[发明专利]筒状复合材料桥梁防撞装置

说明书

技术领域

 本发明涉及一种桥梁或码头防撞装置，尤其是一种利用复合材料制造的成本低、弹性大、耐腐蚀的防撞装置，具体地说是一种适用于各类桥梁的桥墩以及码头、水上（海洋）建筑如采油平台等用以减轻船舶（浮冰）撞击灾害的筒状复合材料桥梁防撞装置。

背景技术

船撞桥事故在世界各地一直在不断地发生，船撞桥事故的频率远比我们想象的更高。由船撞桥事故所导致的人员伤亡、财产损失以及环境破坏是惊人的。很多船撞桥事故轻则损失数万元，重则人员伤亡、损失以数百万、数千万甚至数十亿美元计，大量的间接损失更是难以计算。

许多事实表明，桥梁事故的发生主要是由于桥梁下部结构的破坏，因此，需要提高桥墩的抗撞性能，具体可以分为两个方面，即主动抗撞和被动抗撞。主动抗撞是通过桥梁结构设计来提高桥墩自身的抗撞击能力，往往需要将桥墩设计的硕大无比，既不经济美观，也影响了航道的通航能力；被动抗撞是通过设置防撞保护系统来提高桥墩的抗撞击能力，由于其灵活性比较大，可以根据实际情况采用多种方案综合比较，是应用比较广泛的防撞手段。

经过多年的研究应用，国内外出现了多种类型的桥墩防撞设施，但其基本原理是基于能量吸收、动量缓冲而设计的，每种防撞设施都有其特点和使用条件。但目前常用的桩群方式、薄壳筑沙围堰方式、人工岛方式等，一般适用于水浅、地质情况较好的场合, 虽然一劳永逸，但会影响航道，且常常因为造价太高或者条件不具备而放弃。而钢结构套箱消能设施利用钢材塑性变形破损消能，但其通常承受单次撞击，撞损后维修较困难；同时碰撞时船体易受损伤；另外钢材常年在水中易锈蚀，维护费用较高，鉴于目前常用防撞设施存在的诸多弊端，本专利拟将纤维增强复合材料结构的耐撞性能引入到桥梁防撞领域中。

发明内容

本发明的目的是针对现有的桥梁防撞装置存在的防撞效果差、成本高、修复难度大等问题，提供一种成本低、弹性大、耐腐蚀并能充分吸收撞击能量、延缓撞击时间、能承受多次撞击的筒状复合材料桥梁防撞装置。

本发明的目的是通过以下技术方案解决的：

一种筒状复合材料桥梁防撞装置，包括防撞单元，防撞单元由筒体和填充在筒体内的填充材料体构成，所述的防撞单元包括直筒形防撞构件和弯筒形防撞构件，不相邻的直筒形防撞构件通过连杆串联或者并联构成条状防撞装置，相邻且相互连接的直筒形防撞构件之间或者直筒形防撞构件和弯筒形防撞构件之间或者弯筒形防撞构件之间通过设置在筒体上的法兰采用螺栓固定相连构成环状或C型防撞结构；所述防撞单元的内侧设有移动装置。

所述的筒体由外筒体构成或者由外筒体、内筒体与外筒体、内筒体之间的填充材料体构成或者由外筒体、中间筒体、内筒体与外筒体、内筒体之间的填充材料体构成。

所述的筒体上设有沿其端部圆周方向设置的法兰，所述的法兰位于外筒体和/或内筒体的内侧和/或外侧。

所述相邻且相互连接的法兰的外侧设有沿筒体的圆周方向设置的套箍。

所述的筒体上设有灌注孔，所述的灌注孔沿筒体的径向设置。

所述的筒体为轻木或泡沫复合材料夹芯管、复合材料夹砂管、塑料、表层缠绕复合材料的金属骨架中的一种；所述的筒体采用玻璃纤维布、碳纤维布、玄武岩纤维布、芳纶纤维布中的一种与树脂制成，其中玻璃纤维布为双轴向布、多轴向布、网格布或纤维毡中的一种，树脂为不饱和聚酯、乙烯基树脂、酚醛树脂、环氧树脂或无机树脂中的一种。

所述的填充材料体为缓冲耗能材料或者缓冲耗能材料与空心装置的结合或者混凝土、空腹格构体中的一种。

所述的缓冲耗能材料为聚氨酯泡沫、聚氨酯弹性体、聚苯泡沫、PVC泡沫、PMI泡沫、聚酰亚胺泡沫、砂、聚苯颗粒泡沫与砂混合料、聚苯颗粒砂浆、橡胶粒、橡胶块、陶粒、石子、煤矸石粉、泡沫铝、液体、加气泡沫混凝土、泡沫、管材、圆球或毛竹中一种或几种；所述的空心装置为封闭的钢管、复合材料缠绕管、复合材料拉挤管、塑料管、毛竹、塑料空心球、复合材料空心球、金属空心球的一种。

所述的连杆包括索、不锈钢链、缆绳、钢绞线；所述的螺栓包括金属螺栓、四氟螺栓、塑料螺栓和复合材料螺栓；所述的移动装置包括万向轮、尼龙或金属滚轮、聚四氟乙烯滑板。

所述的直筒形防撞构件包括等截面直筒形防撞构件和变截面直筒形防撞构件。

本发明相比现有技术有如下优点：

1、本发明的筒体采用了强耐腐蚀、力学特性优越的纤维增强复合材料，可适应江水、海水等各种恶劣环境，减小了维护费用；使用时若船舶正对桥墩撞击，因为筒型截面的筒体为弹性复合材料，具有较大的变形能力，能压缩1/2直径而不破坏。