CN107815996A - 桥墩流体防撞装置 - Google Patents

桥墩流体防撞装置 Download PDF

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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E01F15/00—Safety arrangements for slowing, redirecting or stopping errant vehicles, e.g. guard posts or bollards; Arrangements for reducing damage to roadside structures due to vehicular impact
    • E01F15/14—Safety arrangements for slowing, redirecting or stopping errant vehicles, e.g. guard posts or bollards; Arrangements for reducing damage to roadside structures due to vehicular impact specially adapted for local protection, e.g. for bridge piers, for traffic islands
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Abstract

桥墩流体防撞装置，包括桥墩主体，防撞装置主体，防撞钢管，保护层，透水耗能块，复合材料浮体，所述桥墩主体的外部设置防撞装置主体，防撞装置主体的外部设置复合材料浮体；防撞装置主体包括内部壳体、防撞钢管、保护层、透水耗能块和外部壳体，防撞钢管的外侧设置有保护层，防撞钢管与透水耗能块间隔布置，最内层的透水耗能块的内层设置内部壳体，最外层的透水耗能块的外层设置外部壳体。本发明的有益效果为：由于小型船只对桥墩的撞击一般集中在水面上下，本装置在使用时，复合材料浮体连接防撞装置主体，使防撞装置主体浮于水面上，随着水潮涨落而自动升降，因此被保护的桥墩位置随水位发生变化。

Description

桥墩流体防撞装置
技术领域
本发明涉及水上建筑安全防护技术领域, 尤其涉及一种桥墩流体防撞装置。
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。在非状况下，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，按照动量定理：mv1-mv2＝FΔt，Δt 是瞬间，因而其撞击力是巨大的，毁损桥梁时有发生。
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。
发明内容
针对现有的直接型防撞结构成本高、质量大、耐候性差、修复难度大的问题，本发明的目的在于提供一种质量相对较轻，耐候性好，可替换修复，充分利用水资源吸收撞击能量的桥墩流体防撞装置。
本发明采用的技术方案如下：
桥墩流体防撞装置，包括桥墩主体（1），防撞装置主体（2），防撞钢管（3），保护层（4），透水耗能块（5），复合材料浮体（9），所述桥墩主体（1）的外部设置防撞装置主体（2），防撞装置主体（2）的外部设置复合材料浮体（9）；防撞装置主体（2）包括内部壳体（81）、防撞钢管（3）、保护层（4）、透水耗能块（5）和外部壳体（82），防撞钢管（3）的外侧设置有保护层（4），防撞钢管（3）与透水耗能块（5）间隔布置，最内层的透水耗能块（5）的内层设置内部壳体（81），最外层的透水耗能块（5）的外层设置外部壳体（82）。
其中，所述防撞钢管（3）包括一层防撞钢管（31）、二层防撞钢管（32）、三层防撞钢管（33）；所述透水耗能块（5）包括内层透水耗能块（51）、一层透水耗能块（52）、二层透水耗能块（53）、三层透水耗能块（54）；所述一层防撞钢管（31）与内部壳体（81）之间紧密填充内层透水耗能块（51）；一层防撞钢管（31）与二层防撞钢管（32）之间填充一层透水耗能块（52）；二层防撞钢管（32）与三层防撞钢管（33）之间填充二层透水耗能块（53）；三层防撞钢管（33）与外部壳体（82）之间填充三层透水耗能块（54）。
其中，所述内层透水耗能块（51）为整块一体制作；一层透水耗能块（52）、二层透水耗能块（53）、三层透水耗能块（54）均为正方形小块制作，边长尺寸均为10cm-40cm，同一层相邻两块透水耗能块间距为边长的1/5-1/4，一层透水耗能块（52）与三层透水耗能块（54）分布位置相同，二层透水耗能块（53）分布位置与一层透水耗能块（52）交错叉开。
其中，所述防撞装置主体（2）由两部分拼接而成，其连接处采用锯齿形连接口（6），连接口（6）采用防水粘合剂（7）连接。
其中，所述复合材料浮体（9）设置在防撞装置主体（2）外侧，与外部壳体（82）紧密连接，复合材料浮体（9）的最内层高度与防撞装置主体（2）的高度相同，复合材料浮体（9）由内到外高度逐渐减小，在中部形成一个圆环结构。
其中，所述复合材料浮体（9）由两部分拼接而成，其材质为轻质木材、PVC泡沫板、PEI泡沫板、聚氯乙烯泡沫板、强芯毡中的一种或几种。
其中，所述透水耗能块（5）的材质为高密度橡胶。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：由于小型船只对桥墩的撞击一般集中在水面上下，本装置在使用时，复合材料浮体连接防撞装置主体，使防撞装置主体浮于水面上，随着水潮涨落而自动升降，因此被保护的桥墩位置随水位发生变化。本发明的防撞装置主体内部按设计规则填充缓冲耗能材料，未发生撞击时，透水耗能块中含饱和水，发生撞击时，钢管对透水耗能块产生挤压，透水耗能块排除饱和水消耗部分能量。本发明的构件自重较轻，安装便捷，各个独立的单元可通过本发明图示的布置方式进行组合布置，单个单元损坏更换方便。
附图说明
图1为本发明桥墩流体防撞装置的结构透视图。
图2为本发明桥墩流体防撞装置的剖面示意图。
图3为本发明桥墩流体防撞装置的俯视图。
图4为本发明桥墩流体防撞装置的防撞装置主体连接示意图。
图5为本发明桥墩流体防撞装置的透水耗能块的平面布置图。
图中：1为桥墩主体，2为防撞装置主体，3为防撞钢管，31为一层防撞钢管，32为二层防撞钢管，33为三层防撞钢管，4为保护层，5为透水耗能块，51为内层透水耗能块，52为一层透水耗能块，53为二层透水耗能块，54为三层透水耗能块，6为连接口，7为防水粘合剂，81为内部壳体，82为外部壳体，9为复合材料浮体。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细描述。
实施例1
如图1-5所示，桥墩流体防撞装置，包括桥墩主体1，防撞装置主体2，防撞钢管3，保护层4，透水耗能块5，连接口6，防水粘合剂7，内部壳体81，外部壳体82，复合材料浮体9，防撞装置主体2包括防撞钢管3，保护层4，透水耗能块5，连接口6，防水粘合剂7，内部壳体81，外部壳体82，复合材料浮体9设置在防撞装置主体2外侧，与外部壳体82紧密连接，复合材料浮体9的形状为近高远低的圆柱体，材质可以选用轻质木材，PVC泡沫板，PEI泡沫板，聚氯乙烯泡沫板，或强芯毡等；透水耗能块5的材质为高密度橡胶。
如图2和3所示，多层防撞钢管3由内到外依次排列，分别为一层防撞钢管31，二层防撞钢管32，三层防撞钢管33，每层防撞钢管3外侧设置防水材质的保护层4；透水耗能块5包括内层透水耗能块51，一层透水耗能块52，二层透水耗能块53，三层透水耗能块54；一层防撞钢管31与内部壳体81之间紧密填充一整块内层透水耗能块51，一层防撞钢管31与二层防撞钢管32之间按设计规则填充一层透水耗能块52，二层防撞钢管32与三层防撞钢管33之间按设计规则填充二层透水耗能块53，三层防撞钢管33与外部壳体82之间按设计规则填充三层透水耗能块54，将防撞装置主体2组合成功后，沿防撞装置主体2的外部壳体82设置复合材料浮体9。
如图4所示，防撞装置主体2连接处采用锯齿形连接口6，连接口6采用防水粘合剂7连接。
如图5所示，内层透水耗能块51为整块一体制作，一层透水耗能块52、二层透水耗能块53、三层透水耗能块54分别为正方形小块制作，边长尺寸为10cm-40cm，相邻两块透水耗能块间距为边长的1/5-1/4，一层透水耗能块52与三层透水耗能块54分布位置相同，二层透水耗能块53分布位置与一层透水耗能块52交错叉开。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.桥墩流体防撞装置，其特征在于：包括桥墩主体（1），防撞装置主体（2），防撞钢管（3），保护层（4），透水耗能块（5），复合材料浮体（9），所述桥墩主体（1）的外部设置防撞装置主体（2），防撞装置主体（2）的外部设置复合材料浮体（9）；防撞装置主体（2）包括内部壳体（81）、防撞钢管（3）、保护层（4）、透水耗能块（5）和外部壳体（82），防撞钢管（3）的外侧设置有保护层（4），防撞钢管（3）与透水耗能块（5）间隔布置，最内层的透水耗能块（5）的内层设置内部壳体（81），最外层的透水耗能块（5）的外层设置外部壳体（82）。
2.根据权利要求1所述的桥墩流体防撞装置，其特征在于：所述防撞钢管（3）包括一层防撞钢管（31）、二层防撞钢管（32）、三层防撞钢管（33）；所述透水耗能块（5）包括内层透水耗能块（51）、一层透水耗能块（52）、二层透水耗能块（53）、三层透水耗能块（54）；所述一层防撞钢管（31）与内部壳体（81）之间紧密填充内层透水耗能块（51）；一层防撞钢管（31）与二层防撞钢管（32）之间填充一层透水耗能块（52）；二层防撞钢管（32）与三层防撞钢管（33）之间填充二层透水耗能块（53）；三层防撞钢管（33）与外部壳体（82）之间填充三层透水耗能块（54）。
3.根据权利要求2所述的桥墩流体防撞装置，其特征在于：所述内层透水耗能块（51）为整块一体制作；一层透水耗能块（52）、二层透水耗能块（53）、三层透水耗能块（54）均为正方形小块制作，边长尺寸均为10cm-40cm，同一层相邻两块透水耗能块间距为边长的1/5-1/4，一层透水耗能块（52）与三层透水耗能块（54）分布位置相同，二层透水耗能块（53）分布位置与一层透水耗能块（52）交错叉开。
4.根据权利要求1所述的桥墩流体防撞装置，其特征在于：所述防撞装置主体（2）由两部分拼接而成，其连接处采用锯齿形连接口（6），连接口（6）采用防水粘合剂（7）连接。
5.根据权利要求1所述的桥墩流体防撞装置，其特征在于：所述复合材料浮体（9）设置在防撞装置主体（2）外侧，与外部壳体（82）紧密连接，复合材料浮体（9）的最内层高度与防撞装置主体（2）的高度相同，复合材料浮体（9）由内到外高度逐渐减小，在中部形成一个圆环结构。
6.根据权利要求5所述的桥墩流体防撞装置，其特征在于：所述复合材料浮体（9）由两部分拼接而成，其材质为轻质木材、PVC泡沫板、PEI泡沫板、聚氯乙烯泡沫板、强芯毡中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的桥墩流体防撞装置，其特征在于：所述透水耗能块（5）的材质为高密度橡胶。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN109853432A (zh) * 2019-03-01 2019-06-07 广州大学 桩柱式桥墩防撞装置
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