[實(shí)用新型]一種輕質(zhì)高效復(fù)合型緩沖減撞裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201420713862.4
• 申請(qǐng)日: 2014-11-24
• 公開（公告）號(hào): CN204252047U
• 公開（公告）日: 2015-04-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張南;楊洋
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): E01F15/14
• 分類號(hào): E01F15/14
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32249
• 代理人: 徐激波

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種輕質(zhì)高效型緩沖減撞裝置，屬于土木工程結(jié)構(gòu)、橋梁結(jié)構(gòu)防撞減撞技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

土木工程結(jié)構(gòu)，特別是橋梁結(jié)構(gòu)中的橋墩，常遭受車輛船舶的強(qiáng)烈撞擊，造成橋墩結(jié)構(gòu)的劇烈破壞甚至倒塌，嚴(yán)重橋梁結(jié)構(gòu)的安全、造成車輛船舶的損傷和人員傷害，后果非常嚴(yán)重。因此，減少車輛船舶的強(qiáng)烈撞擊力，最大程度地降低因撞擊而導(dǎo)致的橋墩損傷和破壞倒塌，成為目前橋梁工程和交通工程界極為關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題，具有十分重要的工程意義和社會(huì)意義。

對(duì)于減小船舶對(duì)橋墩的撞擊力問(wèn)題，目前已有一些防撞措施，如防撞樁，防撞箱等。但這些防撞裝置體積龐大，多用鋼結(jié)構(gòu)、復(fù)合材料等制作，體積大，比吸能率不高，且造價(jià)高，一般適合于水域較大的情況。對(duì)于城市橋梁的橋墩，常遭受車輛撞擊，由于橋下道路空間的限制，不能采用那類用于防船舶撞擊的龐大防撞裝置。因此，研究開發(fā)出體積小，輕質(zhì)，成本低，高效的減撞裝置，用于減少城市橋梁橋墩遭受車輛撞擊的破壞程度，保障城市交通暢達(dá)和生態(tài)環(huán)境，具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于提供一種輕質(zhì)高效復(fù)合型緩沖減撞裝置，用以解決城市橋梁橋墩遭受車輛撞擊時(shí)出現(xiàn)的損傷倒塌問(wèn)題，利用這種多級(jí)裝置的緩沖吸能效率很高，能夠大幅度地減小車輛對(duì)橋墩的撞擊力，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)橋墩的有效防護(hù)和對(duì)車輛人員傷害的最大限度保護(hù)。

本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為：一種輕質(zhì)高效復(fù)合型緩沖減撞裝置，包括多級(jí)薄壁不銹鋼圓管、泡沫金屬、彈性橡膠片和金屬薄片，所述多級(jí)薄壁不銹鋼圓管沿著撞擊力的方向軸向設(shè)置在橋梁橋墩上，所述多級(jí)薄壁不銹鋼圓管由多個(gè)半徑、高度不同的薄壁不銹鋼圓管套設(shè)在一起組成，多級(jí)薄壁不銹鋼圓管內(nèi)部空隙中填充有泡沫金屬；

所述泡沫金屬包括多個(gè)具有不同的孔隙比和壓縮性能的泡沫金屬單元，經(jīng)合理設(shè)計(jì)組成多級(jí)緩沖減撞裝置，產(chǎn)生高效的緩沖效果；

所述彈性橡膠片設(shè)置在各個(gè)泡沫金屬單元的端面或泡沫金屬單元中；

所述多級(jí)薄壁不銹鋼圓管的頂面和底面通過(guò)金屬薄片封口。

作為優(yōu)選，所述泡沫金屬為泡沫鋁、泡沫鎳、泡沫銅或顆粒增強(qiáng)泡沫金屬等吸能率高的泡沫金屬類。

本實(shí)用新型采用薄壁不銹鋼圓管，比常規(guī)的鋼結(jié)構(gòu)、復(fù)合材料等防撞材料具有更好的塑性變形吸能特性。

本實(shí)用新型采用沿著撞擊力方向設(shè)置縱向的不銹鋼圓管，比常規(guī)的沿著撞擊力方向設(shè)置橫向的不銹鋼圓管有更好的吸能緩沖性能，吸能率可大幅度提高。

本實(shí)用新型采用不同高度和不同厚徑比的多級(jí)薄壁不銹鋼圓管，在薄壁不銹鋼圓管內(nèi)空隙設(shè)置泡沫金屬(如泡沫鋁等)，即可發(fā)揮泡沫鋁的吸能優(yōu)勢(shì)，還可與薄壁不銹鋼圓管的壓曲變形綜合作用，通過(guò)多級(jí)復(fù)合緩沖，實(shí)現(xiàn)更高的吸能效率，經(jīng)合理設(shè)計(jì)，可適應(yīng)較大撞擊力范圍。

本實(shí)用新型將彈性橡膠片設(shè)置在泡沫金屬單元端面或泡沫金屬單元中，可以在橋墩結(jié)構(gòu)遭受撞擊的初期，利用橡膠的彈性變形吸能，具有減緩撞擊過(guò)程的作用。

本實(shí)用新型綜合了多級(jí)薄壁不銹鋼圓管、多層泡沫金屬(如泡沫鋁等)、彈性橡膠片等多種吸能材料的優(yōu)點(diǎn)，在撞擊過(guò)程中逐漸、多層次、多級(jí)緩沖吸收撞擊能量，具有很高的緩沖減撞特性，體積小，質(zhì)量輕，比現(xiàn)有的緩沖防撞裝置有更高的比吸能率(單位質(zhì)量吸收的撞擊能)。

本實(shí)用新型的有益效果：

(1)采用薄壁不銹鋼圓管，質(zhì)量輕，不銹蝕，耐久性好，易加工，吸能率高，造價(jià)低；

(2)在薄壁不銹鋼圓管內(nèi)設(shè)置泡沫金屬(如泡沫鋁等)，吸能率高，易加工，不受環(huán)境腐蝕影響；

(3)采用彈性橡膠片，緩沖撞擊過(guò)程，工藝制作簡(jiǎn)單，造價(jià)低，施工方便。

(4)由薄壁不銹鋼圓管、泡沫金屬(如泡沫鋁等)、彈性橡膠片等多種吸能材料綜合制作的復(fù)合多級(jí)緩沖減撞裝置，具有質(zhì)量輕，耐久性好，吸能率高，制作安裝簡(jiǎn)易，更換方便，造價(jià)低，所用材料環(huán)保無(wú)環(huán)境污染，是一種技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能高的緩沖減撞裝置。可用于橋墩遭受車輛撞擊時(shí)的防護(hù)裝置，以及公路護(hù)欄緩沖車輛撞擊力，也可用于其他機(jī)械撞擊力作用下的緩沖減撞裝置，可適應(yīng)多種類型和范圍的撞擊力作用。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型的縱向剖面圖；

圖2是圖1中的1-1面剖視圖；

圖3是圖1中的2-2面剖視圖；

圖4是圖1中的3-4面剖視圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說(shuō)明。