[發明專利]一種橋墩防滾石沖擊裝置和對滾石沖擊進行監測的方法

在審

• 申請號: 202010022705.9
• 申請日: 2020-01-09
• 公開（公告）號: CN111155421A
• 公開（公告）日: 2020-05-15
• 發明（設計）人: 汪峰;曾超;唐現梓;夏倫凱;向泓嘉;黃偉;劉偉方
• 申請（專利權）人: 三峽大學
• 主分類號: E01D19/02
• 分類號: E01D19/02;G01L5/00;G01N3/02;G01N3/34;E01D101/40
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所 42103
• 代理人: 危松

一種橋墩防滾石沖擊裝置，包括設置在橋墩外的護筒，護筒與橋墩之間設有減能墊層，環繞橋墩四周設有多組緩沖裝置，所述緩沖裝置，所述緩沖裝置包括擋片，所述擋片通過多根彈簧與所述護筒連接，各組緩沖裝置中相鄰兩片擋片之間通過柔性片連接。本發明能夠降低滾石撞擊橋墩的損傷，保護橋墩的安全及其使用性能。

技術領域

本發明涉及一種橋墩防滾石沖擊裝置和對滾石沖擊進行監測的方法。

背景技術

隨著我國基礎建設規模的不斷擴大和西部大開發戰略的持續實施，我國橋梁建設數量不斷增加。據不完全統計，我國現役公路橋梁總數近100萬座，其中鐵路橋梁總數30萬座，已成為橋梁大國。橋梁是一種能跨越山區、溝谷等復雜地形的結構，常常受到不良地質災害的影響，特別是山區橋梁，更容易遭受橋址處邊坡滾落的巨石沖擊。近年來，我國發生了多起滾石撞擊橋墩事故。如2009年7月25日徹底關大橋垮塌事故，巨石沖撞了大橋橋墩，造成60m的橋面坍塌，造成了巨大的財產損失和不良的社會影響。橋墩防滾石撞擊問題引起了人們的高度關注。再如2011年成雅高速公路曾發生山體滑坡伴隨大量落石，造成周邊橋墩受損，部分橋墩甚至存在落梁隱患。隨著西部建設開發的不斷發展，對于山區橋梁橋墩的防落石撞擊研究已成為山區橋梁設計理論的一個重要課題。

現有的橋墩防滾石碰撞方法主要有兩類。其一柔性防撞方法，采用波紋防撞結構以及在其環形空腔內填充緩沖減能材料，該類方法是將耗能結構固定或粘貼在橋墩表面。在風雨、溫度、環境腐蝕等因素的影響下，防撞設施材料老化較快，其防撞效能降低，嚴重時防撞設施還會出現失效或脫落；其二在橋墩外層設置主動迎撞結構、中間設置吸能支撐結構、內層設置防護結構，中間設置的吸能系統可由各種消能耗能結構或者材料構成，但當防撞設施與橋墩不是一體結構的時候，它占地面積大，施工流程繁瑣，建造成本較高，不適合在山區設置該設施。因此，現有的橋墩防撞裝置的防撞功能還有待提高，亟待一種高效、智能化的橋墩防撞裝置及方法。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種橋墩防滾石沖擊裝置和對滾石沖擊進行監測的方法，能夠降低滾石撞擊橋墩的損傷，保護橋墩的安全及其使用性能。

為了解決上述問題，本發明要解決的技術方案為：

一種橋墩防滾石沖擊裝置，包括設置在橋墩外的護筒，護筒與橋墩之間設有減能墊層，環繞橋墩四周設有多組緩沖裝置，所述緩沖裝置，所述緩沖裝置包括擋片，所述擋片通過多根彈簧與所述護筒連接，各組緩沖裝置中相鄰兩片擋片之間通過柔性片連接。

在所述護筒外設有多個限位管，限位管內設有壓力傳感器，各根彈簧一端與各限位管內壓力傳感器連接。

還包括信號處理系統，所述信號處理系統包括單片機、電流/電壓轉換電路、A/D轉換電路、信號發射電路和發射天線，各壓力傳感器接收到滾石撞擊橋墩的脈沖信號后，輸出4mA-20mA 的電流信號，經過電流/電壓轉換電路后，輸出電壓信號，再進入濾波放大電路，濾除 3Hz 以上的高頻信號和脈動直流信號后的電壓信號送給A/D轉換電路，經單片機進行處理后通過發射電路及發射天線發射到終端。

壓力傳感器和信號處理系統是通過太陽能供電系統供電。

一種橋墩防滾石沖擊裝置對滾石沖擊進行監測的方法，滾石撞擊擋片，擋片通過彈簧沖擊壓力傳感器，壓力傳感器接收到滾石撞擊橋墩的信號有信號處理系統傳送到用戶終端，用戶終端通過對信號進行分析后，判斷是否需要對橋墩進行維護。

本發明的技術效果為：本發明利用緩沖裝置減緩滾石對橋墩的沖擊力，避免橋墩損壞，大大提高了橋梁使用時的安全性，另一方面是能夠對滾石沖擊力實時進行監控，測量滾石沖擊力大小，并依據沖擊力大小和持續時間判斷是否需要對橋墩進行修護，節省了人力和物力。

附圖說明

下面結合附圖對本發明做進一步的說明：

圖1為本發明的剖面結構示意圖，