[發明專利]一種緩沖吸能型腹板增強復合材料防撞裝置

無效

• 申請號: 201110452209.8
• 申請日: 2011-12-30
• 公開（公告）號: CN102561230A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 劉偉慶;方海;祝露;陸偉東
• 申請（專利權）人: 南京工業大學;上海博泓低碳節能科技股份有限公司
• 主分類號: E01F15/14
• 分類號: E01F15/14;E02B3/26
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 徐冬濤

技術領域

本發明涉及一種橋梁或碼頭防撞結構，尤其是一種利用復合材料制造的低成本綠色防撞裝置，具體地說是一種適用于各類橋梁的橋墩、橋塔、承臺、碼頭、水上建筑、海洋建筑以及航船用以減輕船舶、浮冰或車輛等撞擊災害的緩沖吸能型腹板增強復合材料防撞裝置。

背景技術

眾所周知，船（車）撞橋事故在世界各地一直在不斷地發生，船撞橋事故的頻率遠比我們想象的更高。由船撞橋事故所導致的人員傷亡、財產損失以及環境破壞是驚人的。很多船撞橋事故輕則損失數萬元，重則人員傷亡、損失以數百萬、數千萬甚至數十億美元計，大量的間接損失更是難以計算。因此對橋梁采取防撞措施尤為必要，其根本目的是：防止橋梁因船舶（車輛）撞擊力而發生結構毀壞，同時盡可能地保護船舶（車輛），將損失減小到最低程度。

經過多年的研究應用，國內外出現了多種針對船橋碰撞的橋墩防撞設施，但其基本原理是基于能量吸收、動量緩沖而設計的，每種防撞設施都有其特點和使用條件。具體來說防撞設施可分為兩大類：一為間接式，其特點為：在橋墩之外另設防撞設施，橋墩不直接受力，讓橋墩徹底回避船舶撞擊的問題。如：樁群方式、薄殼筑沙圍堰方式、人工島方式等，一般適用于水淺、地質情況較好的場合。間接式防撞方法雖然一勞永逸，但會影響航道，且常常因為造價太高或者條件不具備而放棄。二為直接式，其特點為：力經過緩沖后直接作用在橋墩上，如護弦方式、繩索變形方式、緩沖材料設施方式、緩沖設施工程方式及固定或浮式套箱防撞設施等。一般使用在航道較窄、水較深的場合，通常建造費用較省，土建工程量不大。如：珠江特大橋、上海長江大橋采用鋼箱型防撞裝置，該消能設施利用鋼材塑性變形破損消能，當船舶撞擊鋼套箱防撞裝置時，防撞結構外層非連續（間斷的）結構鋼板發生大的變形，吸收了部分碰撞能量，并且延長了接觸時間，使撞擊力峰值得以降低，同時由于結構變形和相互作用，從而撥動船頭方向，減少了船舶與結構間的能量交換。但鋼套箱通常承受單次撞擊，撞損后維修較困難；同時碰撞時船體易受損傷；另外鋼材常年在水中易銹蝕，維護費用較高，故采用新材料設計開發新型防撞系統迫在眉睫。

發明內容

本發明的目的是針對現有的橋梁防撞裝置存在的防撞效果差、成本高或修復難度大的問題，提供的一種能充分吸收撞擊能量、成本低、應用范圍廣且綠色環保的緩沖吸能型腹板增強復合材料防撞裝置。

本發明的目的是通過以下技術方案解決的：

一種緩沖吸能型腹板增強復合材料防撞裝置，它包括防撞單元，防撞單元包括殼體和位于殼體內的填充材料體，所述的殼體為復合材料面層構成的實心殼體或者為內部填充有夾芯材料的復合材料面層與夾心材料構成的夾層殼體；所述的填充材料體包括空間格構體和耗能材料，空間格構體由纖維腹板呈單層單向、單層雙向、多層單向或多層多向布置在殼體內構成，耗能材料位于纖維腹板之間和/或纖維腹板與殼體的內壁之間。

所述的相鄰且相互連接的任兩個防撞單元之間通過連接件相連。

所述的連接件為索、不銹鋼鏈、纜繩、鋼絞線、螺栓、尼龍棒或銷釘中的一種或幾種的組合。

所述防撞單元的側部設有防撞緩沖設施，所述的防撞緩沖設施通過緊固件間隔設置在防撞單元的內側，防撞緩沖設施采用橡膠護舷或內設填充材料體的防撞袋制成。

所述的復合材料面層采用纖維與樹脂制成，所述的纖維為碳纖維、玻璃纖維、玄武巖纖維、芳綸纖維、混雜纖維中的至少一種；所述的樹脂為不飽和聚酯、鄰苯樹脂、乙烯基樹脂、環氧樹脂、無機樹脂或熱塑性樹脂材料中的至少一種。

所述的夾芯材料為聚氨酯泡沫、聚氯乙烯泡沫、碳泡沫、PEI泡沫和PMI泡沫、Balsa木、泡桐木、杉木或強芯氈中的至少一種。

所述的耗能材料為聚氨酯泡沫、聚氯乙烯泡沫、碳泡沫、PEI泡沫、PMI泡沫、Balsa木、泡桐木、杉木、泡沫鋁、泡沫砂、蜂窩、圓管、毛竹、橡膠輪胎、橡膠粒、橡膠塊、聚氨酯彈性體、砂、泡沫顆粒與砂的混合料、聚苯砂漿、空心管、空心塑料球中的至少一種。

所述的防撞單元呈條形、塊形、圓形、橢圓形、弧形、“7”字形、環形、箱形。

本發明相比現有技術有如下優點：

1、本發明的各個獨立的防撞單元可通過連接件快速相連成一個整體，并且單個單元損壞更換方便快速。