CN218712684U - 一种基于恒力弹簧的自复位闸门防撞结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于恒力弹簧的自复位闸门防撞结构，由若干个防撞基本单元组成，防撞基本单元包括防撞蜂窝面板、缓冲支撑管杆、复位管杆和销接连接装置；所述缓冲支撑管杆和复位管杆两端分别与防撞蜂窝面板和销接连接装置连接；所述复位管杆对称布置在缓冲支撑管杆两侧；所述销接连接装置固定在闸门主体的竖向桁架结构上；各个防撞基本单元的防撞蜂窝面板间留有过水间隔。本实用新型结构中，在防撞蜂窝面板与销接连接装置之间设置有缓冲支撑管杆和复位管杆，复位管杆能承担压力，能起到限位的作用。在发生撞击时，杆会产生变形，在参与耗能的同时可以限制面板法向位移，起到耗能与支撑的效果。相比已有结构，该结构具有更强的耗能特性。

Description

一种基于恒力弹簧的自复位闸门防撞结构

技术领域

本实用新型涉及一种基于恒力弹簧的自复位闸门防撞结构，属于通航建筑物船闸闸门技术领域。

背景技术

随着水运业的迅速发展，全国的船闸数量近年来快速增长，闸门的正常启闭是船闸安全运行的必要条件。为了更好地保护船闸闸门，保证船舶过闸安全，一般需在闸门门体设置防撞设施。

目前，闸门基本采用空间网架体系，其防撞系统多为支承杆系、防撞面板形式。该种形式在船舶的撞击下几乎无消能作用，为刚性碰撞。随着船舶大型化速度的加快，船舶的撞击动能加大，造成防撞系统与闸门门体在船舶撞击时易发生变形损坏。由于门体振动易造成焊缝开裂，降低门体结构安全度和使用寿命，且不易更换或维修，影响船闸的正常通航。另一方面，传统的防撞系统自重较大，引起门体偏重，对闸门的平稳运行、支承运转件的使用寿命等均造成影响。

近年来，新型缓冲耗能装置在工业领域得到了广泛应用，因此，结合船闸闸门防撞系统的特殊要求，开发研制出轻质、耗能、便于更换的船闸闸门防撞系统，具有较高的现实意义和较好的推广应用价值。

实用新型内容

本实用新型的目的是提出一种轻质、耗能性能强、便于更换且具有自复位能力的闸门防撞结构。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种基于恒力弹簧的自复位闸门防撞结构，由若干个防撞基本单元组成，防撞基本单元包括防撞蜂窝面板、缓冲支撑管杆、复位管杆和销接连接装置；所述缓冲支撑管杆和复位管杆两端分别与防撞蜂窝面板和销接连接装置连接；所述复位管杆对称布置在缓冲支撑管杆两侧；所述销接连接装置固定在闸门主体的竖向桁架结构上；各个防撞基本单元的防撞蜂窝面板间留有过水间隔。

作为优选方案，所述缓冲支撑管杆由空心钢管、第一端板、第一销和第一连接件组成；所述端板焊接在所述空心钢管的两端，在所述第一端板的另一侧通过螺栓连接所述第一连接件；所述第一销设置在所述第一连接件上用于连接所述防撞蜂窝面板或销接连接装置。

作为优选方案，所述复位管杆由管杆内管、管杆外管、恒力弹簧、第二端板、第二销和第二连接件组成；所述管杆内管和管杆外管的端部各设置一个所述第二端板；在每个第二端板的外侧固定所述第二连接件；所述第二销设置在所述第二连接件上用于连接所述防撞蜂窝面板或销接连接装置；所述恒力弹簧卷绕在所述管杆外管内，恒力弹簧的自由端固定在管杆内管内。

作为优选方案，所述防撞蜂窝面板为铝合金蜂窝面板；在所述铝合金蜂窝面板上焊接有两块第一连接刚板和两块第二连接刚板；所述缓冲支撑管杆通过所述第一销与两块第一连接刚板连接，所述复位管杆通过所述第二销与两块第二连接刚板连接。复位管杆的长度可根据防撞基本单元位置的不同而改变。

作为优选方案，所述销接连接装置包括基板以及设置在基板上的连接部；所述缓冲支撑管杆的第二连接件和复位管杆的第一连接件均连接在所述连接部上。

本实用新型闸门防撞结构的工作机理是：本闸门防撞结构体系属于瞬变结构体系，在撞击前结构刚度很小，撞击发生后结构发生无穷小位移，结构转变为几何不变结构，进入有刚度阶段；随着结构变形增大，刚度也随之变大，保证结构能很好地应对不同程度的撞击，发挥合理的缓冲耗能与支撑作用，有效保护闸门主体桁架结构；铝合金蜂窝板作为第一层次的储能减速装置，在受到撞击后首先发生变形，并消耗由撞击产生的冲击能；缓冲支撑管杆作为第二层次的储能减速装置，在受到撞击后会发生弹性变形并消耗由撞击产生的冲击能；复位管杆中的恒力弹簧能产生拉压变形，在结构发生变形的同时，各根复位管杆中的恒力弹簧产生拉伸或压缩变形，使管杆与面板间实现位移协调，且在变形时恒力弹簧输出载荷基本保持恒定，撞击后恒力弹簧变形恢复，并为结构的自复位提供足够的恢复力，而复位管杆的对称布置保证了无论撞击来自哪个方向，结构均可完成复位。该防撞结构采用了创新的结构体系，且构造简单、工作机理明确、经济适用、性能稳定，变刚度特性保证了合理的缓冲与支撑效果，同时具有多重耗能和保护机制。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

1、采用可替换分块式铝合金蜂窝板作为防撞板，具有质量轻、强度大的优点，且抗冲击、减震缓冲性能好，能通过自身变形吸收大部分由撞击产生的冲击能；更换方便，易于加工。

2、传统闸门防撞结构多采用支承杆系、防撞面板的形式，且基本为刚性连接，在撞击下几乎无消能作用，易发生永久性变形损坏。该闸门防撞结构构造简单，受力明确；同时该结构中铝合金蜂窝板与缓冲支撑管杆可同时发挥耗能作用，具有多重耗能和保护机制，耗能性能优良。

3、传统闸门防撞结构自重较大，引起门体偏重，对闸门的平稳运行、支承运转件的使用寿命等均造成影响。拉索桁架杆自动复位闸门防撞结构采用轻质材料，结构形式简单，因此自重较轻，利于延长闸门的使用寿命，综合经济效益好。

4、该闸门防撞结构属于瞬变结构，具有变刚度性质，保证结构能很好地应对不同程度的撞击，发挥合理的缓冲耗能与支撑效果，有效保护闸门主体桁架结构，延长结构的使用寿命。

5、采用恒力弹簧作为自复位元件，复位管杆能在结构受到撞击时，通过发生变形参与耗能，成为结构多重耗能机制的一部分。不同规格的恒力弹簧能满足不同的变形与恢复力的要求，这样便克服了现有的自复位材料极限弹性变形能力不足以及造价高等问题。

6、采用带恒力弹簧的复位管杆，复位管杆能起到限制结构位移的作用，同时有较好的缓冲耗能效果，有利于结构的使用，能延长结构的使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为防撞基本单元的整体示意图；

图3为防撞蜂窝面板示意图；

图4为缓冲支撑管杆示意图；

图5为复位管杆示意图；

图6为销接连接装置示意图；

图7为圆形截面的空心钢管示意图；

图8为复位管杆的内、外管剖面图

图9为方形端板示意图；

图10为连接件示意图；

图11为圆柱销示意图；

图12为本实用新型在闸门中的布置示意图；

图13为本实用新型的蜂窝面板布置方式的示意图。

附图标记说明

1—防撞蜂窝面板；11—防撞板；12—L形钢板；2—缓冲支撑管杆；21—圆形截面的空心钢杆；22—方形端板；23—连接件；24—圆柱销；3—复位管杆；31—管杆内管；32—管杆外管；33—恒力弹簧；4—面板销接连接装置；5—闸门主体的竖向桁架体系；6—拉索。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作更进一步的说明。以下实施例仅用于更加清楚的说明本实用新型的技术方案，更不能以此来限制本实用新型的保护范围。

如图1、2所示，一种基于恒力弹簧的自复位闸门防撞结构，由若干个防撞基本单元组成，防撞基本单元包括防撞蜂窝面板1、缓冲支撑管杆2、复位管杆3和销接连接装置4；如图13所示，各个防撞基本单元的防撞蜂窝面板1可在水平方向上连续布置，竖直方向上间断布置，中间使用拉索6连接，满足过水率与结构运动变形的要求，拉索6起到连接上、下防撞蜂窝面板的作用，使得受到撞击时，防撞蜂窝面板能够协同工作；如图12所示，缓冲支撑管杆2和复位管杆3两端分别与防撞蜂窝面板1和销接连接装置4连接，复位管杆3对称布置在缓冲支撑管杆2两侧；销接连接装置4固定在闸门主体的竖向桁架结构5上。

如图3所示，防撞蜂窝面板1采用铝合金蜂窝面板11，铝合金蜂窝面板11中间焊接有六块L形钢板12，两两相对布置，L形钢板12与所述缓冲支撑管杆2和复位管杆3销接。

如图4所示，缓冲支撑管杆2由圆形截面的空心钢管21、方形端板22、圆柱销24和连接件23组成，两端的方形端板22与空心钢管21焊接连接，同时与连接件23上的方形钢板用高强螺栓连接；左端的连接件23上的弧形钢板夹在所述防撞蜂窝面板1的中间两块L形钢板12中间，同时用圆柱销24连接；右端的连接件23上的弧形钢板与销接连接装置4用圆柱销24连接；缓冲支撑管杆2的长度可根据防撞基本单元位置的不同而改变。

如图5、8所示，复位管杆3由管杆内管31、管杆外管32、恒力弹簧33、方形端板22、圆柱销24和连接件23组成，管杆内管31和外管32均由薄壁圆形截面钢管组成；管杆内管31左端与方形钢板22焊接连接，方形端板22同时与连接件23上的方形钢板用高强螺栓连接，左端的连接件23上的弧形钢板夹在所述防撞蜂窝面板1的端部两块L形钢板12中间，同时用圆柱销24连接；管杆外管32右端与方形钢板22焊接连接，方形端板22同时与连接件23上的方形钢板用高强螺栓连接，右端的连接件23上的弧形钢板与销接连接装置4用圆柱销24连接；管杆外管32由两段管杆焊接组成，在焊接前将恒力弹簧33固定卷绕在管杆外管32内，自由端固定在管杆内管31内，复位管杆3的长度可根据防撞基本单元位置的不同而改变。

如图6所示，销接连接装置4采用一种π形钢板。

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，还可以作出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种基于恒力弹簧的自复位闸门防撞结构，由若干个防撞基本单元组成，其特征在于：防撞基本单元包括防撞蜂窝面板、缓冲支撑管杆、复位管杆和销接连接装置；所述缓冲支撑管杆和复位管杆两端分别与防撞蜂窝面板和销接连接装置连接；所述复位管杆对称布置在缓冲支撑管杆两侧；所述销接连接装置固定在闸门主体的竖向桁架结构上；各个防撞基本单元的防撞蜂窝面板间留有过水间隔。

2.根据权利要求1所述的自复位闸门防撞结构，其特征在于：所述缓冲支撑管杆由空心钢管、第一端板、第一销和第一连接件组成；所述第一端板焊接在所述空心钢管的两端，在所述第一端板的另一侧通过螺栓连接所述第一连接件；所述第一销设置在所述第一连接件上用于连接所述防撞蜂窝面板或销接连接装置。

3.根据权利要求1所述的自复位闸门防撞结构，其特征在于：所述复位管杆由管杆内管、管杆外管、恒力弹簧、第二端板、第二销和第二连接件组成；所述管杆内管和管杆外管的端部各设置一个所述第二端板；在每个第二端板的外侧固定所述第二连接件；所述第二销设置在所述第二连接件上用于连接所述防撞蜂窝面板或销接连接装置；所述恒力弹簧卷绕在所述管杆外管内，恒力弹簧的自由端固定在管杆内管内。

4.根据权利要求1所述的自复位闸门防撞结构，其特征在于：所述防撞蜂窝面板为铝合金蜂窝面板；在所述铝合金蜂窝面板上焊接有两块第一连接刚板和两块第二连接刚板；所述缓冲支撑管杆通过所述第一销与两块第一连接刚板连接，所述复位管杆通过所述第二销与两块第二连接刚板连接。

5.根据权利要求1所述的自复位闸门防撞结构，其特征在于：所述销接连接装置包括基板以及设置在基板上的连接部；所述缓冲支撑管杆的第二连接件和复位管杆的第一连接件均连接在所述连接部上。

6.根据权利要求1所述的自复位闸门防撞结构，其特征在于：相邻所述防撞蜂窝面板之间使用拉索连接。

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