專利名稱：橋梁承臺防撞緩沖袋的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種橋梁承臺防撞用品，尤其是一種采用綠色回收材料為主體制造的橋梁承臺防撞用品，具體地說是一種可串接后安裝在橋梁承臺四周的橋梁承臺防撞緩 沖袋。
背景技術(shù)：
眾所周知，橋梁的承臺在結(jié)構(gòu)設(shè)計時一般已能滿足防撞要求，但在較低通航水位 時，為了保護(hù)船舶尤其是其水下的球首部分在與承臺碰撞時，由于鋼板與混凝土承臺屬于 “硬碰硬”，船舶易嚴(yán)重受損。目前多采用在承臺周圍套上鋼結(jié)構(gòu)套箱，如杭州灣大橋，當(dāng)船 舶撞擊鋼套箱防撞裝置時，防撞結(jié)構(gòu)外層結(jié)構(gòu)鋼板發(fā)生大的變形，吸收了部分碰撞能量，但 鋼套箱造價較高；且鋼套箱通常承受單次撞擊，撞損后維修較困難；同時碰撞時船體易受 損傷；另外鋼材常年在水中易銹蝕，維護(hù)費用較高。據(jù)申請人所知，目前尚無一種適用于較低水位通航時對橋梁承臺進(jìn)行有效防護(hù)的 造價低廉、彈性和耗能能力較好的防撞緩沖用品可供采用。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是針對現(xiàn)有的橋梁承臺防撞裝置結(jié)構(gòu)復(fù)合，成本高，不能有效 保護(hù)船舶的問題，設(shè)計一種彈性和耗能能力較好的橋梁承臺防撞緩沖袋，將本實用新型的 防撞緩沖袋串接后圍裝在橋梁承臺四周即可實現(xiàn)有效的防護(hù)作用，即可保護(hù)承臺不受損 傷，又能有效地保護(hù)船舶不會受損。本實用新型的技術(shù)方案是—種橋梁承臺防撞緩沖袋，其特征是它包括圓管軸6、汽車外輪胎3和帆布袋4，所 述的圓管軸6由復(fù)合材料圓管1和填充材料2構(gòu)成，汽車外輪胎3依次套裝疊壓在圓管軸 6上，每個汽車外輪胎3的內(nèi)部填裝有彈性材料填充料，圓管軸6和汽車外輪胎3均套裝在 帆布袋4中。所述的復(fù)合材料圓管1為樹脂基纖維復(fù)合材料圓管，它由玻璃纖維浸過樹脂后纏 繞而成，且纏繞角度可變。所述的復(fù)合材料圓管1為拉擠或手糊形成的圓管，所采用的基材為碳纖維、玄武 巖纖維或芳綸纖維，所采用的樹脂為不飽和聚酯、乙烯基樹脂、環(huán)氧樹脂或無機樹脂。所述的填充材料2為豎向布置的毛竹、聚氨酯泡沫材料、泡沫鋁或橡膠粒。所述的汽車外輪胎3為廢修汽車輪胎、新汽車輪胎或類似的橡膠制品。所述的彈性材料為環(huán)繞在輪胎內(nèi)部的細(xì)毛竹、廢舊橡膠?；蚓郯滨椥泽w。所述的帆布袋4為包裹在汽車外輪胎3的表面的圓柱形PVC帆布袋、PVDF帆布袋、 Teflon帆布袋。[0014]本實用新型的有益效果1)本實用新型的復(fù)合材料+汽車輪胎緩沖袋與船舶碰撞時吸能效果好，可有效減 輕混凝土承臺所受到的局部損傷。2)本實用新型的復(fù)合材料+汽車輪胎緩沖袋的中間復(fù)合材料軸的制備原材料為 玻璃纖維/乙烯基樹脂，該材料耐腐蝕性能優(yōu)越；而廢舊汽車輪胎的外套為的PVC、PVDF或 Teflon帆布袋，耐腐蝕性能好，使用年限長。3)本實用新型的復(fù)合材料+汽車輪胎緩沖袋重量輕，容易安裝，施工方便。4)若部分緩沖袋遭受船舶撞擊損壞后，可方便更換，經(jīng)濟(jì)性明顯。5)用本實用新型的防撞袋組成的防撞設(shè)施制造成本適中，防撞功能可靠、完善，使 用壽命長，便于維護(hù)和修理。6)本實用新型的防撞袋彈性好，使用時可轉(zhuǎn)動且可全部采用綠色回收材料制造， 它可廣泛適用于各類橋梁的承臺以及碼頭、水上(海洋)建筑減輕船舶(浮冰)撞擊災(zāi)害 領(lǐng)域。當(dāng)船舶撞擊發(fā)生后，首先接觸圍繞承臺四周的復(fù)合材料+汽車輪胎緩沖袋，該緩沖袋 為圓柱體，具有一定的轉(zhuǎn)動能力，能夠撥離船舶行駛方向。同時該緩沖袋為彈性結(jié)構(gòu)，可有 效延長撞擊時間，削減部分撞擊力，保護(hù)混凝土橋墩承臺不發(fā)生局部損傷，并可有效保護(hù)船 舶。

圖1是本實用新型的立體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖1的徑向斷面結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本實用新型在橋梁承臺上的安裝位置示意圖。圖4是圖3的俯視圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進(jìn)一步的說明。如圖1所示?！N橋梁承臺防撞緩沖袋，其整體呈圓柱狀，由纖維復(fù)合材料圓管1、圓管內(nèi)的填 充材料2、疊合放置的廢舊汽車輪胎3和圓柱形帆布袋4構(gòu)成，如圖1。纖維復(fù)合材料圓管1 一般為采用玻璃纖維纏繞成型的復(fù)合材料圓管，并在空心圓管中間填充豎向布置的毛竹作 為填充材料2，如圖2，具體實施時也可采用聚氨酯等泡沫材料、泡沫鋁、回收的橡膠粒等作 為填充材料2。復(fù)合材料圓管1和填充材料2構(gòu)成圓管軸6，然后該圓管軸6為軸，依次疊 合套上廢舊汽車外輪胎3 (也可為新的汽車輪胎或類似形狀的橡膠制品)，在每個輪胎的空 心內(nèi)部可環(huán)繞彈性較好的細(xì)毛竹作為彈性材料填充料，以形成具有較大緩沖能力的圓柱形 彈性輪胎柱。最后為了滿足圓柱形輪胎柱的防腐需要，可在圓柱形輪胎柱的外側(cè)套上圓柱 形帆布袋4，形成廢舊汽車輪胎防撞緩沖袋7 (圖1)。當(dāng)橋梁的橋墩承臺8施工完成之后， 可將緩沖袋7通過鋼絞線5間隔捆綁固定在承臺8四周(圖3、4)。當(dāng)船舶撞擊發(fā)生后，首 先接觸圍繞承臺8四周的復(fù)合材料+汽車輪胎緩沖袋，該緩沖袋7為圓柱體，具有一定的轉(zhuǎn) 動能力，能夠略微撥離船舶行駛方向。同時該緩沖袋7為彈性結(jié)構(gòu)，可有效延長撞擊時間， 削減部分撞擊力，保護(hù)混凝土橋墩承臺不發(fā)生局部損傷，并可有效保護(hù)船舶。而復(fù)合材料圓
4管內(nèi)部填充的毛竹具有天然的竹節(jié)，具有較高的抗剪強度，當(dāng)船舶撞擊力較大時，船舶壓扁 輪胎后，復(fù)合材料圓管發(fā)生彈性壓縮變形，毛竹破碎耗能。當(dāng)與船舶直接接觸的部分緩沖柱 撞壞之后，船舶才能接觸到混凝土承臺，因此復(fù)合材料緩沖袋能有效減小承臺結(jié)構(gòu)的局部 損壞，也可作為橋墩、碼頭以及海洋采油平臺等建筑的防船撞、防冰撞設(shè)施。具體實施時纖維復(fù)合材料圓管1可由玻璃纖維浸過樹脂后在大型纏繞設(shè)備上纏 繞而成，纏繞角度可變，最佳纏繞角度為60度；圓管的直徑、壁厚、長度可根據(jù)承臺的規(guī)模、 通航水位和通航船型而定。復(fù)合材料圓管1也可采用拉擠工藝、或者手糊工藝制備，在原材 料方面特殊領(lǐng)域也可采用碳纖維、玄武巖纖維、芳綸纖維。樹脂采用不飽和聚酯、乙烯基樹 脂、環(huán)氧樹脂、無機樹脂。填充材料2為在圓管內(nèi)豎向布置的毛竹，也可填充聚氨酯等泡沫 材料、泡沫鋁、回收的橡膠粒等。汽車外輪胎3作為緩沖袋的主要緩沖裝置，優(yōu)選為物美價 廉、彈性較好的廢舊汽車輪胎，也可在每個輪胎的空心內(nèi)部環(huán)繞彈性較好的細(xì)毛竹，或者在 輪胎的空心內(nèi)部填充回收的廢舊橡膠粒聚氨酯彈性體等。圓柱形帆布袋4用于盛裝廢舊汽 車輪胎3，可采用PVC帆布、PVDF帆布、Teflon帆布等。鋼絞線5用于將緩沖袋間隔捆綁固 定在承臺四周，并保證緩沖袋具備一定的轉(zhuǎn)動能力。以下是本實用新型防撞緩沖袋的幾個實例實例1。本實用新型的橋梁承臺防撞緩沖袋，纏繞成型的玻璃纖維/不飽和聚酯樹脂復(fù)合 材料圓管1的外徑為0. 6m、壁厚0. 02m、長5m，圓管內(nèi)緊密填滿豎向布置的毛竹2，以復(fù)合材 料圓管為軸，依次疊合套上橡膠輪胎，輪胎內(nèi)部無填充，形成5m高的輪胎緩沖柱，在輪胎柱 外圍套上Teflon帆布，構(gòu)成緩沖袋，用鋼絞線將緩沖袋間隔固定在橋墩承臺的四周。實例2。本實用新型的橋梁承臺防撞緩沖袋，拉擠成型的玄武巖纖維/乙烯基樹脂復(fù)合材 料圓管1的外徑為0. 5m、壁厚0. 01m、長6m，圓管內(nèi)填滿聚氨酯泡沫2，以復(fù)合材料圓管為 軸，依次疊合套上橡膠輪胎，輪胎內(nèi)部填充環(huán)向彎曲的細(xì)水竹，形成6m高的輪胎緩沖柱，在 輪胎柱外圍套上PVC帆布，構(gòu)成緩沖袋，用鋼絞線將緩沖袋固定在靠岸碼頭的岸邊。實例3。本實用新型的橋梁承臺防撞緩沖袋，纏繞成型的碳纖維/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料圓管 1的外徑為0. 3m、壁厚0. 005m、長3m，圓管內(nèi)填滿泡沫鋁2，以復(fù)合材料圓管為軸，依次疊 合套上橡膠輪胎，輪胎內(nèi)部填充聚氨酯泡沫，形成3m高的輪胎緩沖柱，在輪胎柱外圍套上 PVDF帆布，構(gòu)成緩沖袋，用鋼絞線將緩沖袋固定在海洋采油平臺的四周。本實用新型的防撞緩沖袋的制造方法為a.制備一套圓柱形鋼模具，根據(jù)受力計算，確定好纏繞角、壁厚、長度、直徑等參數(shù) 之后，在鋼模具上采用纏繞工藝制備玻璃纖維/乙烯基樹脂復(fù)合材料圓管1 ；b.在復(fù)合材料圓管內(nèi)緊密填滿沿軸向布置的毛竹作為填充材料2 ；c.以復(fù)合材料圓管為軸，依次疊合套上橡膠輪胎，輪胎內(nèi)部填充環(huán)向彎曲的細(xì)水 竹，形成一定高度的輪胎緩沖柱；d.在輪胎柱外圍套上PVC、PVDF或Teflon帆布，構(gòu)成緩沖袋；e.將工廠里預(yù)制好的緩沖袋運至現(xiàn)場，用鋼絞線5將其間隔固定在橋墩承臺的四 周。如圖3、4所示。[0042] 本實用新型未涉及部分均與現(xiàn)有技術(shù)相同或可采用現(xiàn)有技術(shù)加以實現(xiàn)。
權(quán)利要求一種橋梁承臺防撞緩沖袋，其特征是它包括圓管軸(6)、汽車外輪胎(3)和帆布袋(4)，所述的圓管軸(6)由復(fù)合材料圓管(1)和填充材料(2)構(gòu)成，汽車外輪胎(3)依次套裝疊壓在圓管軸(6)上，每個汽車外輪胎(3)的內(nèi)部填裝有彈性材料填充料，圓管軸(6)和汽車外輪胎(3)均套裝在帆布袋(4)中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的橋梁承臺防撞緩沖袋，其特征在于所述的復(fù)合材料圓管(1) 為樹脂基纖維復(fù)合材料圓管，它由玻璃纖維浸過樹脂后纏繞而成，且纏繞角度可變。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的橋梁承臺防撞緩沖袋，其特征在于所述的復(fù)合材料圓管(1) 為拉擠或手糊形成的圓管，所采用的基材為碳纖維、玄武巖纖維或芳綸纖維，所采用的樹脂 為不飽和聚酯、乙烯基樹脂、環(huán)氧樹脂或無機樹脂。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的橋梁承臺防撞緩沖袋，其特征在于所述的填充材料(2)為豎 向布置的毛竹、聚氨酯泡沫材料、泡沫鋁或橡膠粒。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的橋梁承臺防撞緩沖袋，其特征在于所述的汽車外輪胎(3)為 廢修汽車輪胎或新汽車輪胎。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的橋梁承臺防撞緩沖袋，其特征在于所述的彈性材料為環(huán)繞在 輪胎內(nèi)部的細(xì)毛竹、廢舊橡膠?；蚓郯滨椥泽w。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的橋梁承臺防撞緩沖袋，其特征在于所述的帆布袋(4)為包裹 在汽車外輪胎(3)的表面的圓柱形PVC帆布袋、PVDF帆布袋或Teflon帆布袋。
專利摘要一種橋梁承臺防撞緩沖袋，其特征是它包括圓管軸(6)、汽車外輪胎(3)和帆布袋(4)，所述的圓管軸(6)由復(fù)合材料圓管(1)和填充材料(2)構(gòu)成，汽車外輪胎(3)依次套裝疊壓在圓管軸(6)上，每個汽車外輪胎(3)的內(nèi)部填裝有彈性材料填充料，圓管軸(6)和汽車外輪胎(3)均套裝在帆布袋(4)中。本實用新型可有效延長撞擊時間，削減部分撞擊力，保護(hù)混凝土橋墩承臺不發(fā)生局部損傷，并可有效保護(hù)船舶。
文檔編號E02B3/26GK201614572SQ20092025691
公開日2010年10月27日 申請日期2009年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月10日
發(fā)明者劉偉慶, 莊勇, 張廣, 方海, 陸偉東, 陸勤豐 申請人:南京工業(yè)大學(xué);中鐵大橋勘測設(shè)計院有限公司