CN209989774U - 一种用于桥梁的翼式防撞装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于桥梁的翼式防撞装置，一种用于桥梁的翼式防撞装置，包括翼式防撞主体，所述翼式防撞主体的后侧为一固定板，固定板用以将翼式防撞主体安装固定在桥跨上；所述翼式防撞主体由固定板往主体方向宽度逐渐变小；所述翼式防撞主体的下底面与固定板的方向垂直；所述翼式防撞主体的上底面与下底面在固定板往翼式防撞主体的方向具有相交处，提供了一种用于保护桥梁桥面或桥跨或横梁的保护装置，通过结构体的缓冲和提前预警，降低船舶撞击桥梁横梁对桥梁带来的损坏。

Description

一种用于桥梁的翼式防撞装置

技术领域

本实用新型涉及桥梁防撞技术领域，主要涉及到一种用于桥梁的翼式防撞装置。

背景技术

通航河流桥区，常因天黑，大雾、对桥梁的净空通航高度判断错误或者船舶驾驶员操作失误等原因导致船舶碰撞桥梁，船舶直接撞击桥梁会带来十分巨大的经济损失和人员伤亡。除了船舶与桥墩撞击导致桥梁毁坏事故之外，船舶与桥梁上部结构(桥面、桥跨)撞击也导致严重事故发生。如，2015年10月15日，一艘挖沙船吸砂管撞击广东肇庆西江公路两用桥主梁，导致铁路桥横梁受损，58趟列车调整或者停运，给沿途交通带来了严重的影响。但是目前对于桥梁的桥面或桥跨或横梁的保护措施并没有，因此需要一种用于保护桥梁桥面或桥跨或横梁的保护装置，降低船舶撞击桥梁横梁对桥梁带来的损坏。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中的缺点与不足，提供一种用于桥梁的翼式防撞装置。

本实用新型是通过以下的技术方案实现的：一种用于桥梁的翼式防撞装置，包括翼式防撞主体，所述翼式防撞主体的后侧为一固定板，固定板用以将翼式防撞主体安装固定在桥跨上；所述翼式防撞主体由固定板往主体方向宽度逐渐变小；所述翼式防撞主体的下底面与固定板的方向垂直；所述翼式防撞主体的上底面与下底面在固定板往翼式防撞主体的方向具有相交处。

进一步地，所述翼式防撞主体为吸能材料的翼式防撞主体。

进一步地，所述翼式防撞主体包括外壳和内部填充层；所述翼式防撞主体的外壳为玻璃纤维增强复合材料的外壳，所述内部填充层为耗能材料填充层。

进一步地，所述耗能材料为泡沫砂。

进一步地，所述翼式防撞主体靠近固定板一端内部设有一安装空腔；安装空腔内设有安全气囊装置，包括气囊袋、充气器和控制器，充气器包括点火器和氮气固态粒子，控制器固定安装在安装空腔的内壁。

进一步地，所述翼式防撞主体的下底面设有安全气囊弹出口，安全气囊弹出口与安装空腔连通；所述安全气囊弹出口上设置有弹出门，所述弹出门的一侧通过销轴连接弹出口处，另一侧通过电磁装置与弹出口连接；所述弹出口的另一侧设有电磁铁；所述安装空腔内还包括蓄电池，所述蓄电池与电磁装置电连接。

进一步地，还包括船舶自动识别系统，船舶自动识别系统包括VHF通信机和实时通航高度检测装置。

进一步地，所述气囊袋部分粘贴在弹出门在安装空腔的一侧；气囊袋折叠之后放置在弹出门上。

进一步地，所述气囊袋在充气膨胀之后的直径大于翼式防撞主体安装处的桥跨距离。

进一步地，在弹出门和设有电磁装置一侧弹出口位置还设有插销

本实用新型一种用于桥梁的翼式防撞装置相比现有技术有以下有益效果：

1.提供了一种用于保护桥梁桥面或桥跨或横梁的保护装置，降低船舶撞击桥梁横梁对桥梁带来的损坏，当上述翼式防撞主体安装在桥梁的桥跨上之后，有船舶因为判断通航净空高度错误或者误操作的情况下即将要撞上桥跨的侧面的时候，船舶会先接触到翼式防撞主体，因为翼式防撞主体的固定板往其垂直方向即往翼式防撞主体的前方方向为宽度逐渐变小的类椎体，船舶在正面撞上翼式防撞主体的时候，船舶的前进方向与船舶和翼式防撞主体相接触的地方的切线是形成一个钝角的，船舶在撞击翼式防撞主体之后船舶的动能一部分转化为内能，由船舶自身发生的变形吸收，然后因为翼式防撞主体的存在，船舶的前进方向由原来的垂直于桥梁的方向变成了撞击点切线方向，使得后续船舶对翼式防撞主体的垂直于桥梁方向的冲量变小，减少对翼式防撞主体的二次冲击的力度，从而减少对桥梁的二次冲击；因为船舶后续的前进方向是受到翼式防撞主体的的限制，在后续不主动改变船舶的航行方向的前提下，船舶的前进方向为与翼式防撞主体碰撞点在翼式防撞主体的切线方向，因此船舶会使向翼式防撞主体安装的其中一侧的桥墩侧，使得船舶再没有受控的前提下，再一次碰撞会撞向桥墩，因为桥梁的设计中桥墩的承受漂浮物撞击的能力是远高于桥跨的，这样子能够通过翼式防撞主体的作用使得本来要撞击桥跨的船舶转向撞像了桥墩，能够有效避免船舶撞击桥梁脆弱的桥跨部分，能够减少船舶撞击对桥梁的影响。

2.当船舶碰撞到翼式防撞主体之后，翼式防撞主体会有强烈的振动，因此加速度传感器能够检测到加速度信号和把该信号发送给控制器，控制器根据预设的碰撞触发条件判断是否该碰撞是否为船舶碰撞，还是是翼式防撞主体正常因为风力、雨水、鸟撞击等碰撞，船舶碰撞和非船舶碰撞之间的阀值相差是很大的，因此容易根据实测数据进行合适的预设值设定，在判定为船舶碰撞之后，控制器发出信号给点火器，点火器引爆氮气固态粒子，使得气囊袋迅速充气膨胀。其中气囊袋一小部分通过粘贴在弹出门在安装空腔的一侧，气囊袋4折叠之后整体放置在弹出门上，气囊袋折叠应当要满足在其随着弹出门旋转离开安装空腔的时候不会出现无法经由弹出口完全离开；上述的控制器连接有一继电器，该继电器控制蓄电池对弹出口电磁装置的供电与否，控制器在判断加速度传感器的信息满足船舶撞击的条件的情况下，先控制继电器断开，使得蓄电池不再对弹出口的电磁装置继续供电，电磁装置失电因此失去对弹出门的磁力作用，此时弹出门因为重力的作用，会沿销轴转动打开，此时粘贴在弹出门后方的气囊袋会随着弹出门的打开而离往下垂，这时候控制器控制气囊袋充气，控制器在控制继电器断开和对气囊袋充气之间有个时间间隔，这个时间间隔取决于气囊袋离开安装空腔的时间，主要是避免气囊袋还没离开安装空腔的时候就对气囊袋进行充气使得翼式防撞主体从内部被破坏；气囊袋在充气膨胀之后的直径是大于翼式防撞主体安装处的桥跨距离的，这样能够保证气囊袋充气膨胀之后后侧能够抵住两桥墩，使得气囊袋有支力面，在船舶破坏了翼式防撞主体撞上气囊袋的时候，气囊袋能够有支力面，使得气囊袋能够被压缩吸能，而不是船舶直接把气囊袋给撞走了；另外气囊袋充气膨胀之后是抵住桥墩的，能够把船舶撞击到气囊袋之后把只要的力都作用在防撞击能力更好的桥墩，能够有效减少船舶撞击桥梁所带来的损伤。

附图说明

图1是本实用新型的用于桥梁的翼式防撞装置的结构图；

图2是本实用新型的用于桥梁的翼式防撞装置的结构图主视图；

图3是本实用新型的用于桥梁的翼式防撞装置的结构图俯视图；

图4是本实用新型的用于桥梁的翼式防撞装置的结构图左视图；

图5是本实用新型的用于桥梁的翼式防撞装置的结构图仰视图；

图6是本实用新型的用于桥梁的翼式防撞装置的结构图后视图；

图7是本实用新型的用于桥梁的翼式防撞装置的安装空腔的设备布置示意图；

图8是本实用新型的用于桥梁的翼式防撞装置的类锥体弧形状结构图；

图9是本实用新型用于桥梁的翼式防撞装置安装在桥梁的正面示意图；

图10是本实用新型用于桥梁的翼式防撞装置安装在桥梁的侧面示意图。

附图图例说明：1-翼式防撞主体；11-上底面；111-检修门；12-左侧面；13-右侧面；14- 下底面；141-通孔；15-固定板；151-弹出门；2-插销；3-电磁装置；4-气囊袋；5-充气器；6-控制器；7-蓄电池。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本实用新型具体实施例作进一步的详细描述。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本实用新型具体实施例作进一步的详细描述。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。

如附图1-7所示，一种用于桥梁的翼式防撞装置，包括翼式防撞主体1，所述翼式防撞主体1为从前往后看为一类锥体，其后侧为一固定板15，固定板15用以将翼式防撞主体1安装固定在桥跨上，翼式防撞主体1从固定板15往其垂直方向看即往翼式防撞主体1的前方方向看为宽度逐渐变小的，类椎体包括附图1的直边结构，同时也包括从其顶尖往底板处看也可以为如附图8所示的弧边弧形状结构，类锥体的下底面14与固定板15的方向垂直，也能够根据实际情况调整下底面与固定板方向使其呈现锐角角度，类椎体的上底面11与下底面14在固定板15往翼式防撞主体1的方向具有相交处，相交处位于固定板15的地面的中线处，类椎体还具有左侧面12和右侧面13。所述固定板15的宽度与其所安装在的桥梁的相邻两个桥墩的跨距相适应，一般为相邻两桥墩的中心线的之间的距离为固定板15的宽度，能够根据实际情况和安装需要的轻微调整固定板15的宽度使得翼式防撞装置安装在桥跨上不会出现空间不足难以安装的问题，确保在安装翼式防撞装置在桥梁上的时候能够保证两两相邻的桥墩之间的桥跨处都能安装到。如附图9和附图10所示，当上述翼式防撞主体1安装在桥梁的桥跨上之后，有船舶因为判断通航净空高度错误或者误操作的情况下即将要撞上桥跨的侧面的时候，船舶会先接触到翼式防撞主体1，因为翼式防撞主体1的固定板15往其垂直方向即往翼式防撞主体1的前方方向为宽度逐渐变小的类椎体，船舶在正面撞上翼式防撞主体1的时候，船舶的前进方向与船舶和翼式防撞主体1相接触的地方的切线是形成一个钝角的，船舶在撞击翼式防撞主体1之后船舶的动能一部分转化为内能，由船舶自身发生的变形吸收，然后因为翼式防撞主体1的存在，船舶的前进方向由原来的垂直于桥梁的方向变成了撞击点切线方向，使得后续船舶对翼式防撞主体1的垂直于桥梁方向的冲量变小，减少对翼式防撞主体1的二次冲击的力度，从而减少对桥梁的二次冲击；因为船舶后续的前进方向是受到翼式防撞主体1的的限制，在后续不主动改变船舶的航行方向的前提下，船舶的前进方向为与翼式防撞主体1碰撞点在翼式防撞主体1的切线方向，因此船舶会使向翼式防撞主体1安装的其中一侧的桥墩侧，使得船舶再没有受控的前提下，再一次碰撞会撞向桥墩，因为桥梁的设计中桥墩的承受漂浮物撞击的能力是远高于桥跨的，这样子能够通过翼式防撞主体1的作用使得本来要撞击桥跨的船舶转向撞像了桥墩，能够有效避免船舶撞击桥梁脆弱的桥跨部分，能够减少船舶撞击对桥梁的影响。

所述翼式防撞主体1由吸能材料构成，翼式防撞主体1的外壳为耐腐蚀性强、弹性性能好的玻璃纤维增强复合材料，复合材料外壳的内部紧密填充耗能材料，所述耗能材料为泡沫砂，在复合材料外壳发生碰撞弹性大变形后，耗能材料收到挤压而耗能，上述翼式防撞主体 1的吸能材料来自“世界桥梁”的《桥梁复合材料防撞方案研究》。所述翼式防撞主体1靠近固定板15一端内部设有一安装空腔，安装空腔内壁处也是玻璃纤维增强复合材料，使得安装空腔内壁和翼式防撞主体1的外壳具有一体性，能够包裹好内部的耗能材料。固定板15开设有多个通孔141，通孔141连通安装空腔与外界，在安装翼式防撞主体1在桥跨处的时候能够用螺钉从翼式防撞主体1的空腔往通孔141处向桥跨钉上固定，然后在通孔141的内侧可以设置防水防尘垫使得外部的灰尘和水汽不会经由通孔141处进入到翼式防撞主体1的内部。

所述翼式防撞主体1的上底面11设有检修口，检修口靠近固定板15，检修口与安装空腔连通，检修人员能够通过检修口进入到安装空腔内部，检修口处设有检修门111，检修门 111与检修口连接的缝隙处作常规的防水防尘处理。

所述翼式防撞主体1的下底面14设有安全气囊弹出口，安全气囊弹出口与安装空腔连通；所述安全气囊弹出口上设置有弹出门151，所述弹出门151的一侧通过销轴连接弹出口处，另一侧通过电磁装置3与弹出口连接，具体的在弹出口的内侧设有电磁装置3，该电磁装置3 为电磁铁，弹出门151的为受磁力作用的金属材质，电磁铁通电的时候产生磁性对弹出门151 有磁力的作用，使得弹出门151受到磁力的作用从而在弹出口处起到一个闭合门的作用，另外在电磁铁这一侧还设有插销2与翼式防撞主体1内部连接，插销2的作用是在更换给电磁铁供电的蓄电池7的时候能够通过把插销2锁上来使得弹出门151不会因为电磁铁失电而被打开。

安装空腔内设有安全气囊装置，包括气囊袋4、充气器5和控制器6，充气器5包括点火器和氮气固态粒子，其中控制器6上面集成有检测碰撞强度的加速度传感器，控制器6固定安装在安装空腔的内壁上，使得加速度传感器能够检测到翼式防撞主体1的振动；当船舶碰撞到翼式防撞主体1之后，翼式防撞主体1会有强烈的振动，因此加速度传感器能够检测到加速度信号和把该信号发送给控制器6，控制器6根据预设的碰撞触发条件判断是否该碰撞是否为船舶碰撞，还是是翼式防撞主体1正常因为风力、雨水、鸟撞击等碰撞，船舶碰撞和非船舶碰撞之间的阀值相差是很大的，因此容易根据实测数据进行合适的预设值设定，在判定为船舶碰撞之后，控制器6发出信号给点火器，点火器引爆氮气固态粒子，使得气囊袋4迅速充气膨胀。其中气囊袋4一小部分通过粘贴在弹出门151在安装空腔的一侧，气囊袋4折叠之后整体放置在弹出门151上，气囊袋4折叠应当要满足在其随着弹出门151旋转离开安装空腔的时候不会出现无法经由弹出口完全离开；上述的控制器6连接有一继电器，该继电器控制蓄电池7对弹出口电磁装置3的供电与否，控制器6在判断加速度传感器的信息满足船舶撞击的条件的情况下，先控制继电器断开，使得蓄电池7不再对弹出口的电磁装置3继续供电，电磁装置3失电因此失去对弹出门151的磁力作用，此时弹出门151因为重力的作用，会沿销轴转动打开，此时粘贴在弹出门151后方的气囊袋4会随着弹出门151的打开而离往下垂，这时候控制器6控制气囊袋4充气，控制器6在控制继电器断开和对气囊袋4 充气之间有个时间间隔，这个时间间隔取决于气囊袋4离开安装空腔的时间，主要是避免气囊袋4还没离开安装空腔的时候就对气囊袋4进行充气使得翼式防撞主体1从内部被破坏；气囊袋4在充气膨胀之后的直径是大于翼式防撞主体1安装处的桥跨距离的，这样能够保证气囊袋4充气膨胀之后后侧能够抵住两桥墩，使得气囊袋4有支力面，在船舶破坏了翼式防撞主体1撞上气囊袋4的时候，气囊袋4能够有支力面，使得气囊袋4能够被压缩吸能，而不是船舶直接把气囊袋4给撞走了；另外气囊袋4充气膨胀之后是抵住桥墩的，能够把船舶撞击到气囊袋4之后把只要的力都作用在防撞击能力更好的桥墩，能够有效减少船舶撞击桥梁所带来的损伤。

优选地，用于桥梁的翼式防撞装置还设有船舶自动识别系统，船舶自动识别系统包括VHF 通信机和实时通航高度检测装置，实时通航通读检测装置用以检测当前桥梁的通航净空高度， VHF通信机能对即将通过桥梁的船舶发送当前桥梁的实际通航高度的信息，同时能够对接收船舶信息从而判断船舶是否能够通过当前通航高度，若不能的话VHF通信机会向船舶发出危险通航的信息，能够对船舶作一个提前预警，能够在一定的程度上减少船舶因为误判通航高度而导致的撞击桥梁情况发生。

本实用新型并不局限于上述的实施方法，如果对本实用新型的各种改动或变形不脱离本实用新型的精神和范围，倘若这些改动和变形属于本实用新型的权利要求和等同技术范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变形。

Claims (10)

1.一种用于桥梁的翼式防撞装置，其特征在于：包括翼式防撞主体，所述翼式防撞主体的后侧为一固定板，固定板用以将翼式防撞主体安装固定在桥跨上；所述翼式防撞主体由固定板往主体方向宽度逐渐变小；所述翼式防撞主体的下底面与固定板的方向垂直；所述翼式防撞主体的上底面与下底面在固定板往翼式防撞主体的方向具有相交处。

2.根据权利要求1所述的用于桥梁的翼式防撞装置，其特征在于：所述翼式防撞主体为吸能材料的翼式防撞主体。

3.根据权利要求2所述的用于桥梁的翼式防撞装置，其特征在于：所述翼式防撞主体包括外壳和内部填充层；所述翼式防撞主体的外壳为玻璃纤维增强复合材料的外壳，所述内部填充层为耗能材料填充层。

4.根据权利要求3所述的用于桥梁的翼式防撞装置，其特征在于：所述耗能材料为泡沫砂。

5.根据权利要求1所述的用于桥梁的翼式防撞装置，其特征在于：所述翼式防撞主体靠近固定板一端内部设有一安装空腔；安装空腔内设有安全气囊装置，包括气囊袋、充气器和控制器，充气器包括点火器和氮气固态粒子，控制器固定安装在安装空腔的内壁。

6.根据权利要求5所述的用于桥梁的翼式防撞装置，其特征在于：所述翼式防撞主体的下底面设有安全气囊弹出口，安全气囊弹出口与安装空腔连通；所述安全气囊弹出口上设置有弹出门，所述弹出门的一侧通过销轴连接弹出口处，另一侧通过电磁装置与弹出口连接；所述弹出口的另一侧设有电磁铁；所述安装空腔内还包括蓄电池，所述蓄电池与电磁装置电连接。

7.根据权利要求1所述的用于桥梁的翼式防撞装置，其特征在于：还包括船舶自动识别系统，船舶自动识别系统包括VHF通信机和实时通航高度检测装置。

8.根据权利要求5所述的用于桥梁的翼式防撞装置，其特征在于：所述气囊袋部分粘贴在弹出门在安装空腔的一侧；气囊袋折叠之后放置在弹出门上。

9.根据权利要求8所述的用于桥梁的翼式防撞装置，其特征在于：所述气囊袋在充气膨胀之后的直径大于翼式防撞主体安装处的桥跨距离。

10.根据权利要求6所述的用于桥梁的翼式防撞装置，其特征在于：在弹出门和设有电磁装置一侧弹出口位置还设有插销。

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