应能在发挥整体作用的同时，化撞击集中力为分布载荷，以及让船尽早滑离而带走尽量多的剩余动能。假设当一艘船舶失控即将撞上桥墩，我们把这个过程拆分来看，一是船舶在撞击过程中不可避免的与防护装置接触，防护装置的消能过程，二是在防护装置受到撞击在一定分力的作用下开始转动的情形。

针对第一种情况，船首首先与锯齿形外壳1接触，由于外壳是由钢板制作具有一定的刚度并且焊接在外圆形封板2上，进行第一次消能，而在外壳1的表面用螺栓固定覆盖了一层一定厚度的橡胶材料，起到缓冲作用的同时也减小了对船体表面结构的损伤。当船首接触到外圆形封板2时，能量会通过钢板传递给里面的消能器3，消能器3采用液压阻尼器，液压阻尼器具有结构紧凑，安装空间小，阻尼力大且动态响应时间短的特点，因此具有很强的抗压消能效果，进行第二次消能，剩余的能量则会通过中间圆形封板4传递给填充在里面的填充物非牛顿流体5，非牛顿流体5材料易得，价格便宜，在未受到冲击时为液态，因此具有通过开孔6上的封口盖随时添加和更换的优点，而在受到猛烈的撞击时会由液态瞬间变成固态，有很高的硬度，因此也具有高吸收冲击能力强的特点，因此可以进行第三次消能，而在结构上，整个非牛顿流体的功能区域可以分为若干个相互独立的舱室，使每个部分更好的发挥作用并可避免因撞击使一处损坏而所有材料全部流失的情况发生，另外非流顿材料5还可以将撞击的集中力转换为分布载荷，减小对结构的损伤。非流顿材料消能后，将剩余的能量传递给支撑架8，支撑架8均匀分布在导轨四周，起到支撑整个外部结构的同时把剩余的能量传递给滚动轴承9，并且可以应对可能来自各个方向的撞击，保证整个装置的正常工作。滚动轴承9内、外环上都有凹槽滚道，它们起着降低接触应力和限制滚动轴承轴向移动的作用，保持架10使滚动体等距离分布并且减小滚动体之间的摩擦和磨损。整个滚动轴承9通过内环与连接支架11焊接在一起。

在船舶撞击的同时，由于锯齿形外壳1的特殊结构，会使船首沿着锯齿形滑动至底部，这时船舶的运动轨迹就已经发生了变化，船舶在撞击防护装置消耗能量的同时，会有一部分的能量会沿着锯齿形底部的切线方向推动整个防护装置，滚动轴承9内的滚动体受力开始转动进而带动整个防护装置开始转动，这样就可以让船舶尽早结束撞击并带走尽量多的剩余动能，大大减小对防护装置的损伤，以及对桥墩的影响，这也是防护装置设计的关健点。

Claims (4)

1.一种桥墩防护装置，其特征在于：包括轴承和外壳，所述轴承通过连接支架与桥墩连接，轴承通过支撑架与内圆形封板连接，内圆形封板与外圆性封板之间形成圆柱腔，圆柱腔内设有中间圆柱封板，圆柱腔分为内圆柱腔和外圆柱腔，在内圆柱腔内填充有填充物，中间圆性封板通过消能器与外圆性封板连接，外壳与外圆性封板连接。

2.根据权利要求1所述的桥墩防护装置，其特征在于：所述外壳为外锯齿形外壳。

3.根据权利要求1所述的桥墩防护装置，其特征在于：所述消能器为液压阻尼器。

4.根据权利要求1所述的桥墩防护装置，其特征在于：所述填充物为非牛顿流体。