本发明专利技术公开了一种用于高架桥桥墩的复合多层防爆装置，包括从内到外依次设置在桥墩外侧的高分子弹性体、圆形钢管以及空舱，所述高分子弹性体与桥墩和钢板胶体粘结，所述圆形钢管与钢板和空舱焊接连接，所述空舱由内钢板和外钢板构成。本发明专利技术装置利用能量守恒原理，通过在高架桥桥墩周围设置高分子弹性体、圆形钢管、空舱等装置，能够有效减小空中爆炸作用下桥墩的加速度、位移等动力响应，对冲击波泄压减轻冲击波压力对墩柱的作用，通过钢管的塑性变形与高分子弹性体的弹性变形来吸收冲击波作用到墩柱的能量，减小高架桥桥墩在非接触爆炸与接触爆炸荷载下的损伤，达到保护高架桥桥墩的目的。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于土木工程中桥梁结构的防灾减灾领域，特别涉及到桥梁结构中桥墩的安全领域，更具体地说，涉及一种用于高架桥梁桥墩的抗爆炸防护的装置。
技术介绍
近些年来，恐怖爆炸袭击频频发生，通过汽车炸弹实施对桥梁工程的爆炸破坏已经成为恐怖分子达到其恐怖袭击目的的主要手段之一；此外，偶然性爆炸事故，例如烟花爆炸、油气等在运输过程中发生的意外爆炸，对桥梁工程所造成的危害也不容忽视；更为重要的是：面对复杂多变的国际环境，打赢局部高技术条件下的常规战争已经成为我国防御性国防政策的战略指导思想。桥梁是交通生命线工程的重要组成部分，桥梁工程一旦遭到恐怖爆炸袭击或高技术常规武器打击，必将造成生命线交通工程瘫痪、区域经济联系中断等一系列灾难性连锁效应。桥梁墩柱是桥梁结构的关键受力构件之一，桥梁墩柱的破坏是桥梁结构各构件破坏中最灾难性的，严重的将导致整个桥梁结构的连续倒塌而丧失功能，因此开展桥梁墩柱的抗爆防护成为重要研究的课题。随着城市经济的发展，城市人口急剧的增加使车辆也日益增多，平面交通要道遭到严重的堵塞和拥挤，因此，需要修建高架桥梁来缓解城市交通拥堵；为了保证各种交通路线互不干扰，而在道路、铁路交叉处也修建高架桥；广泛应用于高速公路和城市道路中的交通繁忙地段。高架桥桥墩高度较高，一般为钢筋混凝土柱式桥墩，柱式桥墩较粗大，一般呈单柱式桥墩，其截面有圆形、矩形、椭圆形或具有菱角的多边形。目前，已有深水以下的墩柱抗爆防护装置，但水下墩柱的抗爆防护与水上墩柱的抗爆防护原理不同，因此不能采用水下墩柱的抗爆防护装置来进行水上墩柱的抗爆防护。而高架桥桥墩一般位于路面以上(水面以上)，比起水面以下桥墩更容易遭到爆炸事故，一旦墩柱被炸坏，势必会引起高架桥整体倒塌破坏，比起仅桥面破坏更加难以修复。因此，亟需对高架桥桥墩进行抗爆防护，而目前尚未设置高架桥桥墩的抗爆防护装置，难以对高架桥桥墩进行抗爆防护。高架桥桥墩在不进行防护的情况下，会直接受到爆炸空气冲击波与爆炸产物的直接作用，桥墩一般采用钢筋混凝土进行修筑，其整体刚度较大，混凝土抗裂性能较差，在爆炸距离较近、炸药当量较大的非接触爆炸以及在墩柱表面的接触爆炸时，墩柱会产生严重的损毁，甚至会引起墩柱的坍塌，从而使桥梁整体破坏。现今的桥梁设计过程中缺乏抗爆设计规范，常规设计中没有考虑爆炸荷载的作用，更没有抗爆防护措施，大量的桥梁墩柱刚度、强度或延性等不再满足抗爆要求。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于高架桥桥墩的复合多层防爆装置，通过抗爆防护装置的能量消耗原理，将爆炸产生的冲击波进行耗散，并且将爆炸产物进行阻隔，有效的减少了爆炸冲击波与爆炸产物直接作用到墩柱表面，对墩柱起到了有效的保护作用，对建立一套完整有效的抗爆防护系统具有重要的意义。本专利技术采用的技术方案为：一种用于高架桥桥墩的复合多层防爆装置，该防爆装置设置在桥墩的外围，包括高分子弹性体、圆形钢管和空舱；所述高分子弹性体的内壁通过胶体粘在桥墩表面，高分子弹性体的外壁通过胶体粘结有钢板，钢板外壁焊接有圆形钢管，圆形钢管外侧焊接有空舱；所述空舱包括内钢板和外钢板，内钢板和外钢板之间通过隔板来连接。所述圆形钢管为薄壁空心钢管，间断地均匀分布在钢板表面，并与钢板焊接连接，圆形钢管之间通过横向连接件连接，圆形钢管外侧焊接在空舱的内钢板上。作为优选，所述高分子弹性体为聚氨酯材料。作为优选，所述钢板为不锈钢的薄型钢板。作为优选，所述高分子弹性体通过防水粘胶与桥墩、钢板连接。作为优选，所述圆形钢管的横向连接件为圆形薄壁空心钢管，沿着桥墩竖向间断分布。作为优选，所述空舱的隔板间断地焊接在内钢板和外钢板之间，隔板上间断布置隔板开孔。作为优选，所述空舱的外钢板表面上布置了泄压孔，泄压孔由一定厚度的特种钢制盖构成。有益效果：(1)本专利技术装置利用能量守恒原理，通过高架桥桥墩周围设置高分子弹性体、圆形钢管、空舱等装置，能够有效减小空中爆炸作用下桥墩的加速度、位移等动力响应，对冲击波泄压并减轻冲击波压力对墩柱的作用，通过钢管的塑性变形与高分子弹性体的弹性变形来吸收冲击波作用到墩柱上的能量，减小高架桥桥墩在非接触爆炸与接触爆炸荷载下的损伤，达到保护高架桥桥墩的目的。(2)本专利技术还可用于减小车辆等高速撞击对高架桥桥墩的损坏，达到多重防护的效果。(3)本专利技术装置中泄压孔在爆炸时起到泄出冲击波压力的作用，泄压孔的特种钢片在爆炸冲击波过后可以方便安装和更换。附图说明图1为本专利技术用于高架桥桥墩的复合多层防爆装置的结构示意图；图2为本专利技术用于高架桥桥墩的复合多层防爆装置的剖面图。图中：1、桥墩，2、桥墩与高分子弹性体的连接面，3、高分子弹性体，4、钢板，5、圆形钢管，6、内钢板，7、隔板，8、外钢板，9、泄压孔，10、横向连接件，11、隔板开孔。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步的详细说明：如图1所示，本专利技术的用于高架桥桥墩复合多层防爆装置包括高分子弹性体3、圆形钢管5以及空舱。高分子弹性体3、圆形钢管5以及空舱从内到外依次设置在桥墩1外侧，其中，高分子弹性体3与桥墩1和钢板4胶体粘结，圆形钢管5与空舱焊接连接，空舱由内钢板6和外钢板8构成。桥墩1表面经过打磨粗糙后均匀的涂上防水粘胶，将高分子弹性体3粘在桥墩1表面，高分子弹性体3与桥墩1之间不能有气泡产生。高分子弹性体3表面均匀涂上防水粘胶，将钢板4紧贴在高分子弹性体3表面，高分子弹性体3与钢板4之间不能有气泡产生。钢板4为不锈钢的薄型钢板。圆形钢管5采用薄型圆形钢管，间隔一定距离的分布在钢板4周围，通过焊接将圆形钢管5与钢板4和空舱的内钢板6连接，间隔一定距离既方便钢管的焊接施工，又可以让内钢板6变形起到吸收能量的作用。圆形钢管5之间通过横向连接件10连接，横向连接件10在竖向间隔分布，横向连接件10可以制作成方形或者圆形的薄型钢管，通过焊接在每一根圆形钢管5上，也可以用紧绳器将钢制锁链绑扎在钢管外侧，以便固定圆形钢管5的作用。空舱中的隔板7仅仅是起固定外钢板8的作用，因此隔板7的数量可以相对较少的分布在空舱内，通过焊接与内钢板6和外钢板8连接，由于要保持整个空舱完全通透，如图2所示，将所有隔板7设有隔板开孔11，隔板开孔11可以为圆形、方形或者椭圆形，甚至可以将隔板制作为格构式，目的是将整个空舱连通，保持冲击波可以在空舱内传播。外钢板8外侧设置泄压孔9，泄压孔9的制作是在外钢板8外侧安装一定厚度的特制钢制盖，当爆炸冲击波使空舱内压增大时，钢制盖可以脱落，使冲击波压缩的空气泄出，降低舱内的压力，泄压孔可以设计为圆形、方形等。高分子弹性体3、圆形钢管5以及空舱要均匀分布在桥墩1周围，保证不同方向的爆炸冲击波和爆炸产物对桥墩1产生破坏。爆炸空气冲击波与爆炸产物作用到防护装置上时，防护装置对冲击波与爆炸产物携带的能量起到衰减的作用。空舱作为第一道抗爆防线衰减能量，当冲击波与爆炸产物到来时，首先与外钢板8发生作用，能量较小时不足以使外钢板8发生花瓣式开裂，外钢板8发生塑性变形来吸收冲击波的能量；能量较大时足以使外钢板8整体发生开裂，空舱可以满足外钢板8向内发生开裂变形的空间，一旦外钢板8开裂，冲击波可以进入空舱扩散，压力增大时，泄压孔9的钢片掉落，达到泄压作用，冲击波的能量通过外钢板8的开裂和泄压孔9的泄压减弱了冲本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于高架桥桥墩的复合多层防爆装置，其特征在于：该防爆装置设置在桥墩的外围，包括高分子弹性体、圆形钢管和空舱；所述高分子弹性体的内壁通过胶体粘在桥墩表面，高分子弹性体的外壁通过胶体粘结有钢板，钢板外壁焊接有圆形钢管，圆形钢管外侧焊接有空舱；所述空舱包括内钢板和外钢板，内钢板和外钢板之间通过隔板来连接。所述圆形钢管为薄壁空心钢管，间断地均匀分布在钢板表面，并与钢板焊接连接，圆形钢管之间通过横向连接件连接，圆形钢管外侧焊接在空舱的内钢板上。
【技术特征摘要】
1.一种用于高架桥桥墩的复合多层防爆装置，其特征在于：该防爆装置设置在桥墩的外围，包括高分子弹性体、圆形钢管和空舱；所述高分子弹性体的内壁通过胶体粘在桥墩表面，高分子弹性体的外壁通过胶体粘结有钢板，钢板外壁焊接有圆形钢管，圆形钢管外侧焊接有空舱；所述空舱包括内钢板和外钢板，内钢板和外钢板之间通过隔板来连接。所述圆形钢管为薄壁空心钢管，间断地均匀分布在钢板表面，并与钢板焊接连接，圆形钢管之间通过横向连接件连接，圆形钢管外侧焊接在空舱的内钢板上。2.根据权利要求1所述的一种用于高架桥桥墩的复合多层防爆装置，其特征在于：所述高分子弹性体为聚氨酯材料。3.根据权利要求1所述的一种用于高架桥桥墩的...
【专利技术属性】
技术研发人员：宗周红，刘路，娄凡，许有胜，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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