[发明专利]一种可自动复位的桥墩防撞系统及方法

说明书

本发明属于水下设施安全防护技术领域，公开了一种可自动复位的桥墩防撞系统及方法，所述可自动复位的桥墩防撞系统设置有桥墩，桥墩周围通过框架面板装配有防撞单元和浮箱，桥墩与框架面板之间设置有滑轮结构；防撞单元设置有第二钢板，第二钢板与第一钢板焊接，第一钢板上侧固定有转轴座；转轴座通过转轴与压缩斜筒连接，压缩斜筒内部套接有斜杆，斜杆通过转轴座与转条连接；压缩斜筒和斜杆上缠绕有弹簧，压缩斜筒下端设置有挡板，挡板与弹簧连接。本发明着眼于消能耗能，在撞击后压缩弹性杆件得到柔性缓冲，船舶所受阻力增加，速度减缓，防撞构件释放弹性能后促使船只远离桥墩，可以有效防撞，在最大程度上保护了船舶本身的安全。

技术领域

本发明属于水下设施安全防护技术领域，尤其涉及一种可自动复位的桥墩防撞系统及方法。

背景技术

目前，公路交通的发展促使了越来越多跨江跨河大桥的修建，水路运输的发展使得船舶流量日益增大，但同时船舶的大型化对桥梁的安全构成了严重威胁，桥船碰撞的概率明显加大，一旦船舶失控或走偏航道撞击桥梁，极易造成桥梁垮塌、船舶倾覆的恶性事故，后果不堪设想。

防撞方式从理念上分为主动防撞和被动防撞设计，主动防撞是通过对船舶进行航行管理和航迹干预，进而避免发生船舶撞桥。被动防撞是通过对桥墩自身结构加强或者辅以防撞设施来抵御船舶撞，进而避免撞击事故发生或降低受损程度。主动防撞设计是一项比较复杂的系统工程，设计方案能否成功，取决于人的素质、技术水平、资金等各方面因素，实施要求过高。

桥梁防撞方案主要采用橡胶等缓冲吸能方式、防撞桩结构、人工岛、缆绳拦截、围堰以及钢浮箱结构、柔性阻尼原件等组成的结构体系等。按与桥墩的关系可分为人工岛、独立式以及附着式三大类。人工岛是一种用圬工岛将桥墩台阻隔、消能的防撞设计，在桥墩前用沙子、碎石或混凝土将桥墩周围建立人工岛，使船岛上搁浅而停下。然而这种方法侵占水面多、而且改变航道原有水流环境。而且为了防止水毁，人工岛一般刚性较大，对船舶的破坏力也很大，顾及了桥墩安全却增大了船舶触礁风险。独立式主要包括墩外墩、围堰以及防撞桩群等，此类方法均是在桥墩外围水底设置的防护结构，这些方式均通过替代桥墩接受撞击来达到防护目的。在实际使用同样会改变水流环境、侵占过水面积，仅适用于水位浅、基础条件好、设置后不碍航的桥梁工程。这些方式使用时对船体破坏力仍就很大。

附着式主要有漂浮式柔性防撞系统或者耗能吸能元件等。漂浮式柔性防撞系统是利用绳柔性网等耗能器或浮链消减船舶撞击传来的动能。耗能吸能元件主要利用橡胶或塑性囊体吸收船舶撞击桥梁的部分动能，可以保护船体对桥墩的撞击损伤程度减小。然而，当桥墩遭受船撞时，上述大多数方式的防撞构件均会受到不同程度的破坏，不能自动复位，失去其防护功能，需花费大量时间经费维护加固或重新修建。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：

(1)现有技术中主动防撞设计是一项比较复杂的系统工程，设计方案能否成功，取决于人的素质、技术水平、资金等各方面因素，实施要求过高。

(2)现有技术中人工岛侵占水面多、而且改变航道原有水流环境；为了防止水毁，人工岛一般刚性较大，对船舶的破坏力也很大，顾及了桥墩安全却增大了船舶触礁风险。

(3)现有技术中独立式在实际使用同样会改变水流环境、侵占过水面积，仅适用于水位浅、基础条件好、设置后不碍航的桥梁工程，使用时对船体破坏力仍就很大。

(4)现有技术中附着式当桥墩遭受船撞时，防撞构件均会受到不同程度的破坏，不能自动复位，失去其防护功能，需花费大量时间经费维护加固或重新修建。

解决以上问题及缺陷的难度为：

1)船舶撞击冲击力强，以上技术虽然起到了很好的桥梁保护作用，但未充分考虑船体免遭大面积破坏。如何减少桥墩的破坏同时使船舶自身的破坏最小。

2)涉及水下施工工程量大，投资大，目前资金缺乏仍是桥梁船撞保护遇到的主要问题。