一种钢箱-混凝土组合式防船撞装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种钢箱

【技术实现步骤摘要】
一种钢箱
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混凝土组合式防船撞装置


[0001]本技术涉及一种钢箱
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混凝土组合式防船撞装置，属于防船撞装置


技术介绍

[0002]在经济水平与科学技术快速发展的今天，交通枢纽网急速扩展，一些跨河、跨海桥梁随之被进一步建造起来以满足交通需要。与此同时，通航船舶与桥梁的碰撞矛盾呈现更为严峻的增加趋势。既有通航桥梁的防船撞在早期设计时也没有得到重视，随着碰撞防护需求的提升，如今需要大量的能够有效防护桥梁结构的防船撞结构。因此，在设计通航水域桥梁时，必须考虑船撞问题。否则，将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，仅从1960年至2007年，世界上就有34座重要桥梁因船撞而倒塌，造成了346人死亡。在全世界范围内，桥梁防船撞能力的提升仍是一个亟待解决的问题。
[0003]目前，在桥梁防船撞领域内，存在各类防撞结构与防护方案。如：桩承式防撞结构、木结构护舷、橡胶护舷、FRP材料护舷、钢结构护舷等。对标其他类别护舷结构，钢结构护舷具有较高的强度、延性等优异的耗能特点，以及具有良好的经济性与施工简便的特点。钢结构护舷近年来在我国深水桥梁的防船撞中得到广泛的运用，如近年修建的苏通大桥、金塘大桥和上海长江大桥等都有所运用。
[0004]通常而言的钢结构护舷是由钢材形成外部箱体，内部通过横、竖向加劲钢板对整体钢箱进行加劲。然而，这类传统的钢结构防撞措施在船舶撞击下存在易局部塌陷与刺穿、耗能形式不稳定、易腐蚀等不足。专利技术人的在先专利申请(公开号为CN112030719A)公开了一种节段拼装式防船撞装置单元及防船撞装置，具有安全性好、强度高、抗冲击性能优越等优点，可大大提高耗能内箱外侧的传力构件的强度，充分发挥传力夹层板的传力作用，避免传力夹层板在碰撞初期发生局部严重破坏，使得更多内部耗能构件参与耗能，极大提高了防船撞装置的耗能效率。但是其存在的问题是制备难度较大，制备成本较高。

技术实现思路

[0005]为了在控制成本条件下，改善传统钢结构护舷自身所具有的缺陷，本技术提供一种钢箱
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混凝土组合式防船撞装置，具体技术方案如下。
[0006]一种钢箱
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混凝土组合式防船撞装置，其特征在于，包括围成环状的若干个箱体结构，相邻两个箱体结构固定连接；所述箱体结构包括钢箱和固定设置于所述钢箱外侧面上的混凝土层；所述钢箱未设置混凝土层的表面设置有防水涂层；所述钢箱内设置有耗能结构。
[0007]采用上述的技术方案钢箱内耗能结构和钢箱外的混凝土层均有利于分散冲击力，防止钢箱出现局部塌陷、刺穿等破坏；同时设置与钢箱外部的混凝土层和防水涂层能够保证钢箱的防腐性能，提高使用寿命；在降低成本的基础上尽可能地改善了钢箱防撞性能和耐久性能。
[0008]上述防船撞装置通常用于桥墩的防撞，但是其适用于其他类别的用于保护桥梁防撞的结构设施中。例如，保护桥梁免受船撞的独立桩结构设置也可布置上述的防船撞装置，防船撞装置可以根据独立桩的布置形式、规模灵活布置。
[0009]进一步地，所述混凝土层为ECC层、HPC层或UHPC层。它们具有超高的强度、超高的耐久性、超强的抗冲击性能与延性，优选采用UHPC层，在降低防船撞装置重量的情况下，提升钢箱的防撞性能和防腐性能。优选地，所述UHPC层内设置有竖向钢筋和周向钢筋；所述钢箱上设置有与所述竖向钢筋和/或周向钢筋焊接固定的栓钉。这有利于提高UHPC层和钢箱的连接强度，防止UHPC层脱落。UHPC层(超高性能混凝土)作为钢箱的迎撞面传力板，相比于传统钢面板能够显著提升迎撞面的局部刚度，使钢箱在受船舶撞击时能够有更大区域的耗能元件参与耗能。UHPC层不仅能够提升钢箱的整体耗能性，亦能避免迎撞面的钢板在原干湿交界面易腐蚀的问题出现。
[0010]进一步地，所述耗能结构包括轻质耗能芯材和/或金属加强件，所述金属加强件为竖向延伸的六边形管、圆管或蜂窝状的金属构件。金属加强件具有大量镂空空间，镂空空间有利于降低整个防船撞装置的重量，同时为钢箱的缓冲变形提供了空间。耗能结构变形模式可控，耗能性能稳定，可有效地耗散船舶冲击能量。轻质耗能芯材具有固化后不开裂、回弹性好、耐低温、防水、耐腐蚀等性能；此外，轻质耗能芯材能够对箱内的金属加强件进行限位，约束其变形方向，实现与金属加强件协同受力参与耗能，进一步提升钢箱的整体耗能性。
[0011]进一步地，所述钢箱的内表面上设置有缓冲结构。在未发生碰撞时，缓冲结构可以防止钢箱的内壁(内表面)与桥墩等结构发生摩擦，发生碰撞时，缓冲结构也能够对冲击力进行一定程度的缓冲。
[0012]进一步地，所述钢箱仅外侧面设置有所述混凝土层，或者所述钢箱外侧面、内侧面和顶面设置有所述混凝土层。尤其是仅在外侧面(迎撞侧面)上设置混凝土层，减轻防撞装置自重的同时能够发挥钢箱的优异性能。
[0013]进一步地，所述防水涂层采用聚脲、聚氨酯、丙烯酸酯、环氧树脂或有机硅。防水涂层具有低弹模、防水、耐腐蚀、耐磨等优异的性能；其粘结力强，能够均匀涂刷于钢箱钢面板上。
[0014]进一步地，所述相邻两个箱体结构通过螺栓、钢拉杆、钢丝绳或钢绞线进行固定连接。
[0015]进一步地，所述钢箱采用不锈钢或耐候钢制成。钢箱具有高的强韧性、高耐久性等特征。
[0016]与现有技术相比，本技术的优点在于：
[0017](1)本技术采用的ECC层、HPC层或UHPC层具有高强度、高韧性和优异的抗冲击性能等优点，避免了传统钢面板在受到撞击时的钢板局部塌陷、刺穿等缺陷，使钢箱内更多的耗能结构能够参与耗能，进一步提升了耗能效率。
[0018](2)本技术采用的ECC层、HPC层或UHPC层具有优异的耐久性，能够使原迎撞侧钢面板的干湿交界面的腐蚀性问题得到解决；钢箱的其他侧面上使用涂刷高分子防水涂料能够进一步使钢箱免受腐蚀。
[0019](3)本技术采用的超高性能混凝土层，解决了传统钢箱面板与船舶碰撞接触
的钢
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钢接触方式，避免了易燃货物在碰撞中产生的爆炸风险。
[0020](4)本技术采用的仅在迎撞侧设置混凝土层的方式，能够进一步减轻钢箱的自重，更便于施工，提升钢箱在水中的上浮高度。
附图说明
[0021]图1为本技术实施例1的钢箱
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混凝土组合式防船撞装置的结构示意图(平面图)；
[0022]图2为本技术实施例1的钢箱
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混凝土组合式防船撞装置的结构示意图(竖向断面图，省略了部分剖面线)；
[0023]图3为本技术实施例2的钢箱
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混凝土组合式防船撞装置的结构示意图(平面图)；
[0024]图4为本技术实施例2的钢箱
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混凝土组合式防船撞装置的结构示意图(竖向断面图，省略了部分剖面线)；
[0025]图5为本技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钢箱
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混凝土组合式防船撞装置，其特征在于，包括围成环状的若干个箱体结构，相邻两个箱体结构固定连接；所述箱体结构包括钢箱(2)和固定设置于所述钢箱(2)外侧面上的混凝土层(1)；所述钢箱(2)未设置混凝土层(1)的表面设置有防水涂层(7)；所述钢箱(2)内设置有耗能结构。2.根据权利要求1所述的一种钢箱
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混凝土组合式防船撞装置，其特征在于，所述混凝土层(1)为ECC层、HPC层或UHPC层。3.根据权利要求2所述的一种钢箱
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混凝土组合式防船撞装置，其特征在于，所述混凝土层(1)采用UHPC层，所述UHPC层内设置有竖向钢筋和周向钢筋(8)；所述钢箱(2)上设置有与所述竖向钢筋和/或周向钢筋(8)焊接固定的栓钉。4.根据权利要求1所述的一种钢箱
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混凝土组合式防船撞装置，其特征在于，所述耗能结构包括轻质耗能芯材(6)和/或金属加强件，所述金属加强件为竖向延伸的六边形管、圆管(5)或蜂窝状的金属构件。5.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：樊伟，谢瑞洪，孙文彪，邵旭东，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：新型
国别省市：