[发明专利]一种多级设防的阵列式中空组合断面防撞装置

说明书

本发明涉及一种多级设防的阵列式中空组合断面防撞装置，由相互连接的防撞节段组成，所述防撞节段包括：装置主体：其包括内钢套筒、套在内钢套筒外的外钢套筒、置于内钢套筒与外钢套筒之间的橡胶圈、填充在内钢套筒与外钢套筒之间间隙的轻质填料，以及留置于所述内钢套筒与外钢套筒之间并穿过所述橡胶圈的预应力钢束，在内钢套筒与外钢套筒之间还间距设置有若干横隔板；固定在装置主体上并与待保护的基础结构接触的滚动模块或滑动模块。与现有技术相比，本发明在保证正常使用状态下对与桥梁结构接触表层无损伤或损伤很小的前提下，实现船舶撞击荷载下对桥梁结构的多级保护。

技术领域

本发明属于桥梁结构防撞击保护装置技术领域，涉及一种多级设防的阵列式中空组合断面防撞装置。

背景技术

桥梁防撞击领域中，除监测预警等主动防护技术外，另一种较为成熟的技术方案是在要保护的桥梁结构周围设置防撞装置，抵抗桥梁结构设计基准期内可能承受的撞击荷载，如来自船舶、漂浮物的撞击等。各种防撞装置已在国内外多做大桥中有所应用，目前现有方案中的技术难点仍集中于以下几点：

(1)防撞击装置在桥梁结构设计基准期内，对桥梁结构表层造成了比较严重的损伤与破坏，主要来源于装置随水位变化而与结构表面数以万次累计的摩擦与磨耗，以及波流、海浪作用下装置与结构表面数以万次累计的反复碰撞。

(2)防撞装置服役期间，更加频遇的小型船舶的轻度刮蹭，造成装置表面防腐漆皮的撕裂与剥离，进而因钢材锈蚀而造成装置主体防撞性能的劣化。

(3)遭受不同强度的撞击荷载后，装置的维修和更换工序冗繁。有些时候，中小强度荷载撞击后，只是局部装置产生了严重破损，但后续维修工作不得不围绕整个装置进行。

(4)装置的防撞机理和力学概念不够明确，不能通过较为清晰简单的构造和组合形式实现对桥梁结构的多级防护。

中国专利CN 201975728 U公开了一种螺旋结构桥墩防船撞装置，拟通过结构本身的几何形状改变船首方向，这对于船舶小角度刮蹭到装置的情况是可行的。如果船舶由于天气或人为操作失误等因素正撞到桥梁结构时，其拨转船首的设计目标很难实现，而装置自身的缓冲吸能效果又很有限，使得桥梁结构失去了有效防护。

发明内容

本发明的目的就是为了提供一种多级设防的阵列式中空组合断面防撞装置，在保证正常使用状态下对与桥梁结构等基础结构接触表层无损伤或损伤很小的前提下，实现船舶撞击荷载下对桥梁结构的多级保护。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种多级设防的阵列式中空组合断面防撞装置，由相互连接的防撞节段组成，所述防撞节段包括：

装置主体：其包括内钢套筒、套在内钢套筒外的外钢套筒、置于内钢套筒与外钢套筒之间的橡胶圈、填充在内钢套筒与外钢套筒之间间隙的轻质填料，以及留置于所述内钢套筒与外钢套筒之间并穿过所述橡胶圈的预应力钢束，在内钢套筒与外钢套筒之间还间距设置有若干横隔板，以将内钢套筒与外钢套筒之间空间分隔为若干密闭仓；

固定在装置主体上并与待保护的基础结构接触的滚动模块或滑动模块。优选的，沿水流方向的防撞节段(迎水侧节段)采用滚动模块实现装置与基础结构的接触，逆水流方向的防撞节段(背水侧节段)采用滑动模块实现装置与基础结构的接触。这是因为装置杂事在迎水侧与装置主体接触、摩擦、碰撞的频次明显高于背水侧的节段。

进一步的，所述的橡胶圈呈压紧状态阵列排布于内钢套筒与外钢套筒之间，且橡胶圈分别内切和外接于所述外钢套筒和内钢套筒，即使得橡胶圈紧贴贴合于内钢套筒与外钢套筒之间。

进一步的，所述的橡胶圈呈圆环形结构，且该圆环形结构从其内壁向外侧挖槽形成空腔，从而形成类似汽车轮胎(外胎)的空心橡胶圆环结构。