一種防撞梁及帶有防撞梁的防撞裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種防撞梁及帶有防撞梁的防撞裝置，涉及橋梁防護(hù)領(lǐng)域，防撞梁包括一外殼所述外殼為中空結(jié)構(gòu)，且所述外殼呈“V”形，所述外殼的內(nèi)部設(shè)置有若干隔艙，所述隔艙內(nèi)填充有彈性消能結(jié)構(gòu)；所述彈性消能結(jié)構(gòu)包括格構(gòu)箱，所述格構(gòu)箱為密閉結(jié)構(gòu)，所述格構(gòu)箱內(nèi)填充有彈性材料。本實(shí)用新型的防撞梁在受到船舶撞擊時(shí)，V形的結(jié)構(gòu)布置可使船舶沿防撞梁表面產(chǎn)生滑移，減少船舶與橋墩的動(dòng)能交換；每個(gè)隔艙內(nèi)部均填充有彈性消能結(jié)構(gòu)，彈性消能結(jié)構(gòu)具有較好的彈塑性變形能力，在有效延長(zhǎng)撞擊時(shí)間的同時(shí)吸收和耗散部分撞擊能量，本實(shí)用新型的防撞梁結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，不易損，防撞功能可靠，使用壽命長(zhǎng)，適用于風(fēng)浪作用力大的海洋環(huán)境。
【專利說明】
一種防撞梁及帶有防撞梁的防撞裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及橋梁防護(hù)領(lǐng)域，具體涉及一種防撞梁及帶有防撞梁的防撞裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]由于現(xiàn)有海上通航船舶的噸位較大，船舶在通過跨海大橋時(shí)，容易與橋梁的承臺(tái)或者橋墩發(fā)生碰撞，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致承臺(tái)或橋墩破裂受損，目前，通常在橋墩或承臺(tái)的外圍設(shè)置防撞鋼套箱。船舶撞擊防撞鋼套箱后，碰撞會(huì)消耗船舶的動(dòng)能，使得船舶減速，進(jìn)而減小船舶的撞擊力。
[0003]當(dāng)船舶的質(zhì)量較大且行船速度較快時(shí)，撞擊力較大，容易造成防撞鋼套箱破碎甚至崩裂，并在慣性作用下繼續(xù)沖撞橋墩或承臺(tái)，造成橋梁受損，同時(shí)，船舶本體也會(huì)受到較大的損傷;進(jìn)一步的，破損后的防撞鋼套箱在空氣和水流的作用下中容易被腐蝕，且防撞性能急劇下降。
[0004]申請(qǐng)?zhí)枮?00910213083.1的實(shí)用新型專利公開了一種自浮式復(fù)合材料橋梁壓水防撞裝置，該專利包括殼體部分，殼體部分由復(fù)合材料面層、夾芯材料層和填充材料體組成，外殼的內(nèi)部填充毛竹，毛竹間隙填充木肩與樹脂的混合料，或橡膠粒等，由于纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的剛度有限，長(zhǎng)期位于水流較湍急的水域中，容易受損。
[0005]申請(qǐng)?zhí)枮?0010213082.7的實(shí)用新型專利公開了一種橋梁承臺(tái)復(fù)合材料防撞柱，其外殼截面呈半圓形，且內(nèi)部結(jié)構(gòu)與自浮式復(fù)合材料橋梁壓水防撞裝置相似，實(shí)際使用時(shí)，由于外殼材料的限制，防撞柱的尺寸較小，防撞柱容易受到損傷。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本實(shí)用新型的目的在于提供一種防撞梁及帶有防撞梁的防撞裝置，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，不易受損，防撞功能可靠，使用壽命長(zhǎng)，適用于風(fēng)浪作用力大的海洋環(huán)境。
[0007]為達(dá)到以上目的，本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案是:一種防撞梁，包括一外殼，所述外殼為中空結(jié)構(gòu)，且所述外殼呈“V”形，所述外殼的內(nèi)部設(shè)置有若干隔艙，所述隔艙內(nèi)填充有彈性消能結(jié)構(gòu)；
[0008]所述彈性消能結(jié)構(gòu)包括格構(gòu)箱，所述格構(gòu)箱為密閉結(jié)構(gòu)，所述格構(gòu)箱內(nèi)填充有彈性材料。
[0009]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述“V”形的夾角為70?90°。
[0010]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述外殼由頂板、底板及第一側(cè)板和第二側(cè)板組成，所述外殼為封閉結(jié)構(gòu)。
[0011]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述第一側(cè)板和第二側(cè)板、頂板、底板的內(nèi)壁均設(shè)置有若干加勁肋。
[0012]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述外殼的內(nèi)部設(shè)置有若干水平隔板和若干豎直隔板，所述水平隔板和豎直隔板將外殼內(nèi)部分隔成若干隔艙。
[0013]—種帶有防撞梁的防撞裝置，所述防撞裝置包括連接裝置和防撞梁，所述防撞梁通過連接裝置固定在承臺(tái)或橋墩外側(cè)。
[0014]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述連接裝置包括防撞鋼套箱或重力砼。
[0015]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，當(dāng)所述連接裝置為防撞鋼套箱時(shí)，所述防撞梁通過連接系與防撞鋼套箱連接。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0017](I)本實(shí)用新型中的防撞梁，包括一外殼，外殼為中空結(jié)構(gòu)，且外殼的橫截面呈“V”形，外殼的內(nèi)部設(shè)置有若干隔艙，隔艙內(nèi)填充有彈性消能結(jié)構(gòu)，防撞梁在受到船舶撞擊時(shí)，一方面V形的結(jié)構(gòu)布置可使船舶沿防撞梁表面產(chǎn)生滑移，減少船舶與橋墩的動(dòng)能交換;另一方面，每個(gè)隔艙內(nèi)部均填充有彈性消能結(jié)構(gòu)，彈性消能結(jié)構(gòu)具有較好的彈塑性變形能力，在有效延長(zhǎng)撞擊時(shí)間的同時(shí)吸收和耗散部分撞擊能量，能夠有效保護(hù)橋梁結(jié)構(gòu)，本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)較穩(wěn)定，不易收損，防撞功能可靠，使用壽命長(zhǎng)，且適用于風(fēng)浪作用力大的海洋環(huán)境。
[0018](2)本實(shí)用新型中的防撞梁，外殼采用鋼材制成，使得防撞梁的整體剛度較大，與現(xiàn)有技術(shù)中采用復(fù)合材料制成的防撞裝置難以在風(fēng)浪較大的水域中長(zhǎng)期使用相比，本實(shí)用新型的防撞梁能夠在風(fēng)浪較大、環(huán)境較惡劣的水域中使用；隔艙內(nèi)壁貼合有玻璃纖維增強(qiáng)塑料，形成格構(gòu)壁，格構(gòu)壁包覆形成密閉的格構(gòu)箱，格構(gòu)箱填充有彈性材料，玻璃纖維增強(qiáng)塑料構(gòu)成格構(gòu)箱，作為彈性材料的三維立體骨架，使得殼體內(nèi)部形成若干獨(dú)立且緊密排列的彈性消能結(jié)構(gòu)，每個(gè)彈性消能結(jié)構(gòu)的壓縮剛度I 100MN/m3，使得殼體內(nèi)部形成剛度和柔韌性均較高的彈性體，噸位較大的船舶撞擊防撞梁后，殼體內(nèi)部的彈性體能夠有效延長(zhǎng)撞擊時(shí)間的同時(shí)吸收和耗散部分撞擊能量，避免外殼因撞擊力過大產(chǎn)生破損，與現(xiàn)有技術(shù)中防撞鋼套箱在受到撞擊時(shí)容易受損相比，本實(shí)用新型的外殼不易受損，使用時(shí)間較長(zhǎng)。
[0019](3)本實(shí)用新型中的防撞梁，由若干橫向鋼板和豎向鋼板分隔成隔艙，形成蜂窩狀結(jié)構(gòu)，能夠提高外殼的抗剪能力，且每個(gè)隔艙內(nèi)為一密閉格構(gòu)箱，當(dāng)臨近外殼的隔艙在過大的撞擊力的作用下受到破壞時(shí)，起內(nèi)部的格構(gòu)箱仍然能夠保持原來的結(jié)構(gòu)，進(jìn)而仍然具有較好的防撞效果，有效壽命較長(zhǎng)，與現(xiàn)有技術(shù)中受損后需要更換相比，能夠降低使用成本。
[0020]橫向鋼板和豎向鋼板能夠增強(qiáng)外殼的剛度，在外殼尺寸較大(“V”形兩側(cè)邊的長(zhǎng)度H可為數(shù)十米)的情況下，能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定位于較湍急的河流中，且一個(gè)防撞梁即可對(duì)應(yīng)一橋墩或承臺(tái)，安裝比較簡(jiǎn)單，與現(xiàn)有技術(shù)中需要安裝多個(gè)防撞柱，在橋墩上開設(shè)多個(gè)安裝孔相比，能夠保持原橋(防撞鋼套箱或重力砼)的完整性，降低施工難度。
【附圖說明】
[0021 ]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例中防撞梁的平面布置圖；
[0022]圖2為圖1中3的放大圖；
[0023]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例中防撞梁的標(biāo)準(zhǔn)截面示意圖；
[0024]圖4為防撞梁與防撞鋼套箱配合使用的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖5為本實(shí)用新型中防撞裝置與承臺(tái)配合的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖6為本實(shí)用新型中防撞裝置與橋墩配合的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖中:1-外殼，2_第一側(cè)板，3_隔艙節(jié)段，4_第二側(cè)板，5_頂板，6_格構(gòu)箱，7-加勁肋，8-豎直隔板，9-水平隔板，I O-彈性材料，11-連接系，12-連接裝置，13-承臺(tái)，14-防撞鋼套箱，15-橋墩，16-重力砼。
【具體實(shí)施方式】
[0028]以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0029]參見圖1和圖2所示，本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種防撞梁，包括一外殼I，外殼I為中空結(jié)構(gòu)，外殼I采用鋼材制成，外殼I的厚度為8?16mm，外殼I的外形呈“V”形，“V”形的夾角為70?90°，外殼I的標(biāo)準(zhǔn)截面呈矩形，且矩形的長(zhǎng)度為2?6m、寬度為I?2m，外殼I由頂板5、底板及第一側(cè)板I和第二側(cè)板4組成，為封閉結(jié)構(gòu)，第一側(cè)板I與第二側(cè)板4相對(duì)設(shè)置，頂板5與底板相對(duì)設(shè)置，且第一側(cè)板I和第二側(cè)板4均彎折成“V”形。
[0030]為詳細(xì)示意出隔艙的結(jié)構(gòu)，本實(shí)用新型實(shí)施例選用圖1中的一清晰隔艙作為隔艙節(jié)段3，參見圖2和圖3所示，外殼I的內(nèi)部設(shè)置有若干水平隔板9和若干豎直隔板8，水平隔板9和豎直隔板8將外殼I內(nèi)部分隔成若干隔艙，夕卜殼I的內(nèi)壁即第一側(cè)板1、第二側(cè)板4、頂板5和底板的內(nèi)壁均設(shè)置有若干加勁肋7，隔艙內(nèi)填充有彈性消能結(jié)構(gòu)，彈性消能結(jié)構(gòu)包括格構(gòu)箱6，格構(gòu)箱6為密閉結(jié)構(gòu)，格構(gòu)箱6由格構(gòu)壁包覆而成，格構(gòu)壁采用有玻璃纖維增強(qiáng)塑料制成，格構(gòu)箱6內(nèi)填充有彈性材料10，格構(gòu)箱6構(gòu)成彈性材料10的三維立體骨架，彈性消能結(jié)構(gòu)的壓縮剛度2 100MN/m3。
[0031]玻璃纖維增強(qiáng)塑料選用玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合塑料、碳纖維增強(qiáng)復(fù)合塑料貨硼纖維增強(qiáng)復(fù)合塑料。
[0032]在實(shí)際使用中，彈性材料10可以選用橡膠、聚氨酯類熱塑性彈性體、聚烯烴類熱塑性彈性體或聚酰胺類熱塑性彈性體中的任意一種或者兩種及兩種以上的混合物，本實(shí)施例中，彈性材料10選用聚氨酯泡沫。
[0033]在實(shí)際安裝時(shí)，先在第一側(cè)板I和第二側(cè)板4的內(nèi)壁設(shè)置加勁肋7、水平隔板9和豎直隔板8，將第一側(cè)板1、第二側(cè)板4與底板拼裝，形成開口殼體后，在開口殼體內(nèi)填充玻璃纖維，使得開口殼體的內(nèi)壁上均包覆有玻璃纖維，然后向開口殼體內(nèi)填充彈性消能結(jié)構(gòu)，本實(shí)施例中，彈性消能結(jié)構(gòu)包括玻璃纖維制成的密閉格構(gòu)箱6，格構(gòu)箱6內(nèi)填充有彈性材料10，最后將頂板5安裝到開口殼體頂部，形成外殼I。
[0034]參見圖5所示，本實(shí)用新型還提供一種帶有防撞梁的防撞裝置，防撞裝置包括連接裝置12和防撞梁，防撞梁通過連接裝置12固定在承臺(tái)13或橋墩15外側(cè)，連接裝置12可以為防撞鋼套箱14或重力砼16。
[0035]包括防撞鋼套箱14和防撞梁，防撞梁固定在防撞鋼套箱14遠(yuǎn)離橋梁的外側(cè)，防撞梁通過連接系11與防撞鋼套箱14連接。
[0036]防撞梁能夠避免過大的撞擊力傳遞至防撞鋼套箱14或重力砼16，使得防撞鋼套箱14或重力砼16能夠保持完好，延長(zhǎng)防撞鋼套箱14和重力砼16的使用壽命，降低設(shè)置防撞裝置的成本。
[0037]下面，通過兩個(gè)具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型中防撞梁用于橋梁時(shí)的情況作出詳細(xì)介紹。
[0038]實(shí)施例1，在承臺(tái)13的外圍設(shè)置防撞梁
[0039]參見圖5所示，本實(shí)施例中，先在承臺(tái)13的外圍設(shè)置防撞鋼套箱14，然后將防撞梁通過連接系11連接在防撞鋼套箱14相對(duì)的兩側(cè)，在實(shí)際使用中，也可以不設(shè)置防撞鋼套箱14，將防撞梁通過其他連接裝置12連接在承臺(tái)13相對(duì)的兩側(cè)。
[0040 ]實(shí)施例2，在橋墩15的外圍設(shè)置防撞梁
[0041]參見圖6所示，本實(shí)施例中，橋墩15相對(duì)的兩側(cè)已設(shè)置有重力砼16，將防撞梁通過連接系11固定在重力砼16的外部，在實(shí)際施工中，也可以不設(shè)置重力砼16，直接將防撞梁通過其他連接裝置12連接在橋墩15相對(duì)的兩側(cè)。
[0042]本實(shí)用新型的防撞裝置在使用時(shí)，防撞梁在受到船舶撞擊時(shí)，一方面V形的結(jié)構(gòu)布置可使船舶沿防撞梁表面產(chǎn)生滑移，減少船舶與橋墩15的動(dòng)能交換；另一方面防撞梁內(nèi)部填充的復(fù)合材料具有較好的彈塑性變形能力，在有效延長(zhǎng)撞擊時(shí)間的同時(shí)吸收和耗散部分撞擊能量，使得通過連接系11傳遞到連接裝置12上的撞擊力較小，避免連接裝置12受損，能夠延長(zhǎng)連接裝置12的使用壽命，且具有較好的防撞效果，能夠有效保護(hù)橋墩15或承臺(tái)13。
[0043]本實(shí)用新型利用鋼材作為梁體勁性骨架，彈性消能結(jié)構(gòu)作為填充物，有效結(jié)合鋼、復(fù)合材料的材料特性，同時(shí)采用了有利于撥轉(zhuǎn)船頭V形構(gòu)造，創(chuàng)造出一種新型被動(dòng)式橋梁防船撞結(jié)構(gòu)一一鋼-復(fù)合材料V形防撞梁，適用于風(fēng)流波浪力較大的海洋環(huán)境中跨海大橋萬噸級(jí)以上船舶的防撞，經(jīng)濟(jì)性及防撞效果倶佳，同時(shí)不易損。
[0044]本實(shí)用新型不局限于上述實(shí)施方式，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。本說明書中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種防撞梁，其特征在于:包括一外殼(I)，所述外殼(I)為中空結(jié)構(gòu)，且所述外殼(I)呈“V”形，所述外殼(I)的內(nèi)部設(shè)置有若干隔艙，所述隔艙內(nèi)填充有彈性消能結(jié)構(gòu)； 所述彈性消能結(jié)構(gòu)包括格構(gòu)箱(6)，所述格構(gòu)箱(6)為密閉結(jié)構(gòu)，所述格構(gòu)箱(6)內(nèi)填充有彈性材料(10)。2.如權(quán)利要求1所述的一種防撞梁，其特征在于:所述“V”形的夾角為70?90°。3.如權(quán)利要求1所述的一種防撞梁，其特征在于:所述外殼(I)由頂板(5)、底板及第一側(cè)板(I)和第二側(cè)板(4)組成，所述外殼(I)為封閉結(jié)構(gòu)。4.如權(quán)利要求3所述的一種防撞梁，其特征在于:所述第一側(cè)板(I)、第二側(cè)板(4)、頂板(5)和底板的內(nèi)壁均設(shè)置有若干加勁肋(7)。5.如權(quán)利要求1所述的一種防撞梁，其特征在于:所述外殼(I)的內(nèi)部設(shè)置有若干水平隔板(9)和若干豎直隔板(8)，所述水平隔板(9)和豎直隔板(8)將外殼(I)內(nèi)部分隔成若干隔艙。6.—種帶有I至5中任一項(xiàng)所述防撞梁的防撞裝置，其特征在于:所述防撞裝置包括連接裝置(12)和防撞梁，所述防撞梁通過連接裝置(12)固定在承臺(tái)(13)或橋墩(15)外側(cè)。7.如權(quán)利要求6所述的帶有防撞梁的防撞裝置，其特征在于:所述連接裝置(12)為防撞鋼套箱(14)或重力砼(16)。8.如權(quán)利要求6所述的帶有防撞梁的防撞裝置，其特征在于:當(dāng)所述連接裝置(12)通過連接系(11)與防撞梁連接。
【文檔編號(hào)】E01D19/02GK205474803SQ201620034646
【公開日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年1月14日
【發(fā)明人】賈恩實(shí), 孫英杰, 莊勇, 梅新詠, 方海, 陳翔, 趙麗萍, 潘韜, 祝露, 陳述
【申請(qǐng)人】中鐵大橋勘測(cè)設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司