一种桥墩防护结构、安装方法及桥墩结构

本申请涉及桥梁工程，特别涉及一种桥墩防护结构、安装方法及桥墩结构。

背景技术：

1、桥墩作为桥梁的重要支撑结构，在交通运输领域具有非常重要的作用。因其承受车辆与自然灾害等外部冲击力，桥墩抗冲击防护的研究至关重要。

2、同时，桥墩长期暴露在湿润的环境中，容易受到腐蚀影响，因此桥墩防腐蚀研究也具有重要意义。

3、目前，常见的桥墩抗冲击防护结构主要包括碰撞缓冲墙、防撞柱、防撞梁等。这些结构通常采用混凝土、钢结构等材料制成，其设计原则是在保证结构强度的前提下，能够有效地吸收和分散碰撞能量，保护桥墩不受严重破坏。

4、然而这些结构存在着质量重、施工复杂、维护困难等缺点。同时，桥墩防腐设施采用防腐漆、橡胶防护层等方式进行保护，这些方法主要通过包覆或添加特殊材料来防止桥墩表面受到腐蚀，延长使用寿命。然而，这些传统防腐方式在长期使用中可能存在粘附度不高、易脱落等问题，需要不断的维护和修复。

技术实现思路

1、本申请的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本申请提出一种桥墩防护结构，能够弥补现有抗冲击结构和防腐设施质量重、施工复杂、维护困难、粘附度不高、易脱落等不足，并为桥墩的安全性和耐久性提供更好的解决方案。

2、本申请还提出一种上述桥墩防护结构的安装方法。

3、本申请还提出一种包括上述桥墩防护结构的桥墩结构。

4、根据本申请第一方面实施例的桥墩防护结构，围绕桥墩外周设置，包括：

5、多个管件，沿所述桥墩的周向均匀地间隔设置；

6、uhpc层，围绕各所述管件的外周设置，以使所述uhpc层与所述桥墩之间存在间隔，所述uhpc层包括多个uhpc构件，所述uhpc构件的两端分别设有弧形面，各所述uhpc构件依次拼接，相邻的所述uhpc构件拼接后形成用于限位所述管件的弧形槽，其中所述uhpc构件的数量和所述管件的数量相同，各所述管件分别可转动地设置在各所述弧形槽内；

7、防腐蚀套筒，包裹在所述uhpc层外周，使所述uhpc层、所述管件和所述桥墩依次地紧密抵接，且所述uhpc层和所述防腐蚀套筒可与所述桥墩之间发生相对转动。

8、根据本申请的第一方面实施例的桥墩防护结构，至少具有如下有益效果：本防护结构采用仿轴承的设计，在遇到较大冲击时，防护结构可以发生转动，防腐蚀套筒和uhpc层相当于轴承外圈，管件相当于轴承滚珠，桥墩相当于轴承内圈，可以通过转动方式消耗冲击能，而且各部分相互间会产生摩擦，这种摩擦会导致能量的消耗，部分冲击能被转化为热能，这种摩擦阻尼有助于减缓冲击和振动的传播，使其不会过度影响防护结构的稳定性，进一步的，uhpc构件的设计能够有效地传递力和载荷，使防护结构的各部分能够协同工作，而不会因为冲击而破坏，通过防腐蚀材料和uhpc材料相结合，能够充分发挥二者的优势，进一步提高了桥墩的耐腐蚀性和抗冲击能力。相比传统的桥墩结构，新型复合材料具有更高的强度和韧性，能够有效减少或避免外部冲击对桥墩结构的破坏，从而提高桥墩结构的整体安全性。

9、根据本申请的第一方面实施例所述的桥墩防护结构，所述uhpc构件设置为弧形构件，各所述uhpc构件依次拼接后使所述uhpc层形成为环状。

10、根据本申请的第一方面实施例所述的桥墩防护结构，所述uhpc构件具有外侧圆弧面和内侧圆弧面，所述外侧圆弧面的半径等于所述桥墩的半径加上6/5的所述管件的半径，所述内侧圆弧面的半径等于所述桥墩的半径加上所述管件的半径。

11、根据本申请的第一方面实施例所述的桥墩防护结构，所述uhpc构件的两端均设置为1/4圆的弧形面，且所述弧形面的半径与所述管件的半径相等，以使所述uhpc构件与所述桥墩之间的间隔等于所述管件的半径。

12、根据本申请的第一方面实施例所述的桥墩防护结构，所述管件的直径为所述桥墩直径的1/4，所述管件的壁厚为2mm-6mm，所述管件的轴线与所述桥墩的轴线平行，所述管件至少设置六根上。

13、根据本申请的第一方面实施例所述的桥墩防护结构，所述uhpc层的厚度为所述管件半径的7/5。

14、根据本申请的第一方面实施例所述的桥墩防护结构，所述管件的内部填充有保温材料；

15、和/或所述管件为钢管。

16、根据本申请的第一方面实施例所述的桥墩防护结构，所述防腐蚀套筒设置为玻纤套筒；

17、和/或所述防腐蚀套筒的厚度为2mm-3mm。

18、根据本申请第二方面实施例的桥墩防护结构安装方法，包括以下步骤：

19、将多个所述管件均匀环绕在所述桥墩的周围设置，并保持各所述管件的轴线与所述桥墩的轴线平行；

20、在相邻的所述管件之间设置所述uhpc构件，各所述uhpc构件依次拼接并使各所述管件在所述弧形槽的支撑和定位作用下抵接所述桥墩的外壁；

21、将所述防腐蚀套筒展开并包裹所述uhpc层，使用紧固带临时固定所述防腐蚀套筒，然后通过连接件紧固所述防腐蚀套筒的拼接处，再卸下所述紧固带完成安装。

22、根据本申请第三方面实施例的桥墩结构，包括：如本申请的第一方面实施例所述的桥墩防护结构。

23、不难理解，本申请第二方面实施例中所述的桥墩防护结构安装方法和本申请第三方面实施例中所述的桥墩结构，均具有如前所述第一方面实施例中的桥墩防护结构的技术效果，因而不再赘述。

24、本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

技术特征：

1.一种桥墩防护结构，围绕桥墩(100)外周设置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的桥墩防护结构，其特征在于：所述uhpc构件(310)设置为弧形构件，各所述uhpc构件(310)依次拼接后使所述uhpc层(300)形成为环状。

3.根据权利要求2所述的桥墩防护结构，其特征在于：所述uhpc构件(310)具有外侧圆弧面(312)和内侧圆弧面(313)，所述外侧圆弧面(312)的半径等于所述桥墩(100)的半径加上6/5的所述管件(200)的半径，所述内侧圆弧面(313)的半径等于所述桥墩(100)的半径加上所述管件(200)的半径。

4.根据权利要求2或3所述的桥墩防护结构，其特征在于：所述uhpc构件(310)的两端均设置为1/4圆的弧形面(3111)，且所述弧形面(3111)的半径与所述管件(200)的半径相等，以使所述uhpc构件(310)与所述桥墩(100)之间的间隔等于所述管件(200)的半径。

5.根据权利要求1所述的桥墩防护结构，其特征在于：所述管件(200)的直径为所述桥墩(100)直径的1/4，所述管件(200)的壁厚为2mm-6mm，所述管件(200)的轴线与所述桥墩(100)的轴线平行，所述管件(200)至少设置六根上。

6.根据权利要求5所述的桥墩防护结构，其特征在于：所述uhpc层(300)的厚度为所述管件(200)半径的7/5。

7.根据权利要求5所述的桥墩防护结构，其特征在于：所述管件(200)的内部填充有保温材料；

8.根据权利要求1所述的桥墩防护结构，其特征在于：所述防腐蚀套筒(400)设置为玻纤套筒；

9.一种如权利要求1至8任一项所述的桥墩防护结构安装方法，其特征在于，包括以下步骤：

10.一种桥墩结构，其特征在于，包括：如权利要求1至8任一项所述的桥墩防护结构。

技术总结本申请公开了一种桥墩防护结构、安装方法及桥墩结构，桥墩防护结构包括多个管件，沿桥墩的周向均匀地间隔设置；UHPC层围绕各管件的外周设置，UHPC层与桥墩之间存在间隔，UHPC层包括多个UHPC构件，UHPC构件的两端分别设有弧形面，各UHPC构件依次拼接，相邻的UHPC构件拼接后形成用于限位管件的弧形槽，各管件分别可转动地设置在各弧形槽内；防腐蚀套筒包裹在UHPC层外周，使UHPC层、管件和桥墩依次地紧密抵接，且UHPC层和防腐蚀套筒可与桥墩之间发生相对转动。采用仿轴承的设计，防腐蚀套筒和UHPC层相当于轴承外圈，管件相当于轴承滚珠，桥墩相当于轴承内圈，通过转动和相互产生摩擦的方式消耗冲击能，防腐蚀和UHPC材料相结合提高桥墩的耐腐蚀性和抗冲击能力。技术研发人员：邓军,钟敏婷受保护的技术使用者：广州大学技术研发日：技术公布日：2024/5/27