[发明专利]一种传力式阻尼耗能混凝土结构防撞装置及防撞方法

说明书

本发明公开了一种传力式阻尼耗能混凝土结构防撞装置及防撞方法，包括若干个呈直线型、弧形或圆形布设的传力式阻尼耗能单元；每个传力式阻尼耗能单元均包括碰撞系统、约束系统、动力转换系统和底板；碰撞系统包括碰撞板、传力杆和受压阻尼；约束系统包括套筒，动力转换系统包括曲柄、转轴、斜拉杆和受拉阻尼；转轴位置固定，曲柄套装在转轴上，一端铰接传力杆，另一端铰接斜拉杆；斜拉杆中部安装受拉阻尼，底端铰接底板；底板安装在地基中。本发明通过动力转换系统将碰撞系统受到的水平冲击力传递给底板，传力过程中受压阻尼与受拉阻尼缓冲吸能，最终将冲击能量传给大地，护混凝土结构则不受冲击力的影响，从而达到保护混凝土结构的目的。

技术领域

本发明涉及一种防撞装置，特别是一种传力式阻尼耗能混凝土结构防撞装置及防撞方法。

背景技术

交通工具对各种桥墩的冲撞事故，发生频率较高，直接或者间接造成大量经济损失以及人员伤亡，对被撞后工程实体的安全性也提出了更多的挑战。

因此，考虑采用工程技术对有防撞需求的混凝土结构进行加固与防护显得至关重要，如何大幅度减小碰撞的冲击力对混凝土结构的冲击破坏，是广大工程技术人员的共识。

目前，大部分防撞的设计思路都集中在设置缓冲、消能层，通过阻尼材料或者泡沫混凝土等来吸收碰撞能量。然而，这种防撞结构及防水，还存在着如下不足，有待进行改进：

1、防撞材料均包覆设置在混凝土结构的外周，混凝土结构仍然作为碰撞承受主体，防撞材料仅起到一定缓冲、消能作用。当大体积物体(比如汽车卡车等)冲击混凝土结构时，冲击力将远大于防撞材料自身的缓冲及消能作用，故而混凝土结构将会受到一定程度的冲击破坏，从而影响对上部混凝土结构的可靠支撑。

2、当混凝土结构受到冲击破坏后，修复过程复杂、困难及繁琐。

3、现有的防撞材料中，大多数阻尼由于成分中有机材料(橡胶)的原因，容易老化，寿命不长。

4、为避免混凝土结构的冲击破坏，故而需要增厚防撞材料的厚度，用于增加缓冲力，从而使得混凝土结构外周的防撞材料厚度臃肿，占用道路或航道空间。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种传力式阻尼耗能混凝土结构防撞装置及防撞方法，该传力式阻尼耗能混凝土结构防撞装置及防撞方法通过动力转换系统将碰撞系统受到的水平冲击力传递给底板，传力过程中受压阻尼与受拉阻尼缓冲吸能，最终将冲击能量传给大地，护混凝土结构则不受冲击力的影响，从而达到保护混凝土结构的目的。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种传力式阻尼耗能混凝土结构防撞装置，包括若干个传力式阻尼耗能单元。

若干个传力式阻尼耗能单元在混凝土构件外周呈直线型、弧形或圆形布设，相邻两个传力式阻尼耗能单元中的防撞板相拼接。

每个传力式阻尼耗能单元均包括碰撞系统、约束系统、动力转换系统和底板。

碰撞系统包括碰撞板、传力杆和受压阻尼。其中，碰撞板的正面用于直接承受碰撞冲击力，碰撞板的背面中部与传力杆首端相连，传力杆的尾部安装受压阻尼。

约束系统包括套筒，套筒同轴套设在传力杆中部外周，且位置固定。传力杆能在套筒内水平滑动。

动力转换系统包括曲柄、转轴、斜拉杆和受拉阻尼。转轴位置固定，曲柄的中部转动套装在转轴上，曲柄的一端与传力杆的尾端相铰接，曲柄的另一端与斜拉杆的顶端相铰接，斜拉杆的中部安装受拉阻尼，斜拉杆的底端铰接在底板上。

底板安装在邻近混凝土结构的地基中。

碰撞系统还包括若干根碰撞板斜撑，每根碰撞板斜撑的一端与碰撞板背面相连接，另一端连接在传力杆上。