一种易恢复型防车撞装置及防车撞桥梁制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种易恢复型防车撞装置，包括相互独立的UHPC外面板和UHPC内面板，所述UHPC外面板和UHPC内面板的相邻端部通过柔性连接件连接，所述UHPC外面板和UHPC内面板形成的夹层结构中填充有吸能组件。本实用新型专利技术还提供一种防车撞桥梁，所述防车撞桥梁的桥墩处安装有上述的易恢复型防车撞装置，所述防车撞装置可活动设于地面上。本实用新型专利技术中，UHPC外面板和UHPC内面板没有封闭连接，相互独立，整个面板结构属于开口形式，二者受力变形时不会相互影响，实现了UHPC板的可重复利用，耐久性好，后期维修更换成本低。

A kind of easy recovery anti vehicle collision device and anti vehicle collision Bridge

【技术实现步骤摘要】
一种易恢复型防车撞装置及防车撞桥梁
本技术属于桥梁附属设备领域，尤其涉及一种桥梁的防车撞装置及防车撞桥梁。
技术介绍
在设计跨线桥梁时，必须考虑车撞问题。车撞桥梁后可能导致桥梁结构发生破坏甚至倒塌，造成巨大的经济损失、人员伤亡以及非常负面的社会影响。据统计，1951年至2000年美国桥梁事故中，碰撞是桥梁失效的三大原因之一。近年来国内也接连发生多起车辆撞击桥梁的事故。众多的车撞桥梁事故说明，在全世界范围内，桥梁防车撞能力的提升是一个亟待解决的问题。目前，提升桥梁防车撞能力的研究一般从以下两个方面入手：（1）从外部防护方面，可为桥墩设置防撞护栏、增加附加防撞装置等，设置防撞护栏在条件允许的情况下一般都是必要的。（2）从加强桥墩自身结构抗冲击性能的思路来进行研究。例如，有学者提出利用钢/玻璃钢（纤维增强塑料）护套加强易受冲击作用影响的桥墩以及FRP护套方案等。在实际桥梁事故中发现，虽已设置了防撞护栏，桥墩依旧被卡车撞断，说明目前大多数防撞护栏的防撞性能设计达不到保护桥梁的能力要求。增加附加防撞装置的方法有很多，这些装置一般都是由复合材料构成（泡沫铝、纤维材料等），目前在应用上尚不成熟，存在占空间大、经济性低、耐久性差等不足。而利用护套加强桥墩抗冲击性能的方法，也因护套材料的缺陷性而限制了其在工程实践中的应用。此外，研究发现，防撞护栏或防撞装置一经撞击便不能再继续使用，成本高昂。因此，提出一种新型的可重复利用的防车撞装置是一个新的突破口。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是克服以上
技术介绍
中提到的不足和缺陷，提供一种构造简单、耐久性能好、可重复利用的易恢复型防车撞装置及防车撞桥梁。为解决上述技术问题，本技术提出的技术方案为：一种易恢复型防车撞装置，包括相互独立的UHPC外面板和UHPC内面板，所述UHPC外面板和UHPC内面板的相邻端部通过柔性连接件连接（即相当于内外面板的端部为开口形式，且UHPC外面板和UHPC内面板为未闭合结构），所述UHPC外面板和UHPC内面板形成的夹层结构中填充有吸能组件。本技术中，柔性连接件为受力易损坏的构件，仅起连接作用而不能承受较大的撞击力。上述易恢复型防车撞装置中，优选的，所述吸能组件包括轴向管类耗能材料和轻质耗能材料填充物，所述轴向管类耗能材料内置于轻质耗能材料填充物中。轴向管类耗能材料为不同构造的薄壁金属管，一般地，其变形模式和耗能能力能被有效地控制和预计，吸能能力强，耗能性能稳定，可以有效耗散冲击能量，撞击力传递方向明确。采用的轻质耗能材料填充物具有轻质隔热、安全隔震、回弹性好、舒适耐用、耐低温等优良特性，具有防水功能，能防震抗压，固化后不开裂，不腐化，不脱落，耐腐蚀性能好，还能起到约束轴向管类耗能材料变形方向的作用。利用其二者共同作用，整个装置的抗冲击能力很强，防车撞装置受到冲击时，传力模式明确，结构稳定性更高。并且，本技术中，利用端部为开口形式的UHPC外面板和UHPC内面板，内外面板对填充于其内的吸附组件的影响更小，更加有利于轴向管类耗能材料和轻质耗能材料填充物耗能作用的发挥，内外面板的结构形式与吸能组件相互配合、相互协同作用，整个防车撞装置的防撞性能更加优异。上述易恢复型防车撞装置中，优选的，所述轴向管类耗能材料包括波纹钢管及有缺陷的薄壁圆管，所述轻质耗能材料填充物包括PU聚氨酯泡沫及泡沫混凝土。上述易恢复型防车撞装置中，优选的，所述轴向管类耗能材料的两端分别与UHPC外面板和UHPC内面板接触但不固接，且所述轴向管类耗能材料的两端分别垂直于所述UHPC外面板和UHPC内面板。上述设置方式利于撞击力的传递，并且便于后续UHPC外面板和UHPC内面板的重复利用，无需增加拆装工序。上述易恢复型防车撞装置中，优选的，所述UHPC内面板远离吸能组件的一侧设有缓冲组件。更优选的，所述缓冲组件包括D型橡胶，所述D型橡胶横向并排设有多条。缓冲组件的存在，使得UHPC内面板与桥墩接触初次接触时，可起到缓冲作用，降低初始冲击力。上述易恢复型防车撞装置中，优选的，所述UHPC外面板和UHPC内面板中均设置有钢筋网。UHPC材料抗压强度可达150-300MPa，在其内布设钢筋网，其抗压强度更可成倍增长，因此UHPC面板具有极高的承载力，可保证整体结构的高强度和刚度。上述易恢复型防车撞装置中，优选的，所述UHPC外面板的端部和所述UHPC内面板的端部均呈“L”形构造，且相邻“L”形构造的短边相互配合以用于卡设所述柔性连接件。柔性连接件卡设于相邻“L”形构造的短边处，UHPC外面板和UHPC内面板结构上可以形成一个整体，但受力变形时相互之间不会影响。上述易恢复型防车撞装置中，优选的，所述柔性连接件包括连接木板或连接木条。用连接木板或连接木条作为挡板使UHPC外面板和UHPC内面板结构上形成一个整体，当装置受到撞击时，连接木板或连接木条破坏，UHPC外面板和UHPC内面板二者变形不会相互影响，面板易于恢复，保证UHPC外面板和UHPC内面板的可重复使用。作为一个总的技术构思，本技术还提供一种防车撞桥梁，所述防车撞桥梁的桥墩处安装有上述的易恢复型防车撞装置，所述防车撞装置可活动设于地面上。比如，可以采用以下设置方式，防车撞装置半围绕所述桥墩，保持D型橡胶靠近桥墩，且半围绕的一侧朝向车撞方向。本技术中的UHPC外面板和UHPC内面板可在工厂预制成型，吊装到工程现场进行组装固定，UHPC外面板和UHPC内面板的形状不受限制（如截面为半圆形、五边形、半圆矩形等均可），配合使用的内外面板形状相配合即可。再将轻质耗能材料填充物按预先设计的形状定型，预留轴向管类耗能材料的孔洞，把轴向管类耗能材料放置在填充物预留的孔洞内（此预留孔洞在轴向管类耗能材料变形时还可以起到导向的作用），在现场将面板及填充物等进行组装。在后续使用中，遇撞击导致防撞装置产生变形，若面板没有损坏，只需将轴向管类耗能材料和内填充物更换后重新填充即可，维修也很方便，维修成本也低。本技术中的防车撞装置将UHPC外面板和UHPC内面板分开，通过柔性连接件（如木板）在端部将轴向管类耗能材料和轻质耗能材料填充物包裹在内外面板中形成整体。当装置受到撞击时，柔性连接件会发生破坏断裂，此时UHPC外面板和UHPC内面板便会分开，变形不会相互影响，内外面板形状、性能容易恢复，能最大程度地保证UHPC外面板和UHPC内面板的可重复使用。相比于UHPC外面板和UHPC内面板封闭固定的防车撞装置，内外面板封闭的防车撞装置的结构整体性能更好（一般均采用此种形式），但是，受撞击变形过程时，内外面板之间的填充物逐渐挤压的过程中，因内外面板固定，受内部填充物和二者的互相影响，内外面板将逐渐发生变形，结构的局部将产生较大的弯曲变形，不利于后期重复使用。本技术中利用UHPC外面板和UHPC内面板之间的开口形式构造，并用利用其二者独特的力学性能，可以满足受力需求的同时还可以实现面板的重复利用。通过对该防车撞装置进行有限元仿真计算得到：本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种易恢复型防车撞装置，其特征在于，包括相互独立的UHPC外面板（1）和UHPC内面板（2），所述UHPC外面板（1）和UHPC内面板（2）的相邻端部通过柔性连接件（3）连接，所述UHPC外面板（1）和UHPC内面板（2）形成的夹层结构中填充有吸能组件（4）。/n

【技术特征摘要】
1.一种易恢复型防车撞装置，其特征在于，包括相互独立的UHPC外面板（1）和UHPC内面板（2），所述UHPC外面板（1）和UHPC内面板（2）的相邻端部通过柔性连接件（3）连接，所述UHPC外面板（1）和UHPC内面板（2）形成的夹层结构中填充有吸能组件（4）。


2.根据权利要求1所述的易恢复型防车撞装置，其特征在于，所述吸能组件（4）包括轴向管类耗能材料（41）和轻质耗能材料填充物（42），所述轴向管类耗能材料（41）内置于轻质耗能材料填充物（42）中。


3.根据权利要求2所述的易恢复型防车撞装置，其特征在于，所述轴向管类耗能材料（41）的两端分别与UHPC外面板（1）和UHPC内面板（2）接触但不固接，且所述轴向管类耗能材料（41）的两端分别垂直于所述UHPC外面板（1）和UHPC内面板（2）。


4.根据权利要求2所述的易恢复型防车撞装置，其特征在于，所述轴向管类耗能材料（41）包括波纹钢管及有缺陷的薄壁圆管，所述轻质耗能材料填充物（42）包括PU聚氨酯泡沫及泡沫混凝土。


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【专利技术属性】
技术研发人员：樊伟，毛薇，张志勇，邵旭东，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：新型
国别省市：湖南;43