浮式两级缓冲防撞系统技术方案

本实用新型专利技术公开了浮式两级缓冲防撞系统，属于桥梁防船撞系统技术领域，其包括浮体、连接件和阻尼器，浮体围绕桥墩设置，在浮体上间隔设置阻尼器，阻尼器通过连接件与桥墩相连。本实用新型专利技术的浮式两级缓冲防撞系统，通过围绕桥墩设置浮体，阻尼器分散布置于浮体，船撞浮体后，不仅利用阻尼器缓冲耗能，还可利用浮体结构变形缓冲耗能，通过两级缓冲耗能延长浮体与船舶的作用时间和距离，有利于改变船舶运动方向，大幅减少桥墩所受作用力，不仅能保护桥墩，同时也有利于保护船舶；浮体围绕桥墩设置并留有间距，还便于防撞系统安装与维护。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于桥梁防船撞系统
，具体涉及浮式两级缓冲防撞系统。
技术介绍
现有技术中的桥墩防船撞设施，主要有以下两类：第一类是安装在桥墩上的附着式防撞设施，工程应用相对多些，主要利用防撞设施的结构变形来消耗船舶动能，延长撞击作用时间，降低船舶撞击力；第二类是设置在桥墩前的分离式防船撞设施，工程应用相对少些，如独立的防撞墩、人工岛和系泊浮体。然而，第一类由于附着式防撞设施的厚度有限，材料的变形量更为有限，桥墩仍会受到较大作用力，与船舶直接撞击桥墩相比，设置防撞设施后，桥墩所受的最大撞击力通常能减少30％左右，如果加大防撞设施的厚度，撞击力还会进一步下降，但下降的幅度通常难以超过50％；附着式防撞设施的建筑安装费高，被船撞损后修复困难，不利于保护事故船舶，还会增大桥墩所受的波流作用力。此外，对于已建成的桥墩，加装附着式防撞设施时需在桥墩上固定，还可能影响桥墩的耐久性。而第二类对于独立防撞墩、人工岛等固定式防船撞设施，不仅其建筑安装费高，而且不利于保护事故船舶；对于系泊浮体，可利用重力锚走锚耗能，虽然有利于保护事故船舶，但因重力锚可能陷入淤泥中无法走锚，难以持续发挥作用。此外，为了能保护桥墩，防撞设施到桥墩的距离受到限制，通常仅有数十米，走锚消能式的系泊浮体难以满足阻挡大型船舶的要求。一种系泊防船撞系统(专利申请号为2014105761973)由浮体、主锚、主锚索、阻尼单元、等构成，其浮体设置于桥墩前，利用耗能索的拉伸与破断提供阻力和消耗船舶动能，最终阻止船舶向桥位运动，能有效阻挡船舶从大致垂直于桥轴线方向撞击桥墩正面，适用于非通航孔桥墩，但难以防止船舶斜向撞击桥墩侧面，不宜用于通航孔桥墩。此外，在阻挡船舶运动过程中，作用于船舶的阻力均由锚碇设施提供，对锚碇设施的承载能力要求高。
技术实现思路
技术目的：本技术的目的在于提供浮式两级缓冲防撞系统，不仅能大幅度降低船撞力，更好地保护桥墩与事故船舶，而且还有效利用桥墩的承载力、降低防船撞设施的建筑安装费，便于运营期维护。技术方案：为实现上述技术目的，本技术的浮式两级缓冲防撞系统，采用如下技术方案：浮式两级缓冲防撞系统，其包括浮体、连接件和阻尼器，所述的浮体围绕桥墩设置，在浮体上间隔设置阻尼器，所述的阻尼器通过连接件与桥墩相连。在所述的浮体上至少设置一处锚索链，该锚索链的上端与阻尼器相连，锚索链的下端与锚相连。在所述的桥墩上设置牵拉物，连接件通过牵拉物与桥墩相连。在所述的桥墩上设置配合牵拉物上下滑动的滑道，在所述的牵拉物上设置斜向上的拉索，该拉索的另一端系到在浮体上增设的立柱上端。所述的连接件选自杆件、锚链和绳索；所述的阻尼器在连接件拉力作用下利用耗能材料的变形提供阻力并耗能，阻尼器耗能材料选自耗能索、金属条和金属连接材料；所述的浮体和桥墩之间留有间隙或者填充缓冲材料。所述的阻尼器耗能材料为耗能索，连接件通过耗能索与浮体上的耗能索安装座相连。所述的连接件为绳索，所述的阻尼器耗能材料为耗能索时，绳索即为耗能索。所述的阻尼器耗能材料为金属条，在浮体上安装拉挤孔座，在拉挤孔座上开有孔洞，孔洞尺寸小于金属条的横截面尺寸，金属条穿过拉挤孔座的孔洞后与连接件连接。所述的阻尼器耗能材料为金属连接材料，连接件与骨架构件相连，骨架构件通过金属连接材料安装于浮体上。所述的阻尼器耗能材料为金属连接材料，所述的连接件与环状构件相连，环状构件套在骨架构件上，骨架构件通过金属连接材料安装于浮体上，或者骨架构件间通过金属连接材料连接后安装于浮体上。工作原理：浮体围绕桥墩设置，阻尼器分散安装于浮体，若干根连接件在桥墩周围布置，连接件的一端直接或间接连接到桥墩，另一端连接阻尼器。当船舶撞击浮体时，在推动浮体运动的过程中，被撞侧其余部位的连接件受拉，从而拉动与这些连接件相连接的阻尼器，提供阻力并耗能，称该过程为一级缓冲过程；被船舶推动的浮体与桥墩作用过程中，浮体结构的材料变形将起缓冲耗能作用，称该过程为二级缓冲过程。在浮体与桥墩间留一定间距，船撞浮体后先发挥阻尼器的缓冲耗能作用，在船舶推动浮体接触桥墩后才开始发挥浮体结构的缓冲耗能作用。如果浮体与桥墩间无间距，船撞后阻尼器与浮体结构的缓冲耗能作用将同时发挥。由于阻尼器的阻力大小可以设计，阻尼器的位置与数量根据需要布置，因此在一级缓冲过程中作用于桥墩的合力大小是可以控制的，既能充分发挥桥墩的承载能力，又能将作用于桥墩的合力大小控制在允许范围内。如果在整个阻挡船舶的过程中，作用于桥墩的合力大小可能超过桥墩的允许承载力，可以增设锚碇设施，并由锚碇设施承受部分作用力，从而确保桥墩安全，增大浮体与桥墩的间距，能有效发挥阻尼器的缓冲作用，减少船舶与浮体间的作用力，有利于保护桥墩和事故船舶。有益效果：与现有技术相比，本技术的浮式两级缓冲防撞系统，通过围绕桥墩设置浮体，阻尼器分散布置于浮体，船撞浮体后，不仅利用阻尼器缓冲耗能，还可利用浮体结构变形缓冲耗能，通过两级缓冲耗能延长船舶与浮体的作用时间和距离，有利于改变船舶运动方向，大幅减少桥墩所受作用力，不仅能保护桥墩，同时也有利于保护船舶；同时，浮式两级缓冲防船撞系统，与桥墩附着式防撞设施设施相比，由于发挥了阻尼器的作用，能大幅减少桥墩所受最大作用力；与普通分离浮式防撞设施相比，能利用桥墩的承载力，能利用浮体的结构变形，降低对锚碇设施的要求，不仅能阻挡船舶撞击桥墩正面，还能阻挡船舶撞击桥墩侧面，而且浮体围绕桥墩设置并留有间距，还便于防撞系统安装与维护。附图说明图1是浮式两级缓冲防撞系统平面示意图；图2是增锚碇后浮式两级缓冲防撞系统的平面示意图；图3是耗能材料采用耗能索的阻尼器示意图；图4是耗能材料采用金属条的阻尼器示意图；图5是耗能材料采用金属连接材料的阻尼器示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本技术。浮式两级缓冲防撞系统，包括浮体2、连接件3、阻尼器4、锚5、锚索链6、耗能索安装座8、拉挤孔座10骨架构件11和、环状构件13。连接件3选自杆件、锚链和绳索；阻尼器4耗能材料选自耗能索7、金属条9和金属连接材料12。如图1所示，浮体2围绕桥墩1设置，阻尼器4分散安装于浮体2，若干根连接件3在桥墩1周围布置，连接件3的一端直接或间接连接到桥墩1，另一端连接阻尼器4。当船舶撞击浮体2时，在推动浮体2运动的过程中，被撞侧其余部位的连接件3受拉，从而拉动与这些连接件3相连接的阻尼器4，提供阻力并耗能，称该过程为一级缓冲过程。在船舶推动浮体2与桥墩1作用过程中，浮体2结构的材料变形将起缓冲耗能作用，称该过程为二级缓冲过程。浮体2除能阻挡船舶外，还能改变船舶运动方向；将浮体2垂直于桥轴线的两端制作成尖型，当船艏撞击时除阻挡船舶外还能提供作用于船艏的横向分力，有助于改变船舶运动方向，可大幅度减小船舶与浮体2间的作用力，有利于保护桥墩1和船舶。为了便于浮体2安装，浮体2采用单元拼组式。为了减小可能受到的波浪作用力和水流作用力，不要求浮体2的水线面形成回路，水线面可以是间断的。在浮体2与桥墩1间留间距，船撞浮体2后先发挥阻尼器4的缓冲耗能作用，在船舶推动浮体2接触桥墩1后才开始发挥浮体2结构的缓冲耗能作用。通常情况下，应尽量增大浮体2与桥墩1间距，从而增大耗能距离，降低船本文档来自技高网...

【技术保护点】
浮式两级缓冲防撞系统，其特征在于：其包括浮体(2)、连接件(3)和阻尼器(4)，所述的浮体(2)围绕桥墩(1)设置，在浮体(2)上间隔设置阻尼器(4)，所述的阻尼器(4)通过连接件(3)与桥墩(1)相连。

【技术特征摘要】
1.浮式两级缓冲防撞系统，其特征在于：其包括浮体(2)、连接件(3)和阻尼器(4)，所述的浮体(2)围绕桥墩(1)设置，在浮体(2)上间隔设置阻尼器(4)，所述的阻尼器(4)通过连接件(3)与桥墩(1)相连。2.根据权利要求1所述的浮式两级缓冲防撞系统，其特征在于：在所述的浮体(2)上至少设置一处锚索链(6)，该锚索链(6)的上端与阻尼器(4)相连，锚索链(6)的下端与锚(5)相连。3.根据权利要求1所述的浮式两级缓冲防撞系统，其特征在于：在所述的桥墩(1)上设置牵拉物，连接件(3)通过牵拉物与桥墩(1)相连。4.根据权利要求3所述的浮式两级缓冲防撞系统，其特征在于：在所述的桥墩(1)上设置配合牵拉物上下滑动的滑道，在所述的牵拉物上设置斜向上的拉索，该拉索的另一端系到在浮体(2)上增设的立柱上端。5.根据权利要求1-4中任意一项所述的浮式两级缓冲防撞系统，其特征在于：所述的连接件(3)选自杆件、锚链和绳索；所述的阻尼器(4)耗能材料选自耗能索(7)、金属条(9)和金属连接材料(12)；所述的浮体(2)和桥墩(1)之间留有间隙或者填充缓冲材料。6.根据权利要求5所述的浮式两级缓冲防撞系统，其特征在于：所述的阻尼器(4)...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭鑫雷，陈云鹤，陈徐均，吴韡佳，吴广怀，张怡，赵明珠，
申请(专利权)人：南京广博工程技术有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32