[發明專利]一種裝配式泡沫混凝土填充啞鈴狀薄壁管的橋墩防撞裝置

在審

• 申請號: 202011569708.0
• 申請日: 2020-12-26
• 公開（公告）號: CN112746555A
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發明（設計）人: 周宏元;李秀杰;王小娟
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: E01D19/02
• 分類號: E01D19/02;E01F15/14;E01D101/30;E01D101/24
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 沈波

本發明公開了一種裝配式泡沫混凝土填充薄管自卡扣系統橋墩防撞裝置，在受到撞擊時，首先是波紋板分散應力，波紋板與再生橡膠產生變形耗能，然后啞鈴狀自卡扣體系可通過相互摩擦與塑性變形有效耗能，緩解了車橋撞擊對橋墩與車輛的沖擊作用。在鋁管內注入泡沫混凝土后可以約束鋁管的變形，有效提高該防護裝置的抗沖擊性。啞鈴狀鋁管自卡扣系統與泡沫混凝土協同防護，剛柔并濟，既保護了橋墩在受到撞擊后不至破壞，又保護了車輛與車上人員安全。此裝置具有低強度、高耗能、便于維修更換、占地面積小、綠色環保等優點，能夠滿足橋墩防撞需求。

技術領域

本發明涉及一種裝配式橋墩緩沖防撞裝置，屬于結構防護、橋墩防撞設備技術領域。

背景技術

橋梁是我國重要的土木工程基礎設施之一，隨著橋梁數目的增多，橋梁的防護問題日益

成為重要問題。而橋墩作為橋梁的關鍵部位，車輛撞擊橋墩事故時有發生，當車輛撞擊橋墩時，橋墩可能發生損傷設置破壞引起橋梁整體坍塌，對生命財產安全造成嚴重破壞，且橋墩發生撞擊后存在修復費用高、難度大等問題，因此采取有效措施，避免車輛撞擊橋墩時發生重大破壞尤為重要。

現有的防護措施主要分為兩種，一種是傳統的鋼筋混凝土剛性防護裝置，此裝置剛度大，緩沖能力差，雖然可以防護橋墩不發生沖擊破壞，但反沖擊力大，嚴重威脅車內人員安全；另一種為三明治柔性防護裝置，此裝置雖然可以有效防護橋墩免受破壞，保護車輛及人員安全，但存在修復難度大、成本高，防護效果不佳，芯層利用率不高等諸多問題。因此，有必要開發一種新型橋墩防護措施來彌補以上不足，最大限度地減小人員傷亡與經濟損失，減小橋墩撞擊后的修復費用和修復施工難度。

裝配式施工技術提供了解決問題的方法，裝配式施工技術是指將結構劃分為不同預制構件，在預制工廠內完成構件的生產制作，在現場進行組裝拼接。將裝配式施工技術應用到橋墩防護技術領域中，既能夠綜合柔性防護的優點又可以極大地加快施工速度，確保零件的制造質量，此外，裝配式防撞裝置發生撞擊破壞后可進行局部更換受損部位零件，有效提高了防護裝置的材料利用率及撞后可修復性。

發明內容

本發明的目的在于克服傳統剛性防護措施存在的抗沖擊性差，緩沖能力弱對車輛及人員安全造成嚴重威脅以及柔性防護措施存在的芯層利用率低、施工難度大，維修費用昂貴等缺點。本發明提出一種易組裝的裝配式泡沫混凝土填充啞鈴狀薄壁管橋墩防撞裝置，將該裝置外包于橋墩，能夠有效緩解沖擊作用，提高橋墩防撞能力，減小車輛所受破壞，保護生命財產安全，且安裝拆卸方便，能夠節省安裝及維修所用費用。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種泡沫混凝土填充啞鈴狀薄壁管的柔性橋墩防撞裝置，包括包裹在橋墩表面的內防撞鋼板、泡沫混凝土填充的啞鈴狀薄壁鋁管自卡扣系統、外迎撞鋼波紋板、再生橡膠、連接角鋼、固定螺絲以及填縫材料。

上述方案中，啞鈴狀薄壁鋁管由工廠統一加工制作，然后在現場將其縱橫交錯、彼此卡扣進行組裝，實現了橋梁工程裝配式，最大限度地加快施工速度，減少施工占道問題。

上述方案中，當橋墩受到較小的沖擊力時，主要吸能層為外防撞板及其內填充的再生橡膠，外防撞板為工廠預制波紋板，表面有弧形波紋，內部填充再生橡膠，弧形波紋在受到撞擊時能夠有效分散應力，減小應力集中，緩解對橋墩的沖擊，并將沖擊力通過填充的橡膠傳遞給啞鈴狀薄壁管，且波紋板與橡膠通過產生變形進一步有效耗能，有效緩解車橋撞擊產生的沖擊作用。

上述方案中，該裝置的組件在受到撞擊時由于卡扣作用不易飛濺中傷路人。泡沫混凝土填充薄壁管后通過環氧樹脂膠與內外防撞鋼板相連，然后通過內外角鋼進行螺栓連接固定于橋墩表面。角鋼的形狀與厚度可根據不同形狀的橋墩和不同規格的防護裝置進行改變。