多級(jí)別橋墩柔性復(fù)合材料安全防護(hù)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于橋梁安全防護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種多級(jí)別橋墩柔性復(fù)合材料安全防護(hù)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前常用的橋墩防撞措施主要采用剛性隔離和簡易防撞設(shè)施。對(duì)于剛性防護(hù)措施，往往結(jié)構(gòu)龐大，撞擊后車輛(或船舶等)損傷嚴(yán)重，變相增大了事故風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)維修更換困難。對(duì)于簡易防撞設(shè)施，其防護(hù)效果有限，不能有效利用緩沖空間，結(jié)構(gòu)不固定，容易形成碎片飛濺，主要起警示和臨時(shí)防護(hù)作用。
[0003]由于撞擊物結(jié)構(gòu)自身強(qiáng)度和撞擊速度的差異，不同的撞擊級(jí)別需要有必要的不同防護(hù)要求，目前已有的防護(hù)裝置具有明確的防護(hù)級(jí)別指向，無法同時(shí)兼顧不同強(qiáng)度和速度的撞擊防護(hù)，同時(shí)很難同時(shí)兼顧撞擊物及橋墩的安全，裝置撞后損壞嚴(yán)重，維修更換困難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種多級(jí)別橋墩柔性復(fù)合材料安全防護(hù)裝置，實(shí)現(xiàn)在橋墩被撞事故中橋墩和撞擊物的安全防護(hù)，同時(shí)避免防護(hù)裝置自身結(jié)構(gòu)損耗。
[0005]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為:
多級(jí)別橋墩柔性復(fù)合材料安全防護(hù)裝置，其特征在于:
包括管套狀的防護(hù)裝置主體，防護(hù)裝置主體環(huán)向由多個(gè)相同的獨(dú)立單元拼接組成，拼接面呈階梯狀或鋸齒狀咬合，拼接處由豎直的連接銷相連接。
[0006]防護(hù)裝置主體自外向內(nèi)包括耐磨層、恢復(fù)層和耗能層。
[0007]耗能層設(shè)置有薄殼狀的外殼，外殼內(nèi)設(shè)置有板狀的增強(qiáng)體，形成格狀或蜂窩狀的空間單元，空間單元內(nèi)設(shè)置有填充物。
[0008]耗能層的外殼和增強(qiáng)體為彈塑性材料，填充物為高分子耗能材料。
[0009]恢復(fù)層為粘彈性阻尼耗能材料。
[0010]耐磨層為彈性材料。
[0011]本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
本發(fā)明由不同材料力學(xué)屬性的復(fù)合材料功能層構(gòu)成，結(jié)構(gòu)設(shè)有耐磨層、恢復(fù)層和耗能層，能夠應(yīng)對(duì)從擦碰、小撞及大撞不同級(jí)別撞擊的安全防護(hù)，保護(hù)橋墩和撞擊物(車輛、船舶等)的同時(shí)，結(jié)構(gòu)自身撞后可自行恢復(fù)形狀。從根本上改變了以往剛性防護(hù)對(duì)撞擊物造成的嚴(yán)重破壞及普通防撞設(shè)施撞后結(jié)構(gòu)損毀嚴(yán)重?zé)o法繼續(xù)使用的現(xiàn)狀。同時(shí)該裝置采用整體緊貼橋墩拼裝的形式，占用空間小且便于安裝更換。
【附圖說明】
[0012]圖1是本發(fā)明適用于圓形橋墩的防護(hù)裝置裝配圖。
[0013]圖2是本發(fā)明單個(gè)分塊的外形圖。
[0014]圖3是本發(fā)明防護(hù)裝置局部剖開圖。
[0015]圖4是本發(fā)明防護(hù)裝置水平截面圖。
[0016]圖5是本發(fā)明耗能層格構(gòu)式增強(qiáng)體結(jié)構(gòu)形式。
[0017]圖6是本發(fā)明耗能層蜂窩式增強(qiáng)體結(jié)構(gòu)形式。
[0018]圖中，1-防護(hù)裝置主體，2-連接銷，3-耐磨層，4-恢復(fù)層，5-耗能層，6_外殼，7_增強(qiáng)體，8-填充物，9-橋墩。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的說明。
[0020]本發(fā)明涉及的一種多級(jí)別橋墩柔性復(fù)合材料安全防護(hù)裝置，具有全新的3種防護(hù)效果:一是“滿足不同程度的撞擊防護(hù)要求”，二是“結(jié)構(gòu)自修復(fù)功能”，在此兩種效果之上實(shí)現(xiàn)第三種效果“保護(hù)橋墩、撞擊物(車、船等)及裝置自身安全”。該裝置具體包括管套狀的防護(hù)裝置主體I，防護(hù)裝置主體I由對(duì)稱的兩個(gè)半環(huán)管片單元拼接組成，拼接面呈階梯狀或鋸齒狀咬合，拼接處由豎直的連接銷2相連接。
[0021]防護(hù)裝置主體I由不同材料力學(xué)屬性的復(fù)合材料功能層構(gòu)成，具有能夠應(yīng)對(duì)不同級(jí)別的撞擊防護(hù)要求和被撞后結(jié)構(gòu)緩慢自復(fù)位功能，能夠有效避免橋墩、撞擊物(車輛、船舶等)及裝置自身損傷，自外向內(nèi)包括耐磨層3、恢復(fù)層4和耗能層5。耗能層5設(shè)置有薄殼狀的外殼6，外殼6內(nèi)設(shè)置有板狀的增強(qiáng)體7，形成格狀或蜂窩狀的空間單元，空間單元內(nèi)設(shè)置有填充物8。
[0022]耗能層5為緊靠橋墩一側(cè)，具有較大的耗能儲(chǔ)備及較好的彈性恢復(fù)能力的彈塑性特點(diǎn)，巨大撞擊時(shí)消耗撞擊能量，保護(hù)橋墩主體結(jié)構(gòu)不受破壞。耗能層5的外殼6和增強(qiáng)體7為彈塑性材料，具體為纖維增強(qiáng)增強(qiáng)塑料等，填充物8為高分子耗能材料，具體為硬質(zhì)發(fā)泡材料等。
[0023]恢復(fù)層4緊貼耗能層并設(shè)置于防護(hù)裝置迎撞面，具有粘彈性阻尼耗能和形狀緩慢恢復(fù)的特點(diǎn)，中小撞擊時(shí)降低撞擊力，保護(hù)橋墩結(jié)構(gòu)、保護(hù)撞擊物(車輛、船舶等)、同時(shí)保護(hù)防護(hù)裝置不受破壞。巨大撞擊時(shí)起到延長撞擊時(shí)間、消除撞擊力峰值、降低撞擊峰值加速度、減少人損傷的作用，為粘彈性阻尼耗能材料，具體為發(fā)泡材料等。
[0024]耐磨層3圍繞耗能層和恢復(fù)層外層進(jìn)行裹覆，具有高耐磨、高彈性、高拉伸強(qiáng)度、抗紫外線和防水等特點(diǎn)，日常擦碰時(shí)保持防護(hù)裝置表面不受損傷，同時(shí)在防護(hù)裝置與橋墩之間，及防護(hù)裝置與撞擊物之間形成柔性接觸界面，避免橋墩混凝土表面磨損及撞擊物表面損傷，為彈性材料，具體為彈性體材料等。
[0025]裝置最外側(cè)采用噴涂、粘貼或涂刷的方式設(shè)置警示標(biāo)識(shí)。
[0026]本發(fā)明能夠應(yīng)對(duì)不同級(jí)別的撞擊防護(hù)要求功能由耗能層的較大剛度和巨大耗能儲(chǔ)備，恢復(fù)層的較小剛度和粘彈性阻尼緩沖耗能，以及耐磨層的高耐磨性和高拉伸強(qiáng)度共同實(shí)現(xiàn)，日常擦碰裝置表面無損，中小撞擊結(jié)構(gòu)變形耗能后緩慢恢復(fù)形狀，巨大撞擊時(shí)裝置較大的耗能儲(chǔ)備進(jìn)行極限條件下的安全防護(hù)。被撞后結(jié)構(gòu)緩慢自復(fù)位的功能由耗能層彈塑性特點(diǎn)的較大彈性儲(chǔ)備、恢復(fù)層高阻尼形狀緩慢恢復(fù)特點(diǎn)以及耐磨層的高彈性特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)。降低橋墩損傷的特點(diǎn)由耗能層較大的耗能儲(chǔ)備、恢復(fù)層的減低撞擊力峰值作用及耐磨層的柔性接觸界面實(shí)現(xiàn)，所述降低撞擊物損傷的特點(diǎn)由耗能層較大耗能儲(chǔ)備、恢復(fù)層較小剛度和阻尼耗能特點(diǎn)以及耐磨層的柔性接觸界面功能實(shí)現(xiàn)，所述降低裝置自身損傷的特點(diǎn)由耗能層較好的彈性恢復(fù)能力、恢復(fù)層粘彈性阻尼耗能和緩慢恢復(fù)能力，以及耐磨層高強(qiáng)度、高耐磨的保護(hù)作用共同實(shí)現(xiàn)。
[0027]本發(fā)明的內(nèi)容不限于實(shí)施例所列舉，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員通過閱讀本發(fā)明說明書而對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案采取的任何等效的變換，均為本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.多級(jí)別橋墩柔性復(fù)合材料安全防護(hù)裝置，其特征在于: 包括管套狀的防護(hù)裝置主體(I)，防護(hù)裝置主體(I)環(huán)向由多個(gè)相同的獨(dú)立單元拼接組成，拼接面呈階梯狀或鋸齒狀咬合，拼接處由豎直的連接銷(2)相連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多級(jí)別橋墩柔性復(fù)合材料安全防護(hù)裝置，其特征在于: 防護(hù)裝置主體(I)自外向內(nèi)包括耐磨層(3)、恢復(fù)層(4)和耗能層(5)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多級(jí)別橋墩柔性復(fù)合材料安全防護(hù)裝置，其特征在于: 耗能層(5)設(shè)置有薄殼狀的外殼(6)，外殼(6)內(nèi)設(shè)置有板狀的增強(qiáng)體(7)，形成格狀或蜂窩狀的空間單元，空間單元內(nèi)設(shè)置有填充物(8)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多級(jí)別橋墩柔性復(fù)合材料安全防護(hù)裝置，其特征在于: 耗能層(5)的外殼(6)和增強(qiáng)體(7)為彈塑性材料，填充物(8)為高分子耗能材料。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多級(jí)別橋墩柔性復(fù)合材料安全防護(hù)裝置，其特征在于: 恢復(fù)層(4)為粘彈性阻尼耗能材料。6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多級(jí)別橋墩柔性復(fù)合材料安全防護(hù)裝置，其特征在于: 耐磨層(3)為彈性材料。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種多級(jí)別橋墩柔性復(fù)合材料安全防護(hù)裝置?，F(xiàn)有防護(hù)裝置具有明確的防護(hù)級(jí)別指向，無法同時(shí)兼顧不同強(qiáng)度和速度的撞擊防護(hù)，同時(shí)很難同時(shí)兼顧撞擊物及橋墩的安全，裝置撞后損壞嚴(yán)重，維修更換困難。本發(fā)明包括管套狀的防護(hù)裝置主體，防護(hù)裝置主體環(huán)向由多個(gè)相同的單元拼接組成，拼接面呈階梯狀或鋸齒狀咬合，拼接處由豎直的連接銷相連接；防護(hù)裝置主體自外向內(nèi)包括耐磨層、恢復(fù)層和耗能層。本發(fā)明由不同材料力學(xué)屬性的復(fù)合材料功能層構(gòu)成，能夠應(yīng)對(duì)從擦碰、小撞及大撞不同級(jí)別撞擊的安全防護(hù)，保護(hù)橋墩和撞擊物（車輛、船舶等）的同時(shí)，結(jié)構(gòu)自身撞后可自行恢復(fù)形狀。
【IPC分類】E01D19/02, E02B3/26, E01F15/14
【公開號(hào)】CN105568846
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610126691
【發(fā)明人】潘長平, 彭澤友, 王建強(qiáng), 鐘明, 趙彥龍, 王永祥, 楊祥磊, 付鵬濤, 鄒順
【申請(qǐng)人】西安中交土木科技有限公司
【公開日】2016年5月11日
【申請(qǐng)日】2016年3月7日