[發(fā)明專利]一種橋梁強(qiáng)弱碰撞分級(jí)防船撞裝置及其構(gòu)建方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210236754.1
• 申請(qǐng)日: 2022-03-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114592483B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-09-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭健
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西南交通大學(xué)
• 主分類號(hào): E02B3/26
• 分類號(hào): E02B3/26;E01D19/02;G06F30/13;G06F30/20;G06F119/04
• 代理公司: 北京中和立達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11756
• 代理人: 孟姣

1.一種橋梁強(qiáng)弱碰撞分級(jí)防船撞裝置構(gòu)建方法，其特征在于，包括：

根據(jù)船橋碰撞的彈性碰撞機(jī)理，確定船橋碰撞系統(tǒng)的機(jī)理模型；所述船橋碰撞系統(tǒng)包括：防船撞裝置、橋墩承臺(tái)和船舶；其中，所述防船撞裝置安裝在橋墩承臺(tái)的周圍，包括：正面剛性防撞體（1），為半圓環(huán)狀結(jié)構(gòu)體，安裝在所述橋墩承臺(tái)圓形部分的外側(cè)；兩個(gè)側(cè)面剛性防撞體（2），分別與所述正面剛性防撞體（1）的兩端可拆卸連接，安裝在所述橋墩承臺(tái)側(cè)面的外側(cè)；橫桿（3），兩端分別與所述兩個(gè)側(cè)面剛性防撞體（2）連接，所述橫桿（3）跨越在所述橋墩承臺(tái)上方，用于固定所述兩個(gè)側(cè)面剛性防撞體（2）的相對(duì)位置；多個(gè)彈性體防撞單元（4），分布在所述剛性防撞體的內(nèi)側(cè)面；所述剛性防撞體通過(guò)所述多個(gè)彈性體防撞單元（4）與所述橋墩承臺(tái)的外側(cè)貼合；其中，所述防船撞裝置用于在所述橋墩承臺(tái)受到碰撞時(shí)保護(hù)所述橋墩承臺(tái)，當(dāng)所述橋墩承臺(tái)受到弱碰撞時(shí)，由所述多個(gè)彈性體防撞單元（4）吸收碰撞能量；當(dāng)所述橋墩承臺(tái)受到強(qiáng)碰撞時(shí)，由所述剛性防撞體和所述多個(gè)彈性體防撞單元（4）吸收碰撞能量；每個(gè)彈性體防撞單元（4）為一個(gè)磁基彈性體防撞單元，包括：磁體（41）和磁基彈性體（42）；所述磁基彈性體（42）用于吸收碰撞能量，所述磁體（41）用于提供磁場(chǎng)以調(diào)節(jié)所述磁基彈性體（42）的彈性模量；所述磁基彈性體防撞單元的彈性模量隨所述磁體（41）提供的磁場(chǎng)強(qiáng)度的增大而增大；所述正面剛性防撞體（1）為空心結(jié)構(gòu)，內(nèi)部設(shè)置有第一剛性支撐件（11），用于增加所述空心結(jié)構(gòu)的剛度；

根據(jù)所述機(jī)理模型，確定所述彈性體防撞單元需要的剛度范圍K_{range_a}和所述剛性防撞體需要的剛度范圍K_{range_b}；其中所述需要的剛度范圍用于調(diào)節(jié)所述彈性體防撞單元和所述剛性防撞體的實(shí)際剛度；在所述機(jī)理模型中，將所述橋墩承臺(tái)等效為剛體R，將船舶等效為剛度為k₁、質(zhì)量為m₁的質(zhì)量體，將所述防船撞裝置等效為質(zhì)量為m_f的第一彈簧；將所述剛性防撞體等效為剛度為k₂、質(zhì)量為m₂的第二彈簧，將所述彈性體防撞單元等效為剛度為k₃、質(zhì)量為m₃的第三彈簧，所述第一彈簧包括所述第二彈簧和所述第三彈簧；

改變所述第一剛性支撐件（11）的數(shù)量及位置，使所述正面剛性防撞體的實(shí)際剛度位于所述剛度范圍K_{range_b}內(nèi)；

改變所述磁體（41）提供的磁場(chǎng)強(qiáng)度，使所述彈性體防撞單元的實(shí)際剛度位于所述剛度范圍K_{range_a}內(nèi)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防船撞裝置，其特征在于，

每個(gè)磁基彈性體防撞單元為圓柱體結(jié)構(gòu)，所述磁體（41）和所述磁基彈性體（42）均為圓柱體扁層；

每個(gè)磁基彈性體防撞單元由多個(gè)磁體（41）和多個(gè)磁基彈性體（42）交替堆疊而成；

所述圓柱體結(jié)構(gòu)的圓形底面垂直于碰撞方向。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防船撞裝置，其特征在于，

所述正面剛性防撞體（1）的內(nèi)側(cè)面設(shè)置有多個(gè)凸起（12），每個(gè)凸起（12）用于卡放一個(gè)彈性體防撞單元（4）。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防船撞裝置，其特征在于，

每個(gè)側(cè)面剛性防撞體（2）與所述正面剛性防撞體（1）通過(guò)耳板（13）、螺栓（14）和螺桿（15）可拆卸鏈接；

當(dāng)任一剛性防撞體受到損傷時(shí)，拆卸所述剛性防撞體進(jìn)行維修或更換。