[发明专利]一种组合式桥梁桥墩防撞结构及其施工方法

说明书

本发明公开了一种组合式桥梁桥墩防撞结构及其施工方法，包括柱状桥墩、环绕设置在柱状桥墩上下两端四周的悬臂结构以及穿设在两端悬臂结构之间、且绕柱状桥墩轴心均布的预应力钢筋，所述上下两端悬臂结构之间围成的柱状空间外包裹有防护层以形成密闭空间，并在该密闭空间内填充吸能块。本发明通过在柱状桥墩周围密集设置预应力钢筋和填充吸能块，当发生撞击时船或车辆的水平撞击力由预应力钢筋和吸能块共同承受；受到撞击的预应力钢筋横向发生变形，同时钢索张拉力急剧增加，该张拉力转化成对柱状桥墩的竖向压力，分担了部分水平撞击力，剩余部分水平力由吸能块承担，相对减轻了吸能块和柱状桥墩受到的水平撞击力。

技术领域

本发明涉及一种公路桥梁安全防护结构，尤其涉及一种组合式桥梁桥墩防撞结构及其施工方法。

背景技术

桥梁是交通工程的重要组成部分及薄弱环节，也是交通工程运营期间需要重点保护的对象。桥墩是桥梁的关键部位，决定着桥梁结构的整体稳定。然而，随着各种桥梁的兴建和交通运输能力的提高，有关船(车)撞桥的交通安全事故也不断增多，该类事故的发生，既危害人们的生命财产安全，也会造成交通中断导致更大的损失，因此对桥梁采取防撞措施尤为重要，其根本目的是：防止桥梁因船舶(车辆)的撞击力而发生结构损坏，同时尽可能的保护船舶(车辆)将损失降到最低。

现有研究显示防撞机理可归纳为如下几种：(1)依靠结构或材料自身的恢复弹性变形的能力转化并释放撞击能量，延长撞击时间，从而减小撞击力，保护船桥；(2)依靠防撞设施的压屈、弯曲破坏来吸收冲撞能量，达到保护船桥的目的；(3)把船舶的撞击能量转化为重物的势能和重物周围水的动能；(4)利用桩群的联合弹性变形缓冲吸收船舶的冲撞能量,使整个防护系统共同变形来吸收船舶动能。基于上述机理的防撞装置在实用中各有一定的限制条件，例如目前常用的桩群方式、薄壳筑沙围堰方式等,一般适用于水浅、地质情况较好的场合,但会影响航道,且造价太高；钢结构套箱消能设施利用钢材塑性变形破损消能,但撞损后维修较困难，同时碰撞时船体易受损伤，另外钢材常年在水中易锈蚀；各类缓冲材料所吸收的能量基本上转化为作用在桥墩上的水平作用力，只不过该作用力作用面积将大大扩散，有效减轻了局部作用强度，保护了桥墩不受局部冲击损害，但是所受水平冲击力依然作用在桥墩的水平方向，不利于桥墩的横向稳定。

因此，亟待解决上述问题。

发明内容

发明目的：本发明的第一目的是提供一种可将撞击时产生的水平撞击力部分转化为对桥墩的竖向压力，提高桥墩的横向稳定性的组合式桥梁桥墩防撞结构。

本发明的第二目的是提供该组合式桥梁桥墩防撞结构的施工方法。

技术方案：为实现以上目的，本发明所述的一种组合式桥梁桥墩防撞结构，包括柱状桥墩、环绕设置在柱状桥墩上下两端四周的悬臂结构以及穿设在两端悬臂结构之间、且绕柱状桥墩轴心均布的预应力钢筋，所述上下两端悬臂结构之间围成的柱状空间外包裹有防护层以形成密闭空间，并在该密闭空间内填充吸能块。本发明通过在柱状桥墩周围密集设置预应力钢筋和填充吸能块，当发生撞击时船或车辆的水平撞击力由预应力钢筋和吸能块共同承受；受到撞击的预应力钢筋横向发生变形，同时钢索张拉力急剧增加，该张拉力转化成对柱状桥墩的竖向压力，分担了部分水平撞击力，剩余部分水平力由吸能块承担。

其中，所述悬臂结构由混凝土浇筑而成，该悬臂结构内布设有钢筋。

进一步，所述钢筋包括垂直于柱状桥墩布置的横向钢筋、斜向设置在悬臂结构内的抗剪钢筋以及用于箍扎横向钢筋的纵向箍筋。本发明在悬臂结构内布设横向钢筋、抗剪钢筋和纵向箍筋，有效保证了悬臂结构的强度、抗剪性能和锚固时的安全性。

优选的，所述预应力钢筋的表面喷涂有防腐材料。防腐材料可选用环氧涂料，在表面喷涂环氧涂料可极大的增强钢筋的耐腐蚀性能，使其应用范围更加的广泛。

再者，所述预应力钢筋通过预应力锚具固定于两端悬臂结构。