一种适应变截面桥墩的伸缩式防撞船装置的制作方法

1.本实用新型属于海洋工程安全防护设备的相关技术领域，具体而言，涉及一种适应变截面桥墩的伸缩式防撞船装置。


背景技术：

2.随着我国基础建设及航运业的迅猛发展，桥梁数量及航道通航密度逐年增加，桥梁与船舶之间的矛盾日益突出。船舶撞击桥梁事故屡见不鲜且呈上升趋势，由船撞事故所导致的人员伤亡、财产损失以及环境破坏令人触目惊心，其他间接损失如航道阻塞、列车停运、公众心理冲击等更是难以估量。
3.船撞分析表明，桥梁事故发生部位主要是由于桥梁桥墩结构受到破坏，因此需要提高桥墩的抗撞性能。国内已应用多种类型的防撞设施，其基本原理是基于能量吸收、动量缓冲而设计，根据自身特点和适用范围进行分类。
4.目前常用的是钢箱型防船撞装置，该装置利用钢材塑性变形进行消能。当船舶撞击钢套箱防船撞装置时，防撞钢板发生大变形，吸收碰撞能量并且延长接触时间，使撞击力峰值得以降低，同时由于结构变形和相互作用，可拨动船头方向回到正确航道，从而减少船舶与防撞装置之间的能量交换。常规设计的钢套箱防船撞装置为固定尺寸，难以适应大型桥梁的变截面桥墩，防船撞装置在运行过程中往往出现绕桥墩旋转或卡死的现象，使其防护效果大大降低，对桥梁造成隐患。因此，改善普通钢套箱的设计不足就十显得分必要。


技术实现要素：

5.本实用新型提出了一种新的适应变截面桥墩的伸缩式防撞船装置，要解决的技术问题是现有防船撞装置在运行过程中往往出现绕桥墩本体旋转或卡死的现象，使其防护效果大大降低，对桥梁造成隐患的问题。
6.有鉴于此，本实用新型提出了一种新的适应变截面桥墩的伸缩式防撞船装置，包括桥墩本体和设置在所述桥墩本体外围一圈的防撞船装置本体，所述防撞船装置本体包括两组通过伸缩机构连接的钢制壳体，每组所述钢制壳体的内部均设置有一组竖向隔板，所述竖向隔板与所述钢制壳体的外侧面形成的空腔内填充有弹性缓冲吸能材料体，所述钢制壳体采用薄壁钢板制造，所述钢制壳体上还设置加筋。
7.在该技术方案中，通过伸缩机构连接结构一致的两组钢制壳体，使得两组钢制壳体能够随水位浮动的同时，调整两组钢制壳体之间的间距来适应变截面桥墩本体，能够有效避免浮动过程中出现绕墩转动和卡死的现象，防撞效果较好；另一方面，钢制壳体内部的竖向隔板将钢制壳体的内部分隔为前后两个空腔，在竖向隔板与钢制壳体外侧面形成的空腔内设置的弹性缓冲吸能材料，能够形成一圈致密的吸能结构，有效提高了钢制壳体的防撞度。
8.在上述技术方案中，可选地，所述伸缩机构为液压伸缩杆，所述液压伸缩杆包括内套筒和外套筒，所述内套筒设置有卡块的一端活动式插接在所述外套筒一端的端部，所述
内套筒的另一端设置在一个所述钢制壳体的横截面上，所述外套筒的另一端通过液压机设置在另一个所述钢制壳体的横截面上，所述内套筒的外侧壁上设置有连接所述外套筒外侧壁的折叠式防水布。
9.在该技术方案中，液压伸缩杆能够根据水位浮动在钢制壳体重力的影响下调节自身长度，改变两组钢制壳体之间的相对距离，以适应桥墩本体截面的变化；液压伸缩杆的外套筒与内套筒之间设置的折叠式防水布能够有效避免水汽浸入液压伸缩杆内部，影响液压伸缩杆的使用寿命。
10.在上述技术方案中，可选地，所述伸缩机构包括至少一组x型折叠结构组成的折叠架。
11.在该技术方案中，x型折叠结构组成的折叠架的灵活度高的同时，支撑力度较强，能够有效保证防船撞装置的耐撞度。
12.在上述技术方案中，可选地，所述钢制壳体与所述桥墩本体的接触面均匀设置有防撞护舷，所述防撞护舷与所述桥墩本体的截面的接触面设置有耐磨板。
13.在该技术方案中，防撞护舷为橡胶或其它弹性材料制作，能够有效缓冲消能，耐磨板能够有效降低防撞护舷的磨损程度，延长防撞护舷的使用寿命。
14.在上述技术方案中，可选地，所述钢制壳体的外侧面涂抹有frp材料。
15.在该技术方案中，erp材料为纤维增强复合材料，其涂装在钢制壳体的外表面，能起到防腐蚀、防刮擦和缓冲吸能作用。
16.在上述技术方案中，可选地所述钢制壳体的内部还设置有海水泵。
17.在该技术方案中，海水泵能够有效调节水压载，使得防船撞装置露出水面的高度匹配船舶撞击的高度。
18.在上述技术方案中，可选地，所述钢制壳体的外侧面的两端设置有向外的倾斜边。
19.在该技术方案中，倾斜边使得船舶撞击两端部时，能够将船舶的撞击力向外引导，进行消能。
20.在上述技术方案中，可选地，所述钢制壳体的内部还设置有多个支撑隔板，每个支撑隔板之间围绕成水密舱室。
21.在该技术方案中，钢制壳体内部设置多个支撑隔板，能够有效局部变形消能。
22.与现有技术相比，本实用新型的优点在于：
23.一、采用伸缩机构连接防船撞装置的两组钢制壳体，能够在随水位浮动的同时调整两组钢制壳体间距来适应变截面桥墩本体，尤其适应大型桥梁的桥墩本体，能避免浮动过程中出现绕墩转动和卡死等现象，防撞效果较好；
24.二、结构设计优良，防船撞装置受撞时可达到整体受力变形的效果，耐撞性好；
25.三、钢制壳体、frp材料、弹性缓冲吸能材料体、竖向隔板、支撑隔板和防撞护舷组成一套多级缓冲消能系统，具有缓冲耗能效果好、综合造价低，免维护、环保等优点，有很好的实际应用价值和社会效益；
26.四、防船撞装置结构简单，制造、安装、使用与维护方便。
附图说明
27.图1示出了根据本实用新型的实施例的适应变截面桥墩的伸缩式防撞船装置的侧
视结构示意图；
28.图2示出了根据本实用新型的实施例的适应变截面桥墩的伸缩式防撞船装置的俯视结构示意图。
29.其中，附图中的附图标记所对应的名称为:桥墩本体101、伸缩机构102、钢制壳体103、竖向隔板104、弹性缓冲吸能材料体105、防撞护舷106、支撑隔板107。
具体实施方式
30.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
31.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
32.需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
33.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
34.在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
35.在本实用新型实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义以及实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
36.下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行进一步的说明。
37.如图1和图2所示，一种适应变截面桥墩的伸缩式防撞船装置，包括桥墩本体101和设置在所述桥墩本体101外围一圈的防撞船装置本体，所述防撞船装置本体包括两组通过伸缩机构102连接的钢制壳体103，每组所述钢制壳体103的内部均设置有一组竖向隔板104，所述竖向隔板104与所述钢制壳体103的外侧面形成的空腔内填充有弹性缓冲吸能材料体105，所述钢制壳体103采用薄壁钢板制造，所述钢制壳体103上还设置加筋。
38.其中，通过伸缩机构102连接结构一致的两组钢制壳体103，使得两组钢制壳体103
能够随水位浮动的同时，调整两组钢制壳体103之间的间距来适应变截面桥墩本体101，能够有效避免浮动过程中出现绕墩转动和卡死的现象，防撞效果较好；另一方面，钢制壳体103内部的竖向隔板104将钢制壳体103的内部分隔为前后两个空腔，在竖向隔板104与钢制壳体103外侧面形成的空腔内设置的弹性缓冲吸能材料，能够形成一圈致密的吸能结构，有效提高了钢制壳体103的防撞度。
39.进一步地，所述伸缩机构102为液压伸缩杆(图中未示出)，所述液压伸缩杆包括内套筒和外套筒(图中未示出)，所述内套筒设置有卡块的一端活动式插接在所述外套筒一端的端部，所述内套筒的另一端设置在一个所述钢制壳体103的横截面上，所述外套筒的另一端通过液压机设置在另一个所述钢制壳体103的横截面上，所述内套筒的外侧壁上设置有连接所述外套筒外侧壁的折叠式防水布，所述钢制壳体103与所述桥墩本体101的接触面均匀设置有防撞护舷106，所述防撞护舷106与所述桥墩本体101的截面的接触面设置有耐磨板(图中未示出)，所述钢制壳体103的外侧面涂抹有frp材料(图中未示出)，所述钢制壳体103的内部还设置有海水泵，所述钢制壳体103的外侧面的两端设置有向外的倾斜边，所述钢制壳体103的内部还设置有多个支撑隔板107，每个支撑隔板107之间围绕成水密舱室(图中未示出)。
40.其中，液压伸缩杆能够根据水位浮动在钢制壳体103重力的影响下调节自身长度，改变两组钢制壳体103之间的相对距离，以适应桥墩本体101截面的变化；液压伸缩杆的外套筒与内套筒之间设置的折叠式防水布能够有效避免水汽浸入液压伸缩杆内部，影响液压伸缩杆的使用寿命，防撞护舷106为橡胶或其它弹性材料制作，能够有效缓冲消能，耐磨板能够有效降低防撞护舷106的磨损程度，延长防撞护舷106的使用寿命；erp材料为纤维增强复合材料，其涂装在钢制壳体103的外表面，能起到防腐蚀、防刮擦和缓冲吸能作用；海水泵能够有效调节水压载，使得防船撞装置露出水面的高度匹配船舶撞击的高度；倾斜边使得船舶撞击两端部时，能够将船舶的撞击力向外引导，进行消能；钢制壳体103内部设置多个支撑隔板107，能够有效局部变形消能。
41.另一方面，所述伸缩机构102包括至少一组x型折叠结构组成的折叠架(图中未示出)，该x型折叠结构组成的折叠架的灵活度高的同时，支撑力度较强，能够有效保证防船撞装置的耐撞度。
42.其实际的工作原理为：防船撞装置具有浮力，安装时通过海水泵调节水压载，保持防船撞装置露出水面的高度匹配；当运动船舶装置防撞装置时，待frp材料的钢制壳体103延展撞击区域面积，使弹性缓冲吸能材料体105参与变形消能，在该过程中个，弹性缓冲吸能材料体105受限发生变形延长撞击时程，缓冲撞击能量，随后内部结构及钢制壳体103发生变形破坏以消耗船舶动能，同时钢制壳体103的外形设计引导船舶首部向外侧滑动而带动剩余动能，减小能量交换从而减轻撞击损伤，撞击过程中，防撞护舷106与桥墩本体101弹性接触，使桥墩本体101外壁不受损伤。
43.如果运动船舶吨位很大且速度很快，与防船撞装置正面相撞，无法引导船首滑动，钢制壳体103与弹性缓冲吸能材料体105参与变形消能不足以吸收全部的船舶动能，内部结构的竖向隔板104和支撑隔板107、及加筋随之参与变形消能，通过挤压使防撞护舷106参与进一步的变形，如此一来，防船撞装置形成了四级消能保护，即设置有frp材料的钢制壳体103的整体变形、弹性缓冲吸能材料体105延缓撞击时程、内部结构的竖向隔板104和支撑隔
板107、及加筋局部变形消能、防撞护舷106变形消能；上述多级消能防护不仅可以使撞击在“刚柔交替”中消散能量，减少桥梁、船舶和防船撞装置的损伤，而且方便在船撞事故发生后对防船撞装置进行维修与更换，即根据实际变形情况进行局部的拆卸更换。
44.另一方面，弹性缓冲吸能材料还能在防船撞装置受到船舶撞击时变形消能，也能在防船撞装置结构受撞变形出现破舱情况时，水不会完全进入舱内，避免防船撞装置沉没的情况，而且在钢制外壳内空隙填充可防止钢制外壳和竖向隔板104、支撑隔板107发生屈曲，船舶撞击局部区域时，结构变形向两端延展，达到整体消能的效果。
45.以上结合附图详细说明了本实用新型的技术方案，本实用新型的技术方案提出了一种新的伸缩机构适应变截面桥墩本体的伸缩式防船撞装置，结构简单，伸缩机构连接防船撞装置的两组钢制壳体，能够在随水位浮动的同时调整两组钢制壳体的间距来适应变截面桥墩本体，尤其适应大型桥梁的桥墩本体，能避免浮动过程中出现绕墩转动和卡死等现象，防撞效果较好，其中伸缩机构的型式和布置不限制于本实用新型图示，可根据实际情况选择其他类似伸缩装置进行替代。
46.以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。