一种形状自适应的浮式桥墩防撞装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于桥墩防撞技术领域，具体涉及一种形状自适应的浮式桥墩防撞装置，其包括从内至外依次设置的耐磨板、防撞圈和多个防撞单元，所述防撞单元是由板材围成的一个封闭的U型结构，每个所述防撞单元相互独立，通过夹扣将每个独立的防撞单元与所述防撞圈连接在一起，所述防撞单元内部填充有消能材料，且所述防撞单元使整个装置浮在水面上。本发明专利技术的形状自适应的浮式桥墩防撞装置，解决了现有技术中由于防撞装置需要根据桥梁的具体情况高度定制化生产，生产周期长，生产成本高的技术问题。其不仅能够主动适应各类不同形状的桥梁，而且还能够根据不同的防撞要求实现标准化生产，从而具有施工周期短，建造以及维护成本低等一系列优点。

Shape adaptive floating pier anti-collision device

The invention belongs to the technical field of bridge pier, floating pier anti-collision device relates to a shape adaptive, which comprises a wear plate and are arranged from the inside to the outside of the anticollision ring and a plurality of collision avoidance unit, wherein the crash unit is a closed type U structure surrounded by sheets, each of the collision avoidance unit the clip will be independent of each other, each independent unit collision and the collision ring connected together, wherein the crash unit is filled with energy dissipation materials, and the collision avoidance unit to make the whole device floating on the surface. Floating pier shape adaptive anti-collision device of the invention solves the anti-collision device according to the needs of the bridge due to the specific circumstances of highly customized production, long production cycle, technical problems of high production cost. It can not only adapt to the bridge with different shapes, but also can according to the different requirements of collision avoidance to achieve the standardization of production, which has a short construction period, construction and a series of advantages of low maintenance cost.

【技术实现步骤摘要】
一种形状自适应的浮式桥墩防撞装置
本专利技术属于桥墩防撞
，更具体地，涉及一种形状自适应的浮式桥墩防撞装置，其能够主动适应各类不同形状的桥梁，且能够标准化生产。
技术介绍
有关统计资料表明，我国最早建成的几座座长江大桥自建成以来都经历过重大的船撞桥事故，类似的事故在其他地方也有发生。随着我国经济不断发展，我国的桥梁数量迅猛的增加以及航道上通行的船舶的日益增加。船桥相撞事件所带来的经济损失以及人员伤亡的代价都是十分巨大的。船桥碰撞事故引起了国内工程学界的极大关注，相关学者对桥梁防撞技术和装置展开了大量研究。目前，国内主流的防撞装置大都是弹性变形防撞设施以及压坏变形防撞设施。其基本原理都是通过利用防撞装置与船体接触产生的弹性材料形变以及钢板等骨材的破坏等来吸收能量，从而起到缓冲的作用来保护桥梁。常用的是钢箱型防撞装置，该消能设施利用钢材塑性变形破损耗能，当船舶撞击钢套箱防撞装置时，防撞结构钢板发生大变形，吸收部分碰撞能量，并且延长了接触时间，使撞击力峰值得以降低，同时由于结构变形和相互作用，从而拨动船头方向，减少了船舶与结构间的能量交换。但是现有的防撞装置设计安装时需要根据桥墩自身的位置，外形形状，水流速度和水位变化等多重因素来进行。因此现阶段的桥梁防撞装置必须按照对应桥梁的具体条件定制，从而带来的一系列如造价高，保养费高，维修费用高的缺点，而且由于设计生产往往会耗费较多时间，更是无形之中增加了很多时间成本。普遍的桥梁防撞装置的造价都在几百万甚至千万的级别，然而往往如此高成本的装置在经受一次撞击之后就会收到不可恢复的破坏，如此一来，造成了极大的经济价值的损失。故找到一种新的结构形式的防撞装置是十分有必要的。由于存在上述缺陷和不足，本领域亟需做出进一步的完善和改进，设计一种桥墩防撞装置，使其能够经受多次碰撞，且能够有效地降低船只碰撞桥墩的冲击力，减少碰撞造成的损失，同时具有较低的更换成本。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种形状自适应的浮式桥墩防撞装置，其包括从内至外依次设置的耐磨板、防撞圈和多个独立的防撞单元，解决了现有技术中由于防撞装置需要根据桥梁的具体情况高度定制化生产，而带来的生产周期长、生产成本高的技术问题。本专利技术的形状自适应的浮式桥墩防撞装置不仅能够主动适应各类不同形状的桥梁，而且还能够根据不同的防撞要求实现标准化生产，从而具有施工周期短、建造以及维护成本低等一系列优点。为实现上述目的，按照本专利技术提供了一种形状自适应的浮式桥墩防撞装置，其特征在于，该装置包括从内至外依次设置的耐磨板、防撞圈和防撞单元，其中，所述耐磨板环绕在桥墩外围，所述耐磨板的外层包覆一层防撞圈，所述防撞圈外层被若干个相同的防撞单元包覆，每个所述防撞单元相互独立，通过夹扣将每个独立的防撞单元与所述防撞圈连接在一起，所述防撞单元内部填充有消能材料，且所述防撞单元使整个装置浮在水面上。进一步优选地，所述耐磨板为聚氨酯、玻璃泡沫、改性聚丙烯、PVC泡沫、PMI泡沫、泡沫铝、聚苯泡沫、聚酰亚胺泡沫中的一种或者几种制成。上述材料制备的耐磨板具有良好的耐磨性能，且质量较轻，能浮在水面上，对桥墩起到保护作用。优选地，所述防撞圈采用钢板制成。优选地，所述夹扣为L型，由高强度钢板制成。钢板具有较高的强度，不易变形，能够抵抗较大外力的冲击，因此，采用钢板制作防撞圈、高强度钢板制作夹扣，能够极大地防止因外力造成的损坏。优选地，所述夹扣的底部焊接在所述防撞圈上，与防撞圈外表面留有空隙用于放入防撞单元，所述夹扣的顶部设置有螺栓孔，用于在空隙间加入垫片后栓接固定。优选地，所述防撞单元是由板材围成的一个封闭的U型结构，在所述板材围成的封闭的空间内填充有消能材料。较多的比较试验表明，U型结构外部圆滑，在碰撞时能够减少对船只的损坏，而在中间填充的消能材料，能够在碰撞时能够吸收较多的能量，减少损害。优选地，所述板材为夹层结构，所述板材是在两层钢板之间注入橡胶材料复合而成。较多的比较试验表明，夹层结构的板材本身具有较大的强度，不易变形，即便发生变形时，也能由于其夹层结构和中间注入的橡胶，能够吸收更多的能力，起到更好的缓冲作用。优选地，所述消能材料为聚氨酯材料、玻璃泡沫、改性聚丙烯、PVC泡沫、PMI泡沫、泡沫铝、聚苯泡沫、聚酰亚胺泡沫中的一种或者几种。较多的比较试验表明，采用上述材料作为消能材料，增加了材料对于缓冲吸能的参与度，将刚性碰撞转换成了弹塑性碰撞，能够有效地吸收船只碰撞桥墩时的冲撞力，减少损害，大大提高了整个结构对于桥梁以及船舶的双向保护能力，同时由于其密度小，能够浮在水面起到保护桥墩的作用。总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下优点和有益效果：(1)本装置的防撞单元为独立的标准件，因此可以主动适应不同形状的桥梁设计，省去主动设计的过程，避免了复合材料浮式套箱针对每个桥墩需要重新制作模具的问题，成本低，安装时间短，安装过程简易，防腐蚀效果好，维护成本低。(2)每个防撞单元均是独立的，在发生碰撞之后，只需要换掉已被破坏的单元即可重应用，而不用像整体浮式套箱在碰撞后整体更换，大大的节约了经济成本。且装置本身结构合理简单，免维护，形状灵活多变，由于防撞单元的独立性，拥有类似于船舶多舱的稳定性以及抗沉性，破坏后的维护方便易行。而且还能够根据不同的防撞要求实现标准化生产，从而具有施工周期短，建造以及维护成本低等一系列优点。(3)本专利技术的装置的防撞单元采用U型结构，其外部圆滑，在碰撞时能够减少对船只的损坏，而在中间填充的消能材料，能够在碰撞时能够吸收较多的能量，减少损害。而夹层结构的板材本身具有较大的强度，不易变形，即便发生变形时，也能由于其夹层结构和中间注入的橡胶，能够吸收更多的能力，起到更好的缓冲作用。(4)本专利技术的防撞装置在结构中运用了大量的聚氨酯等轻质材料，由于材料本身的优异特性，减轻了整个结构的质量，加大了整个结构的面内弯矩，在保证了整个结构的强度标准的前提下，在发生碰撞时，增加了材料对于缓冲吸能的参与度，将刚性碰撞转换成了弹塑性碰撞，大大提高了整个结构对于桥梁以及船舶的双向保护能力。(5)本专利技术的装置具有结构简单、容易制备、成本低廉等优点，能够适应不同形状的桥墩，且替换时仅需替换损坏的单元，大大降低了成本，适合大规模推广使用。附图说明图1是专利技术的形状自适应的浮式桥墩防撞装置的结构图；图2是图1的A-A界面剖视图；图3(a)和图3(b)是两种形状的桥墩的安装图；在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：1-耐磨板，2-防撞圈，3-夹扣，4-防撞单元，5-桥墩。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。图1是专利技术的形状自适应的浮式桥墩防撞装置的结构图，如图所示，该装置包括从内至外依次设置的耐磨板1、防撞圈2和防撞单元4，其中，所述耐磨板1环绕在桥墩5外围，所述耐磨板1的外层包覆一层防撞圈2，所述防撞圈2外层被若干个相同的防撞单元4包覆，每个所述防本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种形状自适应的浮式桥墩防撞装置，其特征在于，该装置包括从内至外依次设置的耐磨板(1)、防撞圈(2)和防撞单元(4)，其中，所述耐磨板(1)环绕在桥墩(5)外围，所述耐磨板(1)的外层包覆一层防撞圈(2)，所述防撞圈(2)外层被若干个相同的防撞单元(4)包覆，每个所述防撞单元(4)相互独立，通过夹扣(3)将每个独立的防撞单元(4)与所述防撞圈(2)连接在一起，所述防撞单元(4)内部填充有消能材料，整个装置浮在水面上。

【技术特征摘要】
1.一种形状自适应的浮式桥墩防撞装置，其特征在于，该装置包括从内至外依次设置的耐磨板(1)、防撞圈(2)和防撞单元(4)，其中，所述耐磨板(1)环绕在桥墩(5)外围，所述耐磨板(1)的外层包覆一层防撞圈(2)，所述防撞圈(2)外层被若干个相同的防撞单元(4)包覆，每个所述防撞单元(4)相互独立，通过夹扣(3)将每个独立的防撞单元(4)与所述防撞圈(2)连接在一起，所述防撞单元(4)内部填充有消能材料，整个装置浮在水面上。2.如权利要求1所述的防撞装置，其特征在于，所述耐磨板(1)为聚氨酯、玻璃泡沫、改性聚丙烯、PVC泡沫、PMI泡沫、泡沫铝、聚苯泡沫、聚酰亚胺泡沫中的一种或者几种制成。3.如权利要求1或2所述的防撞装置，其特征在于，所述防撞圈(2)采用钢板制成。4.如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：许明财，汪衡，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42