CN212426707U - 一种采用偏航机制保护船体的海洋桥墩体系 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种采用偏航机制保护船体的海洋桥墩体系,属于水上建筑安全防护技术领域，包括桥墩、环圈固定连接环肋板、连接固定转杆、固定螺母、防撞转桶，桥墩的外圈设置三层环圈固定连接环肋板，相邻的两个环圈固定连接环肋板之间设置若干防撞转桶，防撞转桶的上下两端分别设置桶端部板，防撞转桶最外层设置有桶外壁，最内层设置有桶内壁，本实用新型的优点效果是安装便捷，单个单元损坏更换方便，设置的多个防撞转桶能有效起到减震耗能作用，减小碰撞产生撞击力，显著减少船体与桥墩之间能量交换和震动反应。

Description

一种采用偏航机制保护船体的海洋桥墩体系

技术领域

本实用新型属于水上建筑安全防护技术领域，特别是涉及一种采用偏航机制保护船体的海洋桥墩体系。

背景技术

随着交通运输业的不断发展，大量跨海、跨江桥梁不断兴建。而这种桥梁本身所处的江、海域大都是繁忙的航道，其水流、波涛、风浪等情况复杂，桥梁不可避免地承担着一定的船舶碰撞的风险。国内外已开展了相关的研究，提出了船桥碰撞理论，并设计出了一些桥梁防护设施。桥梁防撞的根本目的是一方面防止桥梁因船舶撞击力超过桥墩的设计承载力而造成结构毁坏，另一方面同时尽可能地保护船舶，将损失减小到最低程度。防撞设施的型式不同，其工作机理就不同。在船舶碰擦或撞击桥梁的桥墩、防撞墩时，具有一定速度的船舶的动量很大，为了尽量减小船舶的撞击对桥墩造成损坏，通常会在桥墩上设置防撞箱，或双壁防撞钢套箱，或柔性耗能防撞装置，来达到保护桥墩的目的。其中，防撞箱或双壁防撞钢套箱用来阻挡船舶，消耗船舶的动能，使船舶减速，延缓撞击，削弱船舶对桥墩的撞击力；由于船舶碰擦或撞击桥墩情况发生时，肇事船舶动能巨大，防撞箱、双壁防撞钢套箱及柔性耗能防撞装置由于材料的弹性缓冲量非常有限，只能预防小型的船舶，对于质量稍大一些或航速稍大的船舶，就不能很好的吸收船舶的巨大动能，其消能、防撞效果欠佳，容易撞坏，安全隐患仍然存在，使用寿命也较短，撞坏后需立即更换，防撞箱由钢板焊接而成，是个庞然大物，重达数千吨，不易安装，擦破后易腐蚀，影响使用寿命。因而，现有的对桥墩的防护装置有待于进一步改进，现阶段防撞桥墩是一种非常普遍的海上交通安全设施，在一些比较危险的地区得到了广泛的应用，当船体等物体与桥墩相撞时，设置一种带有缓冲性能的防撞桥墩或桥墩防撞安装套件可以极大的缓冲撞击所产生的巨大冲击力，从而可以极大的降低交通撞击事故所产生的严重后果，在巨大的冲击力作用下，坚固、抗撞击能力强、缓冲性能好的防撞桥墩是非常必要的海上交通安全基础设施，在最近的二十年，我国建设了近百座跨江、跨海大桥，很多都是超级工程，但船体等物体撞击桥墩而引发重大人员伤亡、财产损失等事件时有发生，说明在海上交通的桥墩防撞设计和防撞措施上还有不足，我国桥墩防撞研究起步还比较晚，在早期重视程度不够好，许多防撞设计理论和计算方法都是参照国外的研究成果，所以研制设计出有效的防撞桥墩设施尤为关键，从而达到桥梁不损坏、船体不被破坏、桥墩够坚固的设计目的，对我国海上交通在国民经济和社会中的发展起着重要的影响作用。

发明内容

为了解决上述存在的技术问题，本实用新型提供一种采用偏航机制保护船体的海洋桥墩体系，本实用新型安装便捷，各个独立的单元可通过本实用新型图示的布置方式进行组合布置，单个单元损坏更换方便，由于船只对桥墩的撞击一般集中在水面上下，本装置在使用时能使防撞装置主体浮于水面上，并且能随水位变化自动升降，本实用新型中设置的多个防撞转桶能有效起到减震耗能作用，发生撞击时其可绕桥墩发生相对转动，有利于将碰撞冲击转化为转动摩擦，既能够有效吸收和缓冲船体等物体对桥墩的撞击力，又能通过偏航机制使船体大部分动能被自身带走。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种采用偏航机制保护船体的海洋桥墩体系，包括桥墩、环圈固定连接环肋板、连接固定转杆、固定螺母、防撞转桶，桥墩的外圈设置三层环圈固定连接环肋板，环圈固定连接环肋板上设置若干环肋板预留孔，相邻的两个环圈固定连接环肋板之间设置若干防撞转桶，防撞转桶的上下两端分别设置桶端部板，桶端部板上设置端部板预留孔，防撞转桶最外层设置有桶外壁，最内层设置有桶内壁，桶内壁围成的内部区域为转杆预留穿腔；设置若干连接固定转杆穿过环肋板预留孔、端部板预留孔、转杆预留穿腔将环圈固定连接环肋板和防撞转桶进行连接，并在连接固定转杆的上下两端采用固定螺母固定；

桶外壁和桶内壁之间的区域由外至内依次间隔设置外圈耗能连接钢板、中圈耗能连接钢板、内圈耗能连接钢板，外圈耗能连接钢板由若干外圈板节段连接而成，中圈耗能连接钢板由若干中圈板节段连接而成，内圈耗能连接钢板由若干内圈板节段连接而成，桶外壁和外圈耗能连接钢板之间的区域为外圈缓冲腔体，外圈耗能连接钢板和中圈耗能连接钢板之间的区域为中外圈缓冲腔体，中圈耗能连接钢板和内圈耗能连接钢板之间的区域为中内圈缓冲腔体，内圈耗能连接钢板和桶内壁之间的区域为内圈缓冲腔体。

进一步地，桶内壁、外圈耗能连接钢板、中圈耗能连接钢板和内圈耗能连接钢板采用低屈服点钢材，桶外壁采用软质材料板制成。

进一步地，防撞转桶中外圈缓冲腔体、中外圈缓冲腔体、中内圈缓冲腔体和内圈缓冲腔体填充细沙，细沙的用量根据实际区域情况确定以保证防撞转桶的部分高度能浮于水面之上。

进一步地，桶外壁、桶内壁、外圈耗能连接钢板、中圈耗能连接钢板、内圈耗能连接钢板分别与桶端部板固定连接。

进一步地，环肋板预留孔孔径、端部板预留孔孔径、转杆预留穿腔内径尺寸一致，且与连接固定转杆横截面尺寸相互匹配。

进一步地，环圈固定连接环肋板、连接固定转杆、桶端部板、桶外壁、桶内壁、外圈耗能连接钢板、中圈耗能连接钢板和内圈耗能连接钢板采用镀锌防腐处理。

本实用新型的有益效果是安装便捷，单个单元损坏更换方便，可以达到桥墩不被碰撞损坏和船体不被破坏的目的，使用时可向防撞转桶中缓冲腔体填充细沙或水，由于船只对桥墩的撞击一般集中在水面上下，本装置在使用时能使防撞装置主体浮于水面上，并且能随水位变化自动升降，因此被保护的桥墩位置随水位发生变化，本实用新型中设置的多个防撞转桶能有效起到减震耗能作用，减小碰撞产生的巨大撞击力，显著减少船体与桥墩之间能量交换和震动反应，发生撞击时，其可绕桥墩发生相对转动，有利于将碰撞冲击转化为转动摩擦，既能够有效吸收和缓冲船体等物体对桥墩的撞击力，又能通过偏航机制使船体大部分动能被耗散。

附图说明

图1为本实用新型采用偏航机制保护船体的海洋桥墩体系俯视示意图。

图2为图1的A-A剖面示意图。

图3为本实用新型中环圈固定连接环肋板示意图。

图4为图2中A区域的放大示意图。

图5为本实用新型中防撞转桶示意图。

图6为本实用新型中桶端部板示意图。

图7为图5的B-B剖面示意图。

图中：1为桥墩；2为环圈固定连接环肋板；3为环肋板预留孔；4为连接固定转杆；5为固定螺母；6为防撞转桶；7为桶端部板；8为端部板预留孔；9为桶外壁；10为桶内壁；11为外圈耗能连接钢板；12为外圈板节段；13为中圈耗能连接钢板；14为中圈板节段；15为内圈耗能连接钢板；16为内圈板节段；17为外圈缓冲腔体；18为中外圈缓冲腔体；19为中内圈缓冲腔体；20为内圈缓冲腔体；21为转杆预留穿腔。

具体实施方式

为了进一步说明本实用新型，下面结合附图及实施例对本实用新型进行详细地描述，但不能将它们理解为对本实用新型保护范围的限定。

实施例：如图1~图7所示，一种采用偏航机制保护船体的海洋桥墩体系，包括桥墩1、环圈固定连接环肋板2、连接固定转杆4、固定螺母5、防撞转桶6，桥墩1的外圈设置三层环圈固定连接环肋板2，环圈固定连接环肋板2上设置若干环肋板预留孔3，相邻的两个环圈固定连接环肋板2之间设置若干防撞转桶6，防撞转桶6的上下两端分别设置桶端部板7，桶端部板7上设置端部板预留孔8，防撞转桶6最外层设置有桶外壁9，最内层设置有桶内壁10，桶内壁10围成的内部区域为转杆预留穿腔21；设置若干连接固定转杆4穿过环肋板预留孔3、端部板预留孔8、转杆预留穿腔21将环圈固定连接环肋板2和防撞转桶6进行连接，并在连接固定转杆4的上下两端采用固定螺母5固定；

桶外壁9和桶内壁10之间的区域由外至内依次间隔设置外圈耗能连接钢板11、中圈耗能连接钢板13、内圈耗能连接钢板15，外圈耗能连接钢板11由若干外圈板节段12连接而成，中圈耗能连接钢板13由若干中圈板节段14连接而成，内圈耗能连接钢板15由若干内圈板节段16连接而成，桶外壁9和外圈耗能连接钢板11之间的区域为外圈缓冲腔体17，外圈耗能连接钢板11和中圈耗能连接钢板13之间的区域为中外圈缓冲腔体18，中圈耗能连接钢板13和内圈耗能连接钢板15之间的区域为中内圈缓冲腔体19，内圈耗能连接钢板15和桶内壁10之间的区域为内圈缓冲腔体20。

所述的桶内壁10、外圈耗能连接钢板11、中圈耗能连接钢板13和内圈耗能连接钢板15采用低屈服点钢材，桶外壁9采用软质材料板制成。

所述的防撞转桶6中外圈缓冲腔体17、中外圈缓冲腔体18、中内圈缓冲腔体19和内圈缓冲腔体20填充细沙，细沙的用量根据实际区域情况确定以保证防撞转桶6的部分高度能浮于水面之上。

所述的桶外壁9、桶内壁10、外圈耗能连接钢板11、中圈耗能连接钢板13、内圈耗能连接钢板15分别与桶端部板7固定连接。

所述的环肋板预留孔3孔径、端部板预留孔8孔径、转杆预留穿腔21内径尺寸一致，且与连接固定转杆4横截面尺寸相互匹配。

所述的环圈固定连接环肋板2、连接固定转杆4、桶端部板7、桶外壁9、桶内壁10、外圈耗能连接钢板11、中圈耗能连接钢板13和内圈耗能连接钢板15采用镀锌防腐处理。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，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。

Claims (6)

1.一种采用偏航机制保护船体的海洋桥墩体系，包括桥墩(1)、环圈固定连接环肋板(2)、连接固定转杆(4)、固定螺母(5)、防撞转桶(6)，其特征在于：

所述桥墩(1)的外圈设置三层环圈固定连接环肋板(2)，所述环圈固定连接环肋板(2)上设置若干环肋板预留孔(3)，相邻的两个环圈固定连接环肋板(2)之间设置若干防撞转桶(6)，所述防撞转桶(6)的上下两端分别设置桶端部板(7)，所述桶端部板(7)上设置端部板预留孔(8)，防撞转桶(6)最外层设置有桶外壁(9)，最内层设置有桶内壁(10)，所述桶内壁(10)围成的内部区域为转杆预留穿腔(21)；设置若干连接固定转杆(4)穿过环肋板预留孔(3)、端部板预留孔(8)、转杆预留穿腔(21)将环圈固定连接环肋板(2)和防撞转桶(6)进行连接，并在连接固定转杆(4)的上下两端采用固定螺母(5)固定；

所述桶外壁(9)和桶内壁(10)之间的区域由外至内依次间隔设置外圈耗能连接钢板(11)、中圈耗能连接钢板(13)、内圈耗能连接钢板(15)，外圈耗能连接钢板(11)由若干外圈板节段(12)连接而成，中圈耗能连接钢板(13)由若干中圈板节段(14)连接而成，内圈耗能连接钢板(15)由若干内圈板节段(16)连接而成，桶外壁(9)和外圈耗能连接钢板(11)之间的区域为外圈缓冲腔体(17)，外圈耗能连接钢板(11)和中圈耗能连接钢板(13)之间的区域为中外圈缓冲腔体(18)，中圈耗能连接钢板(13)和内圈耗能连接钢板(15)之间的区域为中内圈缓冲腔体(19)，内圈耗能连接钢板(15)和桶内壁(10)之间的区域为内圈缓冲腔体(20)。

2.根据权利要求1所述一种采用偏航机制保护船体的海洋桥墩体系，其特征在于：桶内壁(10)、外圈耗能连接钢板(11)、中圈耗能连接钢板(13)和内圈耗能连接钢板(15)采用低屈服点钢材，桶外壁(9)采用软质材料板制成。

3.根据权利要求1所述一种采用偏航机制保护船体的海洋桥墩体系，其特征在于：防撞转桶(6)中外圈缓冲腔体(17)、中外圈缓冲腔体(18)、中内圈缓冲腔体(19)和内圈缓冲腔体(20)填充细沙，细沙的用量根据实际区域情况确定以保证防撞转桶(6)的部分高度能浮于水面之上。

4.根据权利要求1所述一种采用偏航机制保护船体的海洋桥墩体系，其特征在于：桶外壁(9)、桶内壁(10)、外圈耗能连接钢板(11)、中圈耗能连接钢板(13)、内圈耗能连接钢板(15)分别与桶端部板(7)固定连接。

5.根据权利要求1所述一种采用偏航机制保护船体的海洋桥墩体系，其特征在于：环肋板预留孔(3)孔径、端部板预留孔(8)孔径、转杆预留穿腔(21)内径尺寸一致，且与连接固定转杆(4)横截面尺寸相互匹配。

6.根据权利要求1所述一种采用偏航机制保护船体的海洋桥墩体系，其特征在于：环圈固定连接环肋板(2)、连接固定转杆(4)、桶端部板(7)、桶外壁(9)、桶内壁(10)、外圈耗能连接钢板(11)、中圈耗能连接钢板(13)和内圈耗能连接钢板(15)采用镀锌防腐处理。

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