本发明专利技术公开了一种涉水桥墩抗漂浮物冲撞的易更换组合式消能装置，包括多个消能块，所述消能块的水平截面为扇环形，多个消能块拼接为套设于待保护的涉水桥墩外的环形结构；其中，每个消能块包括从凸面至凹面依次设置的橡胶混凝土刚性抗冲击力层、泡沫铝耗能层和橡胶耗能层，以及包覆于所述橡胶混凝土刚性抗冲击力层、泡沫铝耗能层和橡胶耗能层外使三层一体化的软钢板；每个消能块两侧端面均设置有连接件，以使相邻两消能块在侧端面处可拆卸连接。本发明专利技术能够有效减少桥墩由于漂浮物冲撞而产生损害，并且可实现消能块更换且更换方便，节省维养资金投入。省维养资金投入。省维养资金投入。
【技术实现步骤摘要】
涉水桥墩抗漂浮物冲撞的易更换组合式消能装置
[0001]本专利技术涉及桥梁工程领域。更具体地说，本专利技术涉及一种涉水桥墩抗漂浮物冲撞的易更换组合式消能装置。
技术介绍
[0002]桥梁工程作为交通网络系统的重要枢纽，对区域经济发展和对外交流有着至关重要的意义。鉴于桥梁所处区域的工程地质水文、气候条件影响，以及其交通能力和功能定位等方面差异，桥梁所面临的灾害和突发安全问题不同。对于山区涉水桥梁，在汛期洪水冲刷下，附近山体石头、树木等漂浮物随洪水撞击桥墩，可造成桥墩偏位、下部冲撞破坏，甚至桥墩断裂或倒塌。桥墩最为桥梁工程的主要承重结构，在漂浮物冲撞荷载作用下，桥墩损伤失效可严重影响桥梁的交通能力和整体安全，将产生严重后果。为了降低由冲撞荷载造成桥墩损伤，减少由此引起的损失，对山区涉水桥梁(非通航桥梁)，尤其经常发生山体滑坡、泥石流的桥址区，安装桥墩防冲撞装置是非常有必要的。
技术实现思路
[0003]本专利技术的目的是提供一种涉水桥墩抗漂浮物冲撞的易更换组合式消能装置，能够有效减少桥墩由于漂浮物冲撞而产生损害。
[0004]为了实现根据本专利技术的这些目的和其它优点，提供了一种涉水桥墩抗漂浮物冲撞的易更换组合式消能装置，包括多个消能块，所述消能块的水平截面为扇环形，多个消能块拼接为套设于待保护的涉水桥墩外的环形结构；
[0005]其中，每个消能块包括从凸面至凹面依次设置的橡胶混凝土刚性抗冲击力层、泡沫铝耗能层和橡胶耗能层，以及包覆于所述橡胶混凝土刚性抗冲击力层、泡沫铝耗能层和橡胶耗能层外使三层一体化的软钢板；
[0006]每个消能块两侧端面均设置有连接件，以使相邻两消能块在侧端面处可拆卸连接。
[0007]优选的是，所述橡胶混凝土刚性抗冲击力层从凸面至凹面依次包括第一碳纤维复合材料板、纤维复合材料蜂窝板和第二碳纤维复合材料板，第一碳纤维复合材料板和第二碳纤维复合材料板相对的板面上均设置有限位栓钉，所述纤维复合材料蜂窝板通过限位栓钉与第一碳纤维复合材料板和第二碳纤维复合材料板连接，所述纤维复合材料蜂窝板还中灌注有橡胶混凝土。
[0008]优选的是，所述泡沫铝耗能层从凸面至凹面依次包括第一基底层和闭孔泡沫铝板材，所述第一基底层和闭孔泡沫铝板材通过环氧树脂粘接。
[0009]优选的是，所述橡胶耗能层从凸面至凹面依次包括第二基底层和橡胶垫，所述第二基底层和橡胶垫通过环氧树脂粘接。
[0010]优选的是，所述第一基底层的材料为碳纤维复合材料板。
[0011]优选的是，所述第二基底层的材料为碳纤维复合材料板。
[0012]优选的是，所述连接件为设置于所述消能块侧端面的钢环，所述钢环内孔孔轴竖直设置，多个消能块拼接时，相邻两消能块相对的侧端面上的钢环位置上下错开且同轴，一插销同时穿过相邻两消能块相对的侧端面上的钢环内孔，以使相邻两消能块可拆卸连接，所述插销顶端设置有销帽，所述销帽直径大于所述钢环内孔孔径。
[0013]优选的是，每一消能块的凸面下端水平设置有扇环形的墩柱承台连接板，所述墩柱承台连接板上开设有螺栓孔，以用于与待保护的涉水桥墩墩柱承台连接，所述螺栓孔为圆端型，以适应多个消能块拼接后相邻两消能块的相对转动。
[0014]本专利技术至少包括以下有益效果：本专利技术所述易更换组合式消能装置与涉水桥墩分离式设计，使用时再安装于桥墩外围，因此不改变桥梁其他方面的御灾能力，又能抵抗外来冲击力破坏。上述易更换组合式消能装置中，橡胶混凝土刚性抗冲击力层可用来抵抗漂浮物对桥墩的冲撞力，泡沫铝耗能层用来消耗漂浮物碰撞能量，削弱向内传递的撞击力，橡胶耗能层用超弹性材料来消耗碰撞能量，并可将部分变形恢复。另外，相邻两消能块可相对转动且可拆卸的连接方式，能适应冲击力和变形的不协调性，且当部分消能块被破坏时，拆装更换方便，节约了维护资金投入。
[0015]本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
[0016]图1为本专利技术实施例所述易更换组合式消能装置的俯视结构示意图；
[0017]图2为本专利技术实施例所述易更换组合式消能装置套设于涉水桥墩上的一种侧视结构示意图；
[0018]图3为本专利技术实施例所述易更换组合式消能装置套设于涉水桥墩上的另一种侧视结构示意图；
[0019]图4为本专利技术实施例所述消能块的内部结构示意图。
具体实施方式
[0020]下面结合附图对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
[0021]需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得；在本专利技术的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0022]如图1～4所示，本专利技术提供一种涉水桥墩抗漂浮物冲撞的易更换组合式消能装置，包括多个消能块100，所述消能块100的水平截面为扇环形，多个消能块100拼接为套设于待保护的涉水桥墩500外的环形结构；
[0023]其中，每个消能块100包括从凸面至凹面依次设置的橡胶混凝土刚性抗冲击力层101、泡沫铝耗能层102和橡胶耗能层103，以及包覆于所述橡胶混凝土刚性抗冲击力层101、
泡沫铝耗能层102和橡胶耗能层103外使三层一体化的软钢板；
[0024]每个消能块100两侧端面均设置有连接件200，以使相邻两消能块100在侧端面处可拆卸连接。
[0025]上述实施例中，所述易更换组合式消能装置与涉水桥墩500分离式设计，使用时再安装于桥墩外围，因此不改变桥梁其他方面的御灾能力，又能抵抗外来冲击力破坏。在所述上述易更换组合式消能装置中，橡胶混凝土刚性抗冲击力层101可用来抵抗漂浮物对桥墩的冲撞力，泡沫铝耗能层102用来消耗漂浮物碰撞能量，削弱向内传递的撞击力，橡胶耗能层103用超弹性材料来消耗碰撞能量，并可将部分变形恢复。另外，相邻两消能块100可相对转动且可拆卸的连接方式，能适应冲击力和变形的不协调性，且当部分消能块100被破坏时，拆装更换方便，节约了维护资金投入。
[0026]在上述实施例的一个优选的实施方式中，所述橡胶混凝土刚性抗冲击力层101从凸面至凹面依次包括第一碳纤维复合材料板1011、纤维复合材料蜂窝板1012和第二碳纤维复合材料板1013，第一碳纤维复合材料板1011和第二碳纤维复合材料板1013相对的板面上均设置有限位栓钉，所述纤维复合材料蜂窝板1012通过限位栓钉与第一碳纤维复合材料板1011和第二碳纤维复合材料板1013连接，所述纤维复合材料蜂窝板1012还中灌注有橡胶混凝土。
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种涉水桥墩抗漂浮物冲撞的易更换组合式消能装置，其特征在于，包括多个消能块，所述消能块的水平截面为扇环形，多个消能块拼接为套设于待保护的涉水桥墩外的环形结构；其中，每个消能块包括从凸面至凹面依次设置的橡胶混凝土刚性抗冲击力层、泡沫铝耗能层和橡胶耗能层，以及包覆于所述橡胶混凝土刚性抗冲击力层、泡沫铝耗能层和橡胶耗能层外使三层一体化的软钢板；每个消能块两侧端面均设置有连接件，以使相邻两消能块在侧端面处可拆卸连接。2.如权利要求1所述的易更换组合式消能装置，其特征在于，所述橡胶混凝土刚性抗冲击力层从凸面至凹面依次包括第一碳纤维复合材料板、纤维复合材料蜂窝板和第二碳纤维复合材料板，第一碳纤维复合材料板和第二碳纤维复合材料板相对的板面上均设置有限位栓钉，所述纤维复合材料蜂窝板通过限位栓钉与第一碳纤维复合材料板和第二碳纤维复合材料板连接，所述纤维复合材料蜂窝板还中灌注有橡胶混凝土。3.如权利要求1所述的易更换组合式消能装置，其特征在于，所述泡沫铝耗能层从凸面至凹面依次包括第一基底层和闭孔泡沫铝板材，所述第一基底层和闭孔泡沫铝板材通过环氧树...
【专利技术属性】
技术研发人员：董振华，郝朝伟，李鹏飞，毛燕，魏思聪，
申请(专利权)人：交通运输部公路科学研究所，
类型：发明
国别省市：
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