[发明专利]一种复合材料与橡胶组合式箱型桥梁防撞装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种桥梁防撞装置，尤其是涉及一种复合材料与橡胶组合式箱型桥梁防撞装置。

背景技术

随着我国经济、社会、文化的发展，全国范围内经济文化的交流，运输业的不断发展已经成为了我国经济发展的巨大推动力。道路、桥梁、港口、码头等等日益增多，交通工具的日益增多，并且趋向于大型化，交通工具与交通设施之间的冲突日益严峻。船车-桥梁碰撞事故日益增多，导致生命财产的巨大损失、交通拥堵，水资源的污染等等。桥梁防撞问题越来越得到政府与学术界的关注，如何防止或者降低船车-桥梁碰撞事故已经成为目前的一个研究课题。

为了防止或降低船车撞击桥梁事故引起的严重后果，国内外对防撞装置进行了研究，并且目前应用于实际的防撞装置的种类繁多，每一种防撞装置都有各自的使用范围。防撞装置分类的方法很多，总体上可以简单的分为间接型与直接型。间接型为防撞装置将力传递到地面或其他承受撞击力的结构上，如：群桩基础、人工筑岛、人工围堰等。这种防撞装置防撞效果较好，但是由于间接式防撞装置需要占用一定的河道，对于河流的影响较大，而且通常造价偏高。直接型防撞装置主要是通过自身的耗能减弱传递到桥墩上的力，从而降低撞击的效应，这种防撞装置有护舷方式、绳索变形方式、固定或浮动防撞装置等。这种防撞装置对河道的影响相对较小，同时受水深的影响不大，工程造价较低，工程量较小，越来越得到广泛的应用。直接型防撞装置主要通过自身的柔性和耗能能力来削弱撞击的效应，如果防撞装置过于柔性，当船体接触防撞装置后，防撞装置绝大部分的变形发生在接触的部位，而防撞装置其他部分是起不到太多的防撞作用。

而如果防撞装置过于刚性，则无法起到很好地消能，例如中国专利CN103911943 A公开了一种桥梁桥墩的防撞装置，具体包括：复合材料固定层和防撞护栏，复合材料固定层固定包覆于水面上方的桥墩外表面，复合材料固定层的外表面上开设有向外凸起的孔洞，防撞护栏的两个端口通过螺栓连接，固定插接于两个孔洞中，两个孔洞固定支撑一个防撞护栏，从孔洞的底部至防撞护栏的端口处，依次径向固定设置有若干根木棍。复合材料固定层和防撞护栏，采用玻璃纤维增强复合材料制成，基体材料为不饱和树脂或乙烯基树脂；增强材料为玻璃纤维或碳纤维。然而该桥梁桥墩的防撞装置主要是通过刚性比较大的复合材料进行防撞，一方面，虽然它能够保护桥墩，但它起不到很好的消能作用，对桥梁、船舶等有较大的损伤；另一方面，它构造上比较麻烦，每个防撞护栏都需要精细的布置，并且防撞护栏及螺栓等连接的强度在船舶冲击作用下的强度不能保证。此外，木棍长期泡在水中容易腐烂，待螺栓连接破坏时，木棍也就起不到替代作用。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种将刚性材料与柔性材料相结合，在撞击过程中利用复合材料箱型结构保证结构整体受力性能，利用柔性耗能材料吸收能量的复合材料与橡胶组合式箱型桥梁防撞装置。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种复合材料与橡胶组合式箱型桥梁防撞装置，包括：

环形箱体，由刚性的复合材料制成，紧密包裹于桥墩外侧，用于桥墩受船只撞击时向桥墩四周扩散能量；

橡胶消能组件，填充于环形箱体内，用于桥墩受船只撞击时吸收能量。

所述环形箱体包括多个依次连接并相互连通的箱格。

所述环形箱体中设有用于加强箱体刚度的隔板，该隔板与环形箱体底面平行并将环形箱体分割成多个隔环，所述多个隔环由下自上依次累叠并包裹于桥墩外侧，所述每个隔环内均填充有橡胶消能组件。

所述环形箱体包括由复合材料制成的壳体和用于加强箱体变形塑性的不锈钢网格布，所述不锈钢网格布内嵌于壳体中。

所述复合材料为纤维和树脂组成的纤维增强复合材料。

所述复合材料中纤维的含量为30％至35％，树脂的含量为65％至70％。

所述纤维为玻璃纤维、碳纤维、玄武岩纤维、芳纶纤维、混杂纤维中的一种或多种，所述树脂为乙烯基树脂、不饱和树脂、邻苯树脂、环氧树脂、无机树脂或热塑性树脂中的一种或多种。

所述橡胶消能组件为橡胶消能环、橡胶消能圈、橡胶钢丝轮胎或橡胶尼龙轮胎。

所述橡胶消能组件由丁腈橡胶、氢化丁腈橡胶、乙丙胶、硅橡胶、丁基橡胶、丙烯酸脂橡胶、氟橡胶、硅氟橡胶、丁苯胶、氯磺化聚乙烯胶或聚氨酯橡胶制成。

所述环形箱体通过不锈钢销栓固定于桥墩上。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：