CN214939860U - 一种多级缓冲防船撞装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多级缓冲防船撞装置，在桥墩墩身靠近水域周围设有多级缓冲结构，从外至内依次包括外层防护体、气体缓冲囊、防撞套箱和护舷，所述外层防护体为与墩身的形状相适应的环形结构，所述防撞套箱围绕墩身布置，防撞套箱与墩身之间通过护舷接触，所述外层防护体与防撞套箱之间布置有多个气体缓冲囊。本实用新型采用多级缓冲结构设计，碰撞时通过多级缓冲结构逐级吸能缓冲，降低了船舶与桥墩所受的冲击力，减少了船体与桥墩的损伤，起到了良好的保护作用；多级缓冲结构从外向内，各级结构制造、安装及维护的成本逐级增大，并且发生损伤后各级可以单独修复或者更换，能够有效的降低安装和维护成本。

Description

一种多级缓冲防船撞装置

技术领域

本实用新型属于结构防护技术领域，涉及到桥梁防撞设施，具体涉及一种多级缓冲防船撞装置。

背景技术

桥墩是在两孔和两孔以上的桥梁中除两端与路堤衔接的桥台外其余的中间支撑结构。桥墩分为实体墩、柱式墩和排架墩等。按平面形状可分为矩形墩、尖端形墩、圆形墩等。桥墩主要由顶帽、墩身组成。桥台主要由顶帽、台身组成。顶帽的作用是把桥跨支座传来的较大而集中的力，分散而匀称地传给墩身和台身。墩身和台身是支承桥跨的主体结构，不仅承受桥跨结构传来的全部荷载，而且还直接承受土压力、水流冲击力、冰压力、船舶撞击力等多种荷载，所以墩身和台身都具有足够的强度、刚度和稳定性。

现有的大型桥墩防船撞设施主要分为三大类：钢骨结构防撞设施、玻璃钢复合材料防撞设施和钢覆复合材料防撞设施，它们的基本原理均是通过能量吸收和消耗来设计的。但是，这些防船撞设施均较硬，船舶直接与较硬的防船撞设施发生碰撞，即使保护了桥墩不受损害，但对于船舶自身也会造成一定程度的损害。而且现有的防船撞装置绝大部分只有单级或两级防护，在发生碰撞后，防船撞设施的主体结构变形往往会造成不可恢复的损伤，较小变形须经过外力修复，大面积变形或损坏时须更换部分或全部构件后方能重新使用，因而维修困难、成本大且维修率高。

因此，如何提高桥梁防船撞装置的保护性能，降低碰撞后船舶及桥墩的受损程度，降低维修难度及成本，成为亟需解决的问题。

综上，现有技术中存在的主要问题和缺陷包括：

(1)现有的防船撞设施均较硬，船舶直接与较硬的防船撞设施发生碰撞，即使保护了桥墩不受损害，也会对船舶自身造成一定程度的损害。

(2)现有的防船撞装置绝大部分只有单级或两级防护，在发生碰撞后，防船撞设施的主体结构变形往往会造成不可恢复的损伤，较小变形须经过外力修复，大面积变形或损坏时须更换部分或全部构件后方能重新使用，因而维修困难、成本大且维修率高。

实用新型内容

针对现有技术中存在的上述问题和缺陷，本实用新型提供了一种多级缓冲防船撞装置，采用多级缓冲结构设计，碰撞时通过多级缓冲结构逐级吸能缓冲，降低了船舶与桥墩所受的冲击力，减少了船体与桥墩的损伤，起到了良好的保护作用。

为此，本实用新型采用了以下技术方案：

一种多级缓冲防船撞装置，在桥墩墩身靠近水域周围设有多级缓冲结构，从外至内依次包括外层防护体、气体缓冲囊、防撞套箱和护舷，所述外层防护体为与墩身的形状相适应的环形结构，所述防撞套箱围绕墩身布置，防撞套箱与墩身之间通过护舷接触，所述外层防护体与防撞套箱之间布置有多个气体缓冲囊。

进一步地，所述外层防护体为中空结构的轻质防护体，内部空腔通过泄压孔与外界水域联通。

进一步地，所述外层防护体采用柔性复合材料制作，所述泄压孔为多个，沿外层防护体的周向布置。

优选地，所述气体缓冲囊为弹性材料制成的气囊结构。

进一步地，所述气体缓冲囊的内部存放有化学混合物，所述化学混合物平时处于稳定状态，遇到撞击时产生剧烈化学反应放出大量气体。

优选地，所述化学混合物为叠氮化钠与硝酸铵的混合物。

优选地，所述防撞套箱为内部带有骨架的箱式结构。

优选地，所述防撞套箱采用金属或者复合材料制作。

优选地，所述护舷沿墩身周围布置，护舷固定在防撞套箱上，护舷采用橡胶制作。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

(1)采用柔性材料和柔性结构设计，延长碰撞过程时间，减小船舶和桥墩所受冲击力，起到保护作用。

(2)采用多级缓冲结构设计，多级防护，碰撞时通过多级缓冲结构逐级吸能缓冲，降低船速，减少船体与桥墩的损伤，对防撞设施只产生轻微损伤且易修复，维修或更换备件成本低廉，适用性广。

(3)当小吨位船只或者低速船只撞击时，仅使外层防护体产生弹性变形；当大吨位船只或者高速撞击时，外层防护体的弹性变形不足以抵抗船只的冲击时，中间层气体缓冲囊内部化学药物发生反应，使缓冲囊迅速膨胀以抵抗冲击力；当中间层气体缓冲囊也不足以抵抗船舶撞击时，内层防撞套箱产生塑性破坏以吸收撞击能量。这样的多级缓冲结构设计可有效的应对不同程度的船只撞击对桥墩的损害。

(4)多级缓冲结构从外向内，各级结构刚度依次增大，以应对各种不同强度的撞击，当发生碰撞时通过多级缓冲结构逐级吸能缓冲，轻度撞击时外层结构发生弹性变形或者只产生轻微损伤，中度撞击时内外结构共同变形吸能，重度撞击时内部防撞套箱发生垮塌变形破坏吸收大量能量，这样的设计有效降低了船舶与桥墩所受的冲击力，减少了船体与桥墩的损伤，起到了良好的保护作用。

(5)多级缓冲结构从外向内，各级结构制造、安装及维护的成本逐级增大，并且发生损伤后各级可以单独修复或者更换，能够有效的降低安装和维护成本。

附图说明

图1是本实用新型所提供的一种多级缓冲防船撞装置的俯视结构示意图。

图2是图1中A-A截面的剖面结构示意图。

附图标记说明：1、外层防护体；2、气体缓冲囊；3、防撞套箱；4、护舷；5、墩身；6、泄压孔。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施例来详细说明本实用新型，其中的具体实施例以及说明仅用来解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。

如图1和图2所示，本实用新型公开了一种多级缓冲防船撞装置，在桥墩墩身5靠近水域周围设有多级缓冲结构，从外至内依次包括外层防护体1、气体缓冲囊2、防撞套箱3和护舷4，所述外层防护体1为与墩身5的形状相适应的环形结构，所述防撞套箱3围绕墩身5布置，防撞套箱3与墩身5之间通过护舷4接触，所述外层防护体1与防撞套箱3之间布置有多个气体缓冲囊2。

具体地，所述外层防护体1为中空结构的防护体，内部空腔通过泄压孔6与外界水域联通。

具体地，所述外层防护体1采用柔性复合材料制作，所述泄压孔6为多个，沿外层防护体1的周向布置。

具体地，所述气体缓冲囊2为弹性材料制成的气囊结构。

具体地，所述气体缓冲囊2的内部存放有化学混合物，所述化学混合物平时处于稳定状态，遇到撞击时产生剧烈化学反应放出大量气体。

具体地，所述化学混合物为叠氮化钠与硝酸铵的混合物。

具体地，所述防撞套箱3为内部带有骨架的箱式结构。

具体地，所述防撞套箱3采用金属或者复合材料制作。

具体地，所述护舷4沿墩身5周围布置，护舷4固定在防撞套箱3上，护舷4采用橡胶制作。

实施例

一种多级缓冲防船撞装置，在桥墩墩身5靠近水域周围设有多级缓冲结构，从外至内依次包括外层防护体1、气体缓冲囊2、防撞套箱3和护舷4，护舷4靠近桥墩墩身5一侧；该防船撞装置采用柔性材料和柔性结构设计，吸能效果好，且为多级耗能，因此可有效保护船舶和桥墩，减小船舶和桥墩的受损程度，桥墩基础整体抗力足够时，可做到小船不损、中船可修、大船不坏，以此方式降低维修成本及难度。

外层防护体1由柔性复合材料(优选纤维增强橡胶材料)制造的具有中空结构的轻质防护体构成，内部空腔通过泄压孔6与外界水域联通，水进入内部空腔的时候不受阻力，当外层防护体1受到撞击发生变形时，空腔内部的水受压从泄压孔6高速排出，一方面消耗碰撞能量，一方面卸载过高的压力以保护外层防护体1。

中间层防护结构由沿着外层防护体1内侧间隔分布的多个气体缓冲囊2组成。所述气体缓冲囊2由弹性材料制成，内部存放有化学混合物，平时处于稳定状态，当遇到撞击时产生剧烈化学作用，放出大量气体，对气体缓冲囊2迅速充气，形成防护气囊，进一步降低冲击力，类似于汽车安全气囊的作用。所述化学混合物优选为叠氮化钠与硝酸铵的混合物。

内层防护结构由防撞套箱3构成，防撞套箱3刚度较大，遇到较大吨位或者较高速度的船只碰撞时，通过防撞套箱3的变形破坏耗能降低碰撞船速。所述防撞套箱3可以由金属或者复合材料制成。防撞套箱3靠近桥墩墩身5的一侧设置有护舷4以降低对桥墩的冲击力，所述护舷4优选为橡胶制造。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则范围之内所作的任何修改、等同替换以及改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种多级缓冲防船撞装置，其特征在于：在桥墩墩身(5)靠近水域周围设有多级缓冲结构，从外至内依次包括外层防护体(1)、气体缓冲囊(2)、防撞套箱(3)和护舷(4)，所述外层防护体(1)为与墩身(5)的形状相适应的环形结构，所述防撞套箱(3)围绕墩身(5)布置，防撞套箱(3)与墩身(5)之间通过护舷(4)接触，所述外层防护体(1)与防撞套箱(3)之间布置有多个气体缓冲囊(2)。

2.根据权利要求1所述的一种多级缓冲防船撞装置，其特征在于：所述外层防护体(1)为中空结构的轻质防护体，内部空腔通过泄压孔(6)与外界水域联通。

3.根据权利要求2所述的一种多级缓冲防船撞装置，其特征在于：所述外层防护体(1)采用柔性复合材料制作，所述泄压孔(6)为多个，沿外层防护体(1)的周向布置。

4.根据权利要求1所述的一种多级缓冲防船撞装置，其特征在于：所述气体缓冲囊(2)为弹性材料制成的气囊结构。

5.根据权利要求4所述的一种多级缓冲防船撞装置，其特征在于：所述气体缓冲囊(2)的内部存放有化学混合物，所述化学混合物平时处于稳定状态，遇到撞击时产生剧烈化学反应放出大量气体。

6.根据权利要求5所述的一种多级缓冲防船撞装置，其特征在于：所述化学混合物为叠氮化钠与硝酸铵的混合物。

7.根据权利要求1所述的一种多级缓冲防船撞装置，其特征在于：所述防撞套箱(3)为内部带有骨架的箱式结构。

8.根据权利要求7所述的一种多级缓冲防船撞装置，其特征在于：所述防撞套箱(3)采用金属或者复合材料制作。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的一种多级缓冲防船撞装置，其特征在于：所述护舷(4)沿墩身(5)周围布置，护舷(4)固定在防撞套箱(3)上，护舷(4)采用橡胶制作。

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