CN214245599U - 一种新型结构桥梁防船撞装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型结构桥梁防船撞装置，包括钢护舷、外护板、第一弹性体、外壁板、水密板、内侧弹性体、第二弹性体、吸能材料层、桥墩、上甲板、下底板和X形夹层结构。本实用新型的有益效果是：结构设计优良，防撞装置受撞时可达到整体受力变形的效果，耐撞性好；外护板和分节段设计为可拆卸式，在船撞事故发生后可以根据变形损坏情况进行局部维修和更换；夹层结构设计简洁，无过多的骨材肘板等过渡结构件，工艺性好。

Description

一种新型结构桥梁防船撞装置

技术领域

本实用新型涉及一种防船撞装置，具体为一种新型结构桥梁防船撞装置，属于桥梁防撞技术领域。

背景技术

随着我国基础建设及航运业的迅猛发展，桥梁数量及航道通航密度逐年增加，桥梁与船舶之间的矛盾日益突出。船舶撞击桥梁事故屡见不鲜且呈上升趋势，由船撞事故所导致的人员伤亡、财产损失以及环境破坏令人触目惊心，其他间接损失如航道阻塞、列车停运、公众心理冲击等更是难以估量。

船撞分析表明，桥梁事故发生部位主要是由于桥梁桥墩结构受到破坏，因此需要提高桥墩的抗撞性能。国内已应用多种类型的防撞设施，其基本原理是基于能量吸收、动量缓冲而设计，根据自身特点和适用范围进行分类。目前常用的是钢箱型防撞装置，该装置利用钢材塑性变形进行消能。当船舶撞击钢套箱防撞装置时，防撞钢板发生大变形，吸收碰撞能量并且延长接触时间，使撞击力峰值得以降低，同时由于结构变形和相互作用，可拨动船头方向回到正确航道，从而减少船舶与防撞装置之间的能量交换。常规船体框架结构吸能效果欠佳、刚性大，发生碰撞事故时，撞击船舶没有得到有效保护；此外框架式结构强弱骨材间隔布置，往往因为撞击区域面积小而造成套箱局部严重变形，而导致防护能力不足或破坏难修复等问题。因此，如何改善或避免钢套箱的上述不足就十分必要。

实用新型内容

本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种新型结构桥梁防船撞装置。

本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：一种新型结构桥梁防船撞装置，包括钢护舷、外护板、第一弹性体、外壁板、防撞箱、隔板、耗能弯管、耗能块、内侧弹性体、第二弹性体、桥墩、吸能材料层、下底板、X形夹层结构、连接耳、上甲板和内壁板；所述钢护舷、外壁板和吸能材料层构成该装置的主体结构，所述外壁板与内壁板及上甲板、下底板形成箱式结构环绕桥墩，所述外壁板与内壁板及上甲板、下底板形成箱式结构内部设置X形夹层结构，且所述X形夹层结构靠外侧空隙填充有吸能材料层，所述由外壁板与内壁板及上甲板、下底板形成钢箱内的外壁板上均设置第一弹性体，且所述外壁板上的多个第一弹性体由外护板包覆，且所述外壁板与内壁板及上甲板、下底板形成的箱体之间设有防撞箱，且所述防撞箱的端部设置有连接耳，所述防撞箱的内部固定安装有隔板，所述隔板将防撞箱分隔成两个空腔，且两个空腔内分别固定连接有耗能弯管和耗能块，所述外护板表面布置横纵交叉的钢护舷，所述第二弹性体安置在桥墩与外壁板、内壁板及上甲板、下底板所构成的箱式结构之间的空隙处，且所述第二弹性体与桥墩外侧的箱体连接处设有内侧弹性体。

优选的，为了使该防撞装置可以分为多个节段环绕桥墩拼接，所述外壁板与内壁板及上甲板、下底板所形成箱式结构由多个箱体通过螺栓连接而成。

优选的，为了达到整体消能的效果，所述X形夹层结构呈水平环形布置，且连接在钢箱的上甲板和下底板之间。

优选的，为了使该防撞装置受到船舶撞击时变形消能，所述吸能材料层由陶瓷颗粒、聚氨酯发泡体中的一种或两种材料混合制成。

优选的，为了可避免正常情况下因水流或波浪拍打时内壁板对桥墩外壁的碰撞和摩擦，所述第一弹性体、内侧弹性体和第二弹性体均由聚氨酯弹性体或橡胶材料制成，且第二弹性体布置间距0.5m至2m。

优选的，为了到撞击时能够发生变形破坏以消耗船舶动能，并带走剩余动能，减小能量交换从而减轻撞击损伤，所述外护板为两层钢板和高密度聚氨酯芯体组成的复合SPS夹层板结构，且所构成箱体两端的钢护舷和外护板呈弧形状。

优选的，为了提高防撞箱连接的稳固性，所述连接耳上设置有安装孔，且两个所述防撞箱之间通过连接耳进行固接，

优选的，为了增强该装置的抗压能力，保护桥墩不被破坏，所述耗能弯管和耗能块均设置有若干个，且均匀分布在防撞箱的内部。

本实用新型的有益效果是：该种新型结构桥梁防船撞装置设计合理，本实用新型的有益效果是：该新型结构桥梁防船撞装置设计合理，

1.结构设计优良，防撞装置受撞时可达到整体受力变形的效果，耐撞性好；

2.外护板和分节段设计为可拆卸式，在船撞事故发生后可以根据变形损坏情况进行局部维修和更换；

3.夹层结构设计简洁，无过多的骨材肘板等过渡结构件，工艺性好。。

附图说明

图1为本实用新型主视结构示意图；

图2为A-A处剖面结构示意图；

图3为图1中A处放大结构示意图。

图中：1、钢护舷，2、外护板，3、第一弹性体，4、外壁板，5、防撞箱，6、隔板，7、耗能弯管，8、耗能块，9、内侧弹性体，10、第二弹性体，11、桥墩，12、吸能材料层，13、下底板，14、X形夹层结构，15、连接耳，16、上甲板和17、内壁板。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1～3，一种新型结构桥梁防船撞装置，包括钢护舷1、外护板2、第一弹性体3、外壁板4、防撞箱5、隔板6、耗能弯管7、耗能块8、内侧弹性体9、第二弹性体10、桥墩11、吸能材料层12、下底板13、X形夹层结构14、连接耳15、上甲板16和内壁板17；所述钢护舷1、外壁板4和吸能材料层12构成该装置的主体结构，所述外壁板4与内壁板17及上甲板16、下底板13形成箱式结构环绕桥墩11，所述外壁板4与内壁板17及上甲板16、下底板13形成箱式结构内部设置X形夹层结构14，且所述X形夹层结构14靠外侧空隙填充有吸能材料层12，所述由外壁板4与内壁板17及上甲板16、下底板13形成钢箱内的外壁板4上均设置第一弹性体3，且所述外壁板4上的多个第一弹性体3由外护板2包覆，且所述外壁板4与内壁板17及上甲板16、下底板13形成的箱体之间设有防撞箱5，且所述防撞箱5的端部设置有连接耳15，所述防撞箱5的内部固定安装有隔板6，所述隔板6将防撞箱5分隔成两个空腔，且两个空腔内分别固定连接有耗能弯管7和耗能块8，所述外护板2表面布置横纵交叉的钢护舷1，所述第二弹性体10安置在桥墩11与外壁板4、内壁板17及上甲板16、下底板13所构成的箱式结构之间的空隙处，且所述第二弹性体10与桥墩11外侧的箱体连接处设有内侧弹性体9。

所述外壁板4与内壁板17及上甲板16、下底板13所形成箱式结构由多个箱体通过螺栓或插销连接而成，使该防撞装置可以分为多个节段环绕桥墩拼接，简化了制造与安装的难度；各节段各自保持浮力，通过压载水的高度而调整防撞装置的整体浮态，使其保证为正浮状态；当防撞装置受撞后，事故处理仅需要对变形箱体进行局部更换即可，免去把防撞装置整体拆卸维修或更换的繁琐，采用钢板材料制成的所述X形夹层结构14呈水平环形布置连接钢箱的上甲板16和下底板13，船舶撞击局部区域时，结构变形向两端延展，达到整体消能的效果，所述吸能材料层12由陶瓷颗粒、聚氨酯发泡体中的一种或两种材料混合制成，使该防撞装置受到船舶撞击时变形消能，当箱式结构受撞变形出现破舱情况时，水不会完全进入舱内而导致防撞装置沉没，并且在板内空隙填充可防止板发生屈曲，所述第一弹性体3、内侧弹性体9和第二弹性体10均由聚氨酯弹性体或橡胶材料制成，且第二弹性体10布置间距0.5m至2m，可避免正常情况下因水流或波浪拍打时内壁板17对桥墩11外壁的碰撞和摩擦，同时由于船舶正撞撞击力约是侧撞的两倍，两端第二弹性体10布置数量多于侧边数量以应对更大的撞击力，所述外护板2为两层钢板和高密度聚氨酯芯体组成的复合SPS夹层板结构，且所构成箱体两端的钢护舷1和外护板2呈弧形状，受到撞击时能够发生变形破坏以消耗船舶动能，同时钢箱的弧形设计引导船舶首部向外侧滑动而带走剩余动能，减小能量交换从而减轻撞击损伤，所述连接耳上设置有安装孔，且两个所述防撞箱之间通过连接耳进行固接，便于提高防撞箱连接的稳固性，所述耗能弯管和耗能块均设置有若干个，且均匀分布在防撞箱的内部，便于增强该装置的抗压能力，保护桥墩不被破坏。

工作原理：在使用该种新型结构桥梁防船撞装置时，在使用该新型结构桥梁防船撞装置时，实际使用中，防撞装置环绕桥墩11且具有浮力，通过调节水压载使防撞装置露出水面的高度匹配船舶撞击高度，当运动船舶撞击防撞装置时，钢护舷1和外护板2延展撞击区域面积，使多个第一弹性体3参与变形消能，第一弹性体3首先发生变形延长撞击时程，缓冲撞击能量，随后钢护舷1和外护板2发生变形破坏以消耗船舶动能，同时钢箱的弧形设计引导船舶首部向外侧滑动而带走剩余动能，减小能量交换从而减轻撞击损伤。撞击过程中，内侧弹性体9与桥墩弹性接触，使桥墩外壁不受损伤。如果运动船舶吨位很大且速度很快，与防撞装置正面相撞，无法引导船首滑动，第一弹性体3、钢护舷1、外护板2参与变形消能不足以吸收全部的船舶动能，外壁板4随之参与变形消能，随着外壁板4的变形，吸能材料层12受到挤压并连带X形夹层结构14参与变形消能，在正面相撞时，通过防撞箱5内的耗能弯管7和耗能块8发生变形消耗船舶动能，减小撞击力。如此一来，防撞装置形成了四级消能保护：内外侧柔性弹性体延缓撞击时程、钢护舷1和外护板2扩大撞击面积并变形消能、吸能填充材料层8挤压变形消能、X形夹层结构14整体变形消能。多级消能防护不仅可以使撞击在“刚柔交替”中消散能量，减少桥梁、船舶和防撞装置的损伤，而且方便在船撞事故发生后对防撞装置进行维修与更换，根据实际变形情况进行局部的拆卸更换。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种新型结构桥梁防船撞装置，其特征在于：包括钢护舷(1)、外护板(2)、第一弹性体(3)、外壁板(4)、防撞箱(5)、隔板(6)、耗能弯管(7)、耗能块(8)、内侧弹性体(9)、第二弹性体(10)、桥墩(11)、吸能材料层(12)、下底板(13)、X形夹层结构(14)、连接耳(15)、上甲板(16)和内壁板(17)；所述钢护舷(1)、外壁板(4)和吸能材料层(12)构成该装置的主体结构，所述外壁板(4)与内壁板(17)及上甲板(16)、下底板(13)形成箱式结构环绕桥墩(11)，所述外壁板(4)与内壁板(17)及上甲板(16)、下底板(13)形成箱式结构内部设置X形夹层结构(14)，且所述X形夹层结构(14)靠外侧空隙填充有吸能材料层(12)，所述外壁板(4)与内壁板(17)及上甲板(16)、下底板(13)形成钢箱内的外壁板(4)上均设置第一弹性体(3)，且所述外壁板(4)上的多个第一弹性体(3)由外护板(2)包覆，且所述外壁板(4)与内壁板(17)及上甲板(16)、下底板(13)形成的箱体之间设有防撞箱(5)，且所述防撞箱(5)的端部设置有连接耳(15)，所述防撞箱(5)的内部固定安装有隔板(6)，所述隔板(6)将防撞箱(5)分隔成两个空腔，且两个空腔内分别固定连接有耗能弯管(7)和耗能块(8)，所述外护板(2)表面布置横纵交叉的钢护舷(1)，所述第二弹性体(10)安置在桥墩(11)与外壁板(4)、内壁板(17)及上甲板(16)、下底板(13)所构成的箱式结构之间的空隙处，且所述第二弹性体(10)与桥墩(11)外侧的箱体连接处设有内侧弹性体(9)。

2.根据权利要求1所述的一种新型结构桥梁防船撞装置，其特征在于：所述外壁板(4)与内壁板(17)及上甲板(16)、下底板(13)所形成箱式结构由多个箱体通过螺栓连接而成。

3.根据权利要求1所述的一种新型结构桥梁防船撞装置，其特征在于：所述X形夹层结构(14)呈水平环形布置，且连接在钢箱的上甲板(16)和下底板(13)之间。

4.根据权利要求1所述的一种新型结构桥梁防船撞装置，其特征在于：所述第一弹性体(3)、内侧弹性体(9)和第二弹性体(10)均由聚氨酯弹性体或橡胶材料制成，且第二弹性体(10)布置间距0.5m至2m。

5.根据权利要求1所述的一种新型结构桥梁防船撞装置，其特征在于：所述外护板(2)为两层钢板和高密度聚氨酯芯体组成的复合SPS夹层板结构，且所构成箱体两端的钢护舷(1)和外护板(2)呈弧形状。

6.根据权利要求1所述的一种新型结构桥梁防船撞装置，其特征在于：所述连接耳(15)上设置有安装孔，且两个所述防撞箱(5)之间通过连接耳(15)进行固接。

7.根据权利要求1所述的一种新型结构桥梁防船撞装置，其特征在于：所述耗能弯管(7)和耗能块(8)均设置有若干个，且均匀分布在防撞箱(5)的内部。

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