CN210086174U - 一种用于桥梁防撞的钢浮箱 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于桥梁防撞的钢浮箱，包括内钢箱、外钢箱，所述内钢箱、外钢箱对应的两侧侧面、底面和顶面之间设有预留空间，其特征在于所述钢浮箱的内钢箱、外钢箱之间设横向加劲板，所述钢浮箱由下而上分为撞后防沉子模块和防撞子模块，所述的撞后防沉子模块中，外钢箱内部和/或内钢箱内部焊接有纵向加劲肋条，撞后防沉子模块的内钢箱、外钢箱之间的预留空间内填充轻质高分子材料，防撞子模块的内钢箱和外钢箱之间的预留空间内填充橡胶类材料。实用新型的优点在于：自浮能力强、严重破损后仍具备自浮能力。

Description

一种用于桥梁防撞的钢浮箱

技术领域

本实用新型涉及一种桥梁结构防漂浮物、船舶撞击浮式装置，尤其是涉及一种用于桥梁防撞的钢浮箱。

背景技术

为降低桥梁船撞风险而采取工程措施。当船舶撞击力接近或者远大于桥墩的承载能力时，设置附着于桥墩的防撞保护系统可以保护桥墩免受撞击破坏并避免由此导致的桥梁上部结构倒塌。而出于满足桥梁耐久性的要求，即使当船舶撞击力小于桥墩承载能力时，也可以设置相应规模的防船撞设施来防止如桥墩混凝土被船舶撞落等影响桥墩耐久性的破坏。

浮式装置与固定式装置相比，对水位变化明显、潮差大等情况适应力更强，同时工程造价相对较低。钢材力学性能稳定，相关技术工艺最为成熟，因此钢类浮式装置近些年得到较为广泛的应用，但也暴露一些问题：

首先是正常服役过程中，浮式装置不断与桥梁结构混凝土表面发生接触和摩擦，致使结构出现表层混凝土剥落、钢筋露出等病害。

撞后维修方面。当装置受到不同强度碰撞后，开展维修工作冗繁耗时。尤其是对于小强度撞击下发生局部损伤，导致装置密水性失效，都要将其从防撞装置上拆下后，在工厂进行大修（或重新制造新的单体），经水密试验确认，并达到钢结构防腐设计要求后，再进行安装、固定。当装置受到大型船舶的高强度碰撞后，造成装置的大面积受损，水体灌入箱体，若与桥梁结构无有效连接，导致装置沉入水中，损失严重。

防腐养护方面。作为钢类防撞结构，由于小型船舶碰撞、或较大型船舶低速碰撞或因其它偶然因素，造成局部轻微破损，加之潮湿的外部环境诱发破损处附近防腐漆皮大面积脱落现象经常发生，因此装置在设计使用寿命内防腐保养成为了又一亟需解决的问题。

中国专利CN102535329A公开了一种筒状复合材料桥梁防撞装置，由直筒形和弯筒形防撞单元总成。防撞单元由筒体和筒体内的填充材料体构成，且近桥梁结构侧设有移动装置。该专利结构简单，面对不确定性撞击荷载时，存在抗撞防线单一，性能分级不明确等问题。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种用于桥梁防撞的钢浮箱，能够实现桥梁结构防漂浮物、船舶撞击。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种用于桥梁防撞的钢浮箱，包括内钢箱、外钢箱，所述内钢箱、外钢箱对应的两侧侧面、底面和顶面之间设有预留空间，其特征在于所述钢浮箱的内钢箱、外钢箱之间设横向加劲板，所述钢浮箱由下而上分为撞后防沉子模块和防撞子模块，所述的撞后防沉子模块中，外钢箱内部和/或内钢箱内部焊接有纵向加劲肋条，撞后防沉子模块的内钢箱、外钢箱之间的预留空间内填充轻质高分子材料，防撞子模块的内钢箱和外钢箱之间的预留空间内填充橡胶类材料。

进一步地，所述轻质高分子材料是模塑聚苯乙烯泡沫塑料 (EPS）、或硬质聚氨酯泡沫塑料（PUR）、或聚乙烯泡沫塑料（PE）或其他轻质高分子材料；所述橡胶类材料是橡胶圈、橡胶粒、或橡胶轮胎或其他缓冲吸能效果良好的橡胶类材料。

进一步地，所述防撞子模块的内钢箱和外钢箱之间填充橡胶轮胎，橡胶轮胎竖直放入外钢箱和内钢箱侧面预留空间，水平放入外钢箱和内钢箱顶部预留空间。

进一步地，所述防撞子模块的内钢箱和外钢箱之间填充橡胶轮胎，橡胶轮胎水平放入外钢箱和内钢箱侧面预留空间和顶部预留空间。

进一步地，所述横向加劲板的内部设有与内钢箱配合的方孔，横向加劲板的外侧与外钢箱焊接，方孔内壁与内钢箱焊接，所述横向加劲板下部与外钢箱的纵向加劲肋条对应处设置相应的肋口。

进一步地，所述钢浮箱由若干个防撞节段组成，每个防撞节断的内钢箱端部伸出外钢箱外，且内钢箱端部设有法兰盘，相邻防撞节段的内钢箱之间通过法兰盘连接，外钢箱之间通过连接搭板连接。

进一步地，所述外钢箱端部设端板，端板的内部设有与内钢箱配合的方孔，端板的外侧与外钢箱焊接，方孔内壁与内钢箱焊接，端板下部设置有与外钢箱上纵向加劲肋条相对应的肋口，端板的顶部和底部设有端板壁板，端板壁板与外钢箱的内壁相贴合，端板壁板与外钢箱上设有对应的螺栓孔，连接搭板也上设有相配合的螺栓孔，连接搭板、端板壁板与外钢箱通过高强螺栓进行连接。

进一步地，所述内钢箱和外钢箱由复合钢板制造，所述复合钢板是钛-钢轧制复合板、或钛-钢爆炸复合板或爆炸-轧制复合板。

在桥梁结构正常运营条件下，浮式防撞装置能够很好适应潮差大的情况，装置随水位变化不断抬升与落下。尤其在海洋环境，装置在设计基准期内的起落以万次累计，如何保证装置与桥梁结构良好接触，不对结构表面造成损伤是浮式防撞装置在非撞击工况中必须考虑的重要问题。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：自浮能力强、严重破损后仍具备自浮能力。本实用新型装置由下而上划分为撞后防沉子模块，防撞子模块。撞后防沉子模块保证装置破损进入水体不发生沉没，内设纵向加劲肋条和轻质高分子材料，在保证整体装置具备很强自浮能力的同时，具备良好的缓冲耗能能力。防撞子模块为主要受撞区域，内置橡胶类材料，变形能力强，缓冲效果显著。且本实用新型的钢浮箱耐蚀性极强，复合钢板使得装置正常服役过程中、或轻度撞击、刮碰后免维护。解决了小型船舶碰撞、或较大型船舶低速碰撞或因其它偶然因素，造成局部轻微破损诱发附近防腐漆皮大面积脱落的问题。

附图说明

图1为本发明实施例一的一种多级缓冲耗能型防撞耐蚀钢浮箱典型断面图；

图2为直线型防撞节段立面图；

图3为图2的平面图；

图4为内钢箱法兰构造连接图；

图5为图4的I-I剖视图；

图6为图4的平面图；

图7为图4的a部大样图；

图8为外钢箱连接搭板构造图；

图9为图8的b部大样图；

图10为端板构造图；

图11为图10的侧视图；

图12为横向加劲板构造图；

图13为图12的侧视图；

图14为弯曲型防撞节段平面示意图；

图15为角隅过渡型防撞节段平面示意图；

图16为防撞结构整体示意图；

图17为本发明实施例二的一种多级缓冲耗能型防撞耐蚀钢浮箱典型断面图；

图18为防撞结构整体示意图；

图中标号所示：

1-外钢箱，2-内钢箱，3-纵向加劲肋条，4-轻质高分子材料（聚氨酯泡沫），5-橡胶类材料（橡胶轮胎），6-圆筒形折腹式吸能底座，7-滚动组件，8-垫板，9-第一橡胶护舷，10-高强螺栓，11-滑动组件（聚四氟乙烯板），12-承台/桥墩，13-横向加劲板，14-端板，15-法兰盘，16-法兰盘加劲肋，17-连接搭板，18-肋口，19-螺栓孔，20-端板壁板，21-第二橡胶护舷，22-方筒形折腹式吸能底座，A-第一级缓冲-可缩进滚动接触模块，B-第二级吸能-滑动接触模块，C-第三级耗能-耐蚀钢浮箱。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例一

一种多级缓冲耗能型防撞耐蚀钢浮箱，其结构参见图1至图18所示，包括围绕桥墩或承台设置的若干个防撞节段，每一防撞节断均包括：

第一级缓冲-可缩进滚动接触模块A：包括沿撞击方向依次叠加设置的垫板8、圆筒形折腹式吸能底座6、滚动组件（金属滚轮）7，其中，圆筒形折腹式吸能底座6与垫板8通过焊接进行连接，垫板8和外钢箱1上设有螺栓孔19，垫板8通过高强螺栓10与外钢箱1进行连接。

第二级吸能-滑动接触模块B：包括沿撞击方向依次叠加设置的第一橡胶护舷9，第一橡胶护舷9顶面设置有滑动组件（聚四氟乙烯板）11，第一橡胶护舷9设置有与垫板8相对应的螺栓孔19，通过高强螺栓10与外钢箱1进行连接。

第三级耗能-耐蚀钢浮箱C：包括内钢箱、外钢箱，钢浮箱由下而上在水位线处分为撞后防沉子模块和防撞子模块，撞后防沉子模块的内钢箱2、外钢箱1之间填充轻质高分子材料（聚氨酯泡沫）4，防撞子模块的内钢箱2和外钢箱1之间填充橡胶类材料（橡胶轮胎）5。

如图1所示，示例中，水位线以下，外钢箱1内部沿指定距离设置纵向加劲肋条3。

如图2~图 3所示，示例中直线型防撞节段中，橡胶类材料（橡胶轮胎）5通过外钢箱1上最上部的焊接的纵向加劲肋条3，沿装置轴向竖直放入外钢箱1和内钢箱2两侧预留空间，沿装置轴向水平放入外钢箱1和内钢箱2顶部预留空间。

如图2~图 3所示，示例中直线型防撞节段中，外钢箱1和内钢箱2两侧预留空间及底部空间填充轻质高分子材料（聚氨酯泡沫）4。

外钢箱1和内钢箱2沿指定距离焊接有横向加劲板13。

如图4所示，内钢箱2端部设有法兰盘15，示例中法兰盘15沿四周设置有螺栓孔19和法兰盘加劲肋16。

节段A和节断B的内钢箱2之间采用法兰盘15和高强螺栓10进行连接。

如图8所示，连接搭板17上设有螺栓孔，与端板14和外钢箱1预留螺栓孔对应，上述三者通过高强螺栓10进行连接。

如图9所示，示例中端板14设置有与外钢箱1上纵向加劲肋条3相对应的肋口18。端板壁板20上设有螺栓孔19，端板14通过高强螺栓10和外钢箱1端部设置的螺栓孔19与外钢箱1进行连接。

如图12所示，示例中横向加劲板13设置有与外钢箱1上纵向加劲肋条3相对应的肋口18。

如图14所示，示例中所述的弯曲型防撞节段外钢箱1和内钢箱2可以弯曲指定角度，适应桥梁结构几何尺寸变化。

如图15所示，示例中所述的角隅过渡节段外钢箱1和内钢箱2可以沿指定角度进行连接，适应防撞结构宽度变化需求。

如图16所示，示例中的防撞钢箱可以很好适应桥梁结构几何尺寸，在不同方向提供不同节段宽度，满足不同设防要求。

实施例二

一种多级缓冲耗能型防撞耐蚀钢浮箱，其结构参见图17所示，与实施例一不同的是，橡胶类材料（橡胶轮胎）5通过外钢箱1上最上部的焊接的纵向加劲肋条3，垂直装置轴向竖直放入外钢箱1和内钢箱2两侧预留空间，外钢箱1和内钢箱2上均设置纵向加劲肋条3。

与实施例一不同的是，第一级缓冲-可缩进滚动接触模块中为方筒形折腹式吸能底座22。第二级吸能-滑动接触模块中设置第二橡胶护舷21。

如图18所示，示例中的防撞钢箱可以很好适应桥梁结构几何尺寸。

本说明书中，-圆筒形折腹式吸能底座、方筒形折腹式吸能底座、D型橡胶护舷、SA型橡胶护舷均为现有技术，且与本实用新型的主体无关，在此不再赘述。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于桥梁防撞的钢浮箱，包括内钢箱、外钢箱，所述内钢箱、外钢箱对应的两侧侧面、底面和顶面之间设有预留空间，其特征在于所述钢浮箱的内钢箱、外钢箱之间设横向加劲板，所述钢浮箱由下而上分为撞后防沉子模块和防撞子模块，所述的撞后防沉子模块中，外钢箱内部和/或内钢箱内部焊接有纵向加劲肋条，撞后防沉子模块的内钢箱、外钢箱之间的预留空间内填充轻质高分子材料，防撞子模块的内钢箱和外钢箱之间的预留空间内填充橡胶类材料。

2.根据权利要求1所述的钢浮箱，其特征在于：所述轻质高分子材料是模塑聚苯乙烯泡沫塑料、或硬质聚氨酯泡沫塑料、或聚乙烯泡沫塑料；所述橡胶类材料是橡胶圈、橡胶粒、或橡胶轮胎。

3.根据权利要求1所述的钢浮箱，其特征在于：所述防撞子模块的内钢箱和外钢箱之间填充橡胶轮胎，橡胶轮胎竖直放入外钢箱和内钢箱侧面预留空间，水平放入外钢箱和内钢箱顶部预留空间。

4.根据权利要求1所述的钢浮箱，其特征在于：所述防撞子模块的内钢箱和外钢箱之间填充橡胶轮胎，橡胶轮胎水平放入外钢箱和内钢箱侧面预留空间和顶部预留空间。

5.根据权利要求1所述的钢浮箱，其特征在于：所述横向加劲板的内部设有与内钢箱配合的方孔，横向加劲板的外侧与外钢箱焊接，方孔内壁与内钢箱焊接，所述横向加劲板下部与外钢箱的纵向加劲肋条对应处设置相应的肋口。

6.根据权利要求1所述的钢浮箱，其特征在于：所述钢浮箱由若干个防撞节段组成，每个防撞节断的内钢箱端部伸出外钢箱外，且内钢箱端部设有法兰盘，相邻防撞节段的内钢箱之间通过法兰盘连接，外钢箱之间通过连接搭板连接。

7.根据权利要求6所述的钢浮箱，其特征在于：所述外钢箱端部设端板，端板的内部设有与内钢箱配合的方孔，端板的外侧与外钢箱焊接，方孔内壁与内钢箱焊接，端板下部设置有与外钢箱上纵向加劲肋条相对应的肋口，端板的顶部和底部设有端板壁板，端板壁板与外钢箱的内壁相贴合，端板壁板与外钢箱上设有对应的螺栓孔，连接搭板也上设有相配合的螺栓孔，连接搭板、端板壁板与外钢箱通过高强螺栓进行连接。

8.根据权利要求1所述的钢浮箱，其特征在于：所述内钢箱和外钢箱由复合钢板制造，所述复合钢板是钛-钢轧制复合板、或钛-钢爆炸复合板或爆炸-轧制复合板。

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