[發(fā)明專利]橋墩防護裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811257124.2
• 申請日: 2018-10-26
• 公開（公告）號: CN109137832A
• 公開（公告）日: 2019-01-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱錫;余彧;向國;王靜南;成天健;劉凱
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢海威船舶與海洋工程科技有限公司
• 主分類號: E02B3/26
• 分類號: E02B3/26;E01D19/02
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 王杰

本發(fā)明涉及一種橋墩防護裝置，所述橋墩防護裝置包括至少一個防撞結(jié)構(gòu)以及用于連接相鄰防撞結(jié)構(gòu)或防撞結(jié)構(gòu)與橋墩的連接結(jié)構(gòu)；所述防撞結(jié)構(gòu)包括外層迎撞結(jié)構(gòu)、中間吸能支撐結(jié)構(gòu)、內(nèi)層防護結(jié)構(gòu)；所述中間吸能支撐結(jié)構(gòu)是由多層吸能單元按一定規(guī)律交叉排列形成的負泊松比結(jié)構(gòu)，所述吸能單元為內(nèi)凹六邊形，包括一組相對設(shè)置的側(cè)板和一組相對設(shè)置的內(nèi)凹折板，所述側(cè)板與內(nèi)凹折板的夾角小于90°。本發(fā)明的防撞結(jié)構(gòu)具有負泊松比特性，有效增加了消能時間和吸能材料變形程度，防撞裝置對橋墩等水上建筑的保護作用大幅提高，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性也得以增強；吸能單元結(jié)構(gòu)周期性排布，結(jié)構(gòu)簡潔，生產(chǎn)工藝簡單，產(chǎn)品質(zhì)量控制容易，不僅能夠提高防撞效果，還節(jié)約了制造成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及建筑防撞技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種橋墩防護裝置。

背景技術(shù)

橋墩被撞擊而導致大橋受損事故時有發(fā)生，其經(jīng)濟損失巨大。因此橋墩的防撞裝置的研究十分重要。現(xiàn)有的橋墩防撞裝置種類繁多，有著多種多樣的構(gòu)造與材料形式。經(jīng)過多年的研究運用，發(fā)展出包括由砂、石塊等構(gòu)砌而成的人工島，采用橡膠等材料變形來消能的柔性防撞塊，以及浮式或固定式防撞箱等，其基本原理是基于附屬建筑阻隔、能量吸收、動量緩沖。

其中防撞箱結(jié)構(gòu)具有成本適中、防護性高、制造及安裝方便等諸多優(yōu)點。是應用最為廣泛的橋墩防撞裝置。船舶撞擊防撞箱時，箱體結(jié)構(gòu)發(fā)生大的變形，一方面吸收了部分碰撞能量，另一方面延長了接觸時間，使船舶撞擊力的峰值得以降低。但是現(xiàn)有的防撞箱內(nèi)部的吸能單元的截面一般采用正四邊形、正六邊形、正八邊形或圓形等正泊松比結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)形式會導致當船艏等撞擊防撞箱時，防撞箱結(jié)構(gòu)在垂直于受力方向會發(fā)生膨脹，并且在撞擊位置出現(xiàn)較大的應力集中現(xiàn)象，隨著船舶繼續(xù)向前侵入，箱體結(jié)構(gòu)會迅速發(fā)生撕裂破壞，從而導致整個防撞結(jié)構(gòu)迅速失效。從而導致撞擊中結(jié)構(gòu)有效消能時間遠短于預期，對橋墩等建筑的防護作用有限，無法適應日益嚴苛的防撞保護需求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的防撞結(jié)構(gòu)極易出現(xiàn)撕裂失效的不足，提供一種橋墩防護裝置，它在船舶等撞擊過程中，大幅提升抗斷裂性能，避免防撞裝置過早破壞，從而充分利用防撞裝置去吸收撞擊能量，可大幅提升消能時間，有效保護橋墩。

本發(fā)明為解決上述提出的技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：

一種橋墩防護裝置，所述橋墩防護裝置包括至少一個防撞結(jié)構(gòu)以及用于連接相鄰防撞結(jié)構(gòu)或者連接防撞結(jié)構(gòu)與橋墩的連接結(jié)構(gòu)；所述防撞結(jié)構(gòu)包括外層迎撞結(jié)構(gòu)、中間吸能支撐結(jié)構(gòu)、內(nèi)層防護結(jié)構(gòu)；所述中間吸能支撐結(jié)構(gòu)是由多層吸能單元按一定規(guī)律交叉排列形成的負泊松比結(jié)構(gòu)，所述吸能單元為中空的框體結(jié)構(gòu)，其橫截面為內(nèi)凹六邊形，吸能單元由一組相對設(shè)置的側(cè)板和一組相對設(shè)置的內(nèi)凹折板拼接而成；所述防撞結(jié)構(gòu)的頂面和底面安裝有密封用的面板，使整個防撞結(jié)構(gòu)形成密封箱體。

上述方案中，所述的一定規(guī)律是：所述吸能單元的內(nèi)凹折板按照內(nèi)外方向布置，位于同一層的吸能單元的側(cè)板重疊以實現(xiàn)緊密排列，相鄰兩層的吸能單元交錯布置，即內(nèi)層吸能單元的側(cè)板對齊外層吸能單元的內(nèi)凹折板的彎折點處，以實現(xiàn)相鄰兩層吸能單元的緊密排布；

所述外層迎撞結(jié)構(gòu)由一層迎撞單元排列形成，所述迎撞單元的一組對邊為側(cè)板，另一組對邊分別為直邊板和內(nèi)凹折板，其中直邊板朝外，內(nèi)凹折板朝內(nèi)與所述吸能單元的內(nèi)凹折板適配，所述迎撞單元的側(cè)板對齊內(nèi)層吸能單元的內(nèi)凹折板的彎折點處；

所述內(nèi)層防護結(jié)構(gòu)由一層防護單元排列形成，所述防護單元的一組對邊為側(cè)板，另一組對邊分別為直邊板和內(nèi)凹折板，其中直邊板朝內(nèi)，內(nèi)凹折板朝外與所述吸能單元的內(nèi)凹折板適配，所述迎撞單元的側(cè)板對齊其外層吸能單元的內(nèi)凹折板的彎折點處。

上述方案中，所述的一定規(guī)律是：所述吸能單元的側(cè)板按照內(nèi)外方向布置，位于同一層的吸能單元間隔排布，第一層吸能單元與第三層吸能單元的側(cè)板重疊，第二層吸能單元的兩個側(cè)板分別對齊第一層吸能單元和第三層吸能單元的內(nèi)凹折板的彎折點處；