[發明專利]一種形狀自適應的浮式橋墩防撞裝置

在審

• 申請號: 201710114103.4
• 申請日: 2017-02-28
• 公開（公告）號: CN106894370A
• 公開（公告）日: 2017-06-27
• 發明（設計）人: 許明財;汪衡
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: E01F15/14
• 分類號: E01F15/14;E01D19/02
• 代理公司: 華中科技大學專利中心42201
• 代理人: 梁鵬,曹葆青

技術領域

本發明屬于橋墩防撞技術領域，更具體地，涉及一種形狀自適應的浮式橋墩防撞裝置，其能夠主動適應各類不同形狀的橋梁，且能夠標準化生產。

背景技術

有關統計資料表明，我國最早建成的幾座座長江大橋自建成以來都經歷過重大的船撞橋事故，類似的事故在其他地方也有發生。隨著我國經濟不斷發展，我國的橋梁數量迅猛的增加以及航道上通行的船舶的日益增加。船橋相撞事件所帶來的經濟損失以及人員傷亡的代價都是十分巨大的。船橋碰撞事故引起了國內工程學界的極大關注，相關學者對橋梁防撞技術和裝置展開了大量研究。

目前，國內主流的防撞裝置大都是彈性變形防撞設施以及壓壞變形防撞設施。其基本原理都是通過利用防撞裝置與船體接觸產生的彈性材料形變以及鋼板等骨材的破壞等來吸收能量，從而起到緩沖的作用來保護橋梁。常用的是鋼箱型防撞裝置，該消能設施利用鋼材塑性變形破損耗能，當船舶撞擊鋼套箱防撞裝置時，防撞結構鋼板發生大變形，吸收部分碰撞能量，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。但是現有的防撞裝置設計安裝時需要根據橋墩自身的位置，外形形狀，水流速度和水位變化等多重因素來進行。因此現階段的橋梁防撞裝置必須按照對應橋梁的具體條件定制，從而帶來的一系列如造價高，保養費高，維修費用高的缺點，而且由于設計生產往往會耗費較多時間，更是無形之中增加了很多時間成本。普遍的橋梁防撞裝置的造價都在幾百萬甚至千萬的級別，然而往往如此高成本的裝置在經受一次撞擊之后就會收到不可恢復的破壞，如此一來，造成了極大的經濟價值的損失。故找到一種新的結構形式的防撞裝置是十分有必要的。

由于存在上述缺陷和不足，本領域亟需做出進一步的完善和改進，設計一種橋墩防撞裝置，使其能夠經受多次碰撞，且能夠有效地降低船只碰撞橋墩的沖擊力，減少碰撞造成的損失，同時具有較低的更換成本。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種形狀自適應的浮式橋墩防撞裝置，其包括從內至外依次設置的耐磨板、防撞圈和多個獨立的防撞單元，解決了現有技術中由于防撞裝置需要根據橋梁的具體情況高度定制化生產，而帶來的生產周期長、生產成本高的技術問題。本發明的形狀自適應的浮式橋墩防撞裝置不僅能夠主動適應各類不同形狀的橋梁，而且還能夠根據不同的防撞要求實現標準化生產，從而具有施工周期短、建造以及維護成本低等一系列優點。

為實現上述目的，按照本發明提供了一種形狀自適應的浮式橋墩防撞裝置，其特征在于，該裝置包括從內至外依次設置的耐磨板、防撞圈和防撞單元，

其中，所述耐磨板環繞在橋墩外圍，所述耐磨板的外層包覆一層防撞圈，所述防撞圈外層被若干個相同的防撞單元包覆，每個所述防撞單元相互獨立，通過夾扣將每個獨立的防撞單元與所述防撞圈連接在一起，所述防撞單元內部填充有消能材料，且所述防撞單元使整個裝置浮在水面上。

進一步優選地，所述耐磨板為聚氨酯、玻璃泡沫、改性聚丙烯、PVC泡沫、PMI泡沫、泡沫鋁、聚苯泡沫、聚酰亞胺泡沫中的一種或者幾種制成。上述材料制備的耐磨板具有良好的耐磨性能，且質量較輕，能浮在水面上，對橋墩起到保護作用。

優選地，所述防撞圈采用鋼板制成。

優選地，所述夾扣為L型，由高強度鋼板制成。鋼板具有較高的強度，不易變形，能夠抵抗較大外力的沖擊，因此，采用鋼板制作防撞圈、高強度鋼板制作夾扣，能夠極大地防止因外力造成的損壞。

優選地，所述夾扣的底部焊接在所述防撞圈上，與防撞圈外表面留有空隙用于放入防撞單元，所述夾扣的頂部設置有螺栓孔，用于在空隙間加入墊片后栓接固定。

優選地，所述防撞單元是由板材圍成的一個封閉的U型結構，在所述板材圍成的封閉的空間內填充有消能材料。較多的比較試驗表明，U型結構外部圓滑，在碰撞時能夠減少對船只的損壞，而在中間填充的消能材料，能夠在碰撞時能夠吸收較多的能量，減少損害。

優選地，所述板材為夾層結構，所述板材是在兩層鋼板之間注入橡膠材料復合而成。較多的比較試驗表明，夾層結構的板材本身具有較大的強度，不易變形，即便發生變形時，也能由于其夾層結構和中間注入的橡膠，能夠吸收更多的能力，起到更好的緩沖作用。